Piezas de válvulas solenoides
Figura 1: Electroválvula
Una electroválvula es una válvula controlada eléctricamente que cierra o permite el paso de fluidos de un punto a otro. La válvula consta de dos componentes principales: un solenoide y un cuerpo de válvula. Dentro de estos componentes hay varias piezas, y comprenderlas ayuda a mejorar el conocimiento del funcionamiento de la válvula como una unidad completa. Este artículo analiza las múltiples partes del tipo de electroválvula más común, una válvula de 2/2 vías, y sus respectivas funciones.
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¿Qué es una electroválvula?
Una electroválvula es una válvula accionada electromagnéticamente que permite a los ingenieros controlar de forma autónoma y remota el flujo de fluidos dentro de un sistema. Esta válvula se utiliza para cerrar, abrir, mezclar o desviar medios líquidos y gaseosos en aplicaciones industriales y domésticas. Las electroválvulas tienen un tiempo de respuesta más rápido y un menor consumo de energía en comparación con otros tipos de válvulas. El consumo de energía puede reducirse aún más utilizando una electroválvula de enclavamiento.
Las distintas clasificaciones de una electroválvula son:
- Electroválvulas de acción directa y pilotadas: Las electroválvulas de acción directa se conectan directamente con la armadura de apertura y cierre, mientras que las electroválvulas de acción indirecta (también llamadas servoaccionadas o pilotadas) utilizan la diferencia de presión del medio a través de los orificios de la válvula para abrirla y cerrarla.
- Electroválvulas normalmente cerradas y normalmente abiertas: Una válvula normalmente abierta está abierta, y una válvula normalmente cerrada está cerrada en el estado sin corriente.
- Electroválvulas de 2 y 3 vías: Según la función del circuito, las electroválvulas pueden ser de 2, 3, 5, 7 vías, etc. Por ejemplo, una electroválvula de 2 vías tiene dos puertos, uno de entrada y otro de salida. Del mismo modo, una válvula de 3 vías (válvula 3/2) tiene tres puertos de conexión. Normalmente, tiene dos estados o posiciones en los que puede estar, lo que permite a la válvula conmutar entre dos circuitos diferentes. Lea el artículo de la guía de selección de electro válvulas para obtener más detalles sobre las funciones del circuito de la electroválvula.
- Electroválvulas de CA y CC: Las electroválvulas pueden funcionar con alimentación de CA o CC. Lea nuestro artículo sobre electroválvulas de CA o CC para obtener más información.
Piezas de electroválvulas
Las distintas piezas de una electroválvula trabajan conjuntamente para garantizar el funcionamiento óptimo de la válvula. Debe prestarse la debida atención a la correcta instalación de las piezas. La falta de componentes o su instalación incorrecta pueden provocar el mal funcionamiento de una válvula. Lea nuestro artículo sobre la instalación de electroválvulas para obtener más información sobre el procedimiento de instalación. Los principales componentes de una electroválvula de 2/2 vías se muestran en la figura 2 y se describen a continuación.
Figura 2: Piezas de la electroválvula de 2/2 vías: tubo de la armadura (A), anillos de sombreado (B), junta (C), orificio (D), cuerpo de la válvula (E), orificio de entrada (F), bobina (G), muelle (H), émbolo (I) y orificio de salida (J).
Puerto de entrada (A)
El medio entra en la válvula por el orificio de entrada, tras lo cual se encuentra con las funciones de cierre o apertura de la válvula. El medio a controlar entra en la válvula a través de una tubería o manguera conectada al puerto de entrada de la válvula.
Puerto de salida (B)
El fluido regulado sale de la válvula por el orificio de salida. El puerto de salida recibe el fluido que se ha dejado pasar a través de la válvula. Una electroválvula puede tener uno o varios orificios de salida en función de la aplicación. Los medios de la válvula pueden ser dirigidos a uno o más de estos puertos por la acción específica de la válvula. El medio regulado sale de la válvula a través de la tubería conectada al puerto de salida. Lea nuestro artículo sobre electroválvulas humidificadoras para obtener más detalles sobre cómo se conectan las tuberías a los puertos de entrada y salida de una electroválvula.
Bobina magnética (C)
La bobina está formada por varias vueltas de alambre esmaltado, de forma cilíndrica y hueco por dentro. Cuando circula corriente por la bobina, se produce el campo magnético correspondiente. El cuerpo de la bobina está recubierto de acero y tiene un acabado metálico.
Muelle (D) y émbolo (E)
El émbolo, o pistón, es la parte de la válvula que se mueve hacia arriba y hacia abajo para cerrarla o abrirla. El émbolo suele tener forma cilíndrica y estar hecho de un material ferromagnético situado dentro del espacio hueco de la bobina del solenoide. El muelle del solenoide proporciona la fuerza necesaria para mantener el émbolo en su posición. En una válvula normalmente cerrada, el muelle ejerce presión sobre el émbolo, empujándolo hacia abajo y cerrando la junta. En una válvula normalmente abierta, el muelle sujeta el émbolo para que la válvula permanezca abierta en su posición de reposo.
En una electroválvula normalmente cerrada, cuando la bobina del solenoide se excita haciendo pasar una corriente, produce un campo magnético que atrae el émbolo magnético hacia arriba (ya que el émbolo está hecho de un material ferromagnético), venciendo la fuerza del muelle. Cuando el émbolo se mueve, la válvula se abre, igual que si la abriera un operario moviendo un volante o una palanca de la válvula. Dependiendo de la acción requerida y del mecanismo de funcionamiento de la válvula, el movimiento del émbolo controla el flujo del fluido a través de la válvula. Puede permitir el paso del líquido, bloquearlo o regular la cantidad que pasa. Una electroválvula normalmente abierta funciona a la inversa (es decir, al activar el solenoide se cierra la válvula).
Tubo del inducido (F)
Un tubo Amature es un componente hueco que sirve de guía para el émbolo. Cualquier defecto en el tubo puede restringir el movimiento del émbolo. La acumulación de suciedad también puede afectar al movimiento del émbolo, causando calor y provocando daños en la válvula.
Junta (G)
La junta es la pieza que cierra la válvula impidiendo el paso del fluido a través de ella. El émbolo se mueve hacia arriba en una válvula normalmente cerrada cuando la válvula recibe corriente. La junta abre el orificio y permite que el medio fluya a través de la válvula. Si la válvula está normalmente abierta, el émbolo se mueve hacia abajo, haciendo que la junta bloquee el orificio, impidiendo así el flujo del medio a través de la válvula.
La junta entra en contacto con el medio a controlar. Por lo tanto, es crucial asegurarse de que el material de la junta sea compatible con el medio de la válvula elegida. Además, la junta debe mantenerse libre de suciedad para evitar la apertura y cierre parciales de la válvula. Lea nuestro artículo sobre el material de las juntas de las electroválvulas para obtener más información.
Orificio (H)
El orificio conecta los puertos de entrada y salida. El émbolo acciona este orificio, restringiendo el flujo de los medios que entran y salen de la válvula. Una electroválvula puede tener uno o varios orificios en función del principio de funcionamiento empleado y de la acción requerida.
Anillos de sombreado (I)
Los anillos de sombreado evitan vibraciones y zumbidos en las bobinas de CA de una electroválvula. Lea nuestro artículo sobre cómo entender el diseño y el funcionamiento de las electroválvulas para obtener más detalles sobre la importancia de los anillos de sombreado en las electroválvulas de CA.
Cuerpo de la válvula (J)
El conjunto del solenoide está conectado al cuerpo de la válvula. El cuerpo de la válvula se conecta al circuito que transporta el fluido a regular. En el cuerpo de la válvula hay dos aberturas denominadas orificios de entrada y salida. Los fabricantes de válvulas utilizan materiales de alta calidad para fabricar el cuerpo de la válvula, ya que esta parte transporta los medios implicados y debe ser lo suficientemente capaz de transportarlos sin fallos. Los cuerpos de las válvulas se construyen con distintos tipos de materiales. El material se elige en función de su idoneidad para manipular los medios que circulan por la válvula y de sus características, como su capacidad para provocar corrosión. Las opciones de materiales específicos para los cuerpos de las electroválvulas incluyen acero inoxidable, plástico o latón.
El diseño del cuerpo de la válvula varía según el tipo de electroválvula.
- Electroválvulas de mando indirecto (piloto): En las electroválvulas de accionamiento indirecto, una membrana o diafragma (como se ve en la figura 3) separa los puertos de salida y entrada entre sí. El diafragma cierra y abre el orificio principal de la válvula por la acción de las diferencias de presión del medio sobre los orificios de entrada y salida de la válvula, como se ve en la figura 3. Como el diafragma es una pieza móvil, debe mantenerse limpio para que la válvula funcione correctamente. El diafragma divide el cuerpo de la válvula en una cámara inferior y otra superior. Un pequeño orificio dentro del diafragma permite que la cámara superior se llene de líquido procedente de la cámara inferior e iguala la presión entre las cámaras.
Figura 3: Principio de funcionamiento de una electroválvula pilotada
- Electroválvulas de accionamiento semidirigido: Estas válvulas tienen un diseño de cuerpo de válvula que incluye una cámara superior y una cámara inferior que están separadas por un diafragma o membrana, como se ve en la Figura 4. La membrana contiene una pequeña abertura que permite que el líquido llene la cámara superior e iguale la presión. El émbolo de una electroválvula de accionamiento semidirecto está unido a la membrana; por lo tanto, el émbolo controla directamente la posición de la membrana, al contrario de lo que ocurre con la válvula de accionamiento indirecto, en la que se utiliza un piloto para controlar el fluido en la cámara superior. Lea nuestro artículo general sobre electroválvulas para obtener más información sobre el funcionamiento de las electroválvulas pilotadas y semidirigidas.
Figura 4: Electroválvulas de accionamiento semidirecto en estado cerrado (izquierda) y abierto (derecha)
Cables conductores
Los hilos conductores (Figura 3 con etiqueta W) conectan la válvula externamente a la fuente de alimentación directamente o a través de un conector cuando la válvula está energizada. El flujo de corriente se detiene cuando se desconecta la alimentación.
Figura 5: Cables conductores en una electroválvula
Preguntas frecuentes
¿Qué es una electroválvula de 2 vías?
Una electroválvula de 2 vías tiene dos conexiones, una de entrada y otra de salida. El fluido entra por el orificio de entrada y sale por el de salida.
¿Qué es un émbolo en una electroválvula?
Un émbolo de solenoide, comúnmente llamado pistón, se mueve hacia arriba y hacia abajo para abrir o cerrar la válvula.
¿Para qué sirve una electroválvula?
Una electroválvula es una válvula controlada eléctricamente que se utiliza para liberar, cerrar, distribuir o mezclar fluidos en aplicaciones industriales comunes.
