Comprendre les types d'électrovannes : Un guide complet

Qu'est-ce qu'une électrovanne et comment fonctionne-t-elle ?

Dans le monde des systèmes de contrôle, la vanne à commande électromécanique, connue sous le nom d'électrovanne, joue un rôle important. Elle permet un contrôle automatisé des fluides. Ce composant fonctionne comme un interrupteur ou un déviateur qui peut être commandé par l'électricité. Les électrovannes permettent à la fois d'autoriser et de moduler le débit d'un fluide, sa quantité, sa direction, sa pression et même sa température. Une bobine de fil électrique en est le composant principal. Le courant électrique qui traverse la bobine génère un champ magnétique (force électromagnétique) qui déplace une tige métallique (armature) à l'intérieur du corps de l'électrovanne (en la tirant ou en la poussant). Le noyau de la valve est ainsi déplacé. La rotation du noyau de la valve déplace les moyens mobiles du fluide, contrôlant ainsi le débit des liquides. Les électrovannes sont des dispositifs qui transforment l'énergie électrique en énergie mécanique. Cela permet l'accès à distance ou l'automatisation des commandes de contrôle.

Aperçu des principales méthodes de classification des électrovannes

Toutes les électrovannes ne sont pas identiques. Elles se distinguent par diverses conditions de fonctionnement. Connaître les types d'électrovannes est la première étape pour sélectionner la bonne vanne pour votre système afin qu'il fonctionne de manière efficace et fiable. Vous trouverez ci-dessous un tableau qui classe les différents types d'électrovannes tels qu'ils sont présentés ici :

Méthode de classification	Description	Exemples de types courants
Par principe de fonctionnement	Comment la force magnétique déplace le noyau de la valve	Action directe, pilotage, action semi-directe
Par nombre de ports	Nombre de connexions pour les tuyaux	2 voies, 3 voies, 4 voies, 5 voies
État par défaut	L'état de l'électrovanne lorsque la bobine n'est pas alimentée.	Normalement fermé (NC), Normalement ouvert (NO)
Par matériau corporel	Le matériau en contact avec le fluide	Laiton, acier inoxydable, plastique, fonte, etc.
Par fonction/objectif	Pour des utilisations spéciales ou des besoins de contrôle	Haute pression, haute température, résistant à la corrosion, antidéflagrant, sanitaire, etc.

 

Tout comme les animaux et les plantes proviennent de différents environnements dans la nature, différentes variétés d'électrovannes sont conçues pour répondre à des exigences spécifiques telles que le type de fluide, la température, la pression, le débit du fluide et la logique de contrôle.

Normalement ouvert ou normalement fermé

L'état du solénoïde de la vanne lorsqu'il n'est pas alimenté (état non alimenté) est un point fondamental et important lors du choix d'une vanne.

Électrovanne normalement fermée (NC) : Comme son nom l'indique, l'électrovanne normalement fermée est fermée ou les fluides ne peuvent pas passer lorsque la bobine n'est pas alimentée. Le fluide ne s'écoule que lorsque la bobine est sous tension. Le ressort résiste et la force magnétique ouvre la vanne. C'est le type le plus courant. Il est largement utilisé lorsque la vanne doit être en position fermée la plupart du temps. Par exemple, dans les mécanismes d'arrêt de sécurité ou de prévention des fuites.

Électrovanne normalement ouverte (NO) : Il s'agit de l'inverse du type NC. L'électrovanne normalement ouverte est ouverte lorsque la bobine n'est pas alimentée, ce qui permet au fluide de circuler librement. Le fluide n'est arrêté que si la bobine est alimentée. La force magnétique pousse sur le noyau de la vanne, ce qui ferme la vanne. Les vannes normalement ouvertes sont utilisées lorsque ces vannes doivent être ouvertes la plupart du temps. Elles ne se ferment qu'à certaines occasions ou en cas de défaillance. Par exemple, dans certains systèmes de refroidissement ou pour les vidanges d'urgence.

Pour clarifier les différences, regardez le tableau ci-dessous :

Fonctionnalité	Normalement fermé (NC)	Normalement ouvert (NO)
État par défaut (hors tension)	Fermé	Ouvrir
État d'excitation (mise sous tension)	Ouvrir	Fermé
Comment cela fonctionne-t-il ?	La puissance fait l'ouverture	La puissance rapproche
Applications typiques	Fermeture de sécurité, prévention des fuites, nécessité de rester souvent fermé	Besoin de rester ouvert souvent, systèmes de refroidissement, vidange d'urgence

 

Les besoins de votre application déterminent si vous devez choisir normalement ouvert ou normalement fermé. La vanne doit-elle être ouverte ou fermée lorsqu'elle n'est pas active ? C'est comme choisir entre une porte à pousser ou à tirer. Les deux permettent d'entrer, mais c'est l'usage prévu et les précautions à prendre qui dictent le choix.

Explication des principes de fonctionnement des électrovannes : Action directe, pilotage et action semi-directe

Le fonctionnement interne d'une électrovanne influe sur sa capacité à gérer la pression et le débit des fluides. Il influe également sur sa rapidité de réaction.

Électrovannes à action directe : Mécanique et applications

Les électrovannes à action directe sont les plus simples. La force électromagnétique générée par la bobine agit sur l'armature directement liée au noyau de la vanne. Cela permet d'ouvrir ou de fermer la vanne en surmontant la pression du ressort et du fluide. Ce sont des dispositifs miniatures qui réagissent rapidement. Ils peuvent fonctionner sans pression différentielle. Cependant, la force magnétique est limitée. C'est pourquoi les vannes à action directe sont préférées pour les petites conduites et les applications à faible pression. Pour un contrôle précis de petites quantités de fluide, les vannes à action directe sont idéales, comme dans les dispositifs médicaux ou les instruments d'analyse de laboratoire.

Électrovannes pilotées : Comment la pression facilite le fonctionnement

Les électrovannes pilotées, communément appelées vannes à action indirecte ou servo-assistées, illustrent le principe du rapport en fonctionnement. Elles n'exercent pas toute la force du flux magnétique pour ouvrir complètement la vanne principale. Au contraire, une force magnétique est utilisée pour ouvrir d'abord un petit trou pilote. L'ouverture de ce trou pilote modifie l'équilibre de la pression de part et d'autre de la membrane ou du piston de la vanne principale. Elle utilise la pression du fluide pour débloquer la soupape principale, qui repose également sur une différence de pression. Cela permet de contrôler des vannes puissantes par de petites forces. Ces vannes sont capables de supporter des pressions et des débits énormes. Les vannes pilotées, en revanche, ont besoin d'une différence de pression minimale pour fonctionner efficacement. En outre, leur temps de réponse est plus long que celui des vannes à action directe.

Électrovannes à action semi-directe : Principes de mélange

Les électrovannes à action semi-directe possèdent les attributs des types direct et pilote. Elles possèdent une armature qui est directement connectée au noyau de la vanne pour une commande directe. Cette caractéristique leur permet de fonctionner avec une différence de pression nulle. En outre, elles sont dotées d'un diaphragme ou d'un piston avec un trou pilote qui utilise la pression du fluide pour faciliter l'ouverture de la vanne principale. Après avoir alimenté la bobine, l'armature soulève physiquement le noyau de la vanne. Cette action ouvre la vanne principale ainsi que l'orifice pilote. Par la suite, un différentiel de pression s'accumule dans le fluide. Cela aide le diaphragme ou le piston à ouvrir complètement la vanne. Elle présente les avantages des deux. Aucune différence de pression n'est nécessaire pour fonctionner. Elle peut également contrôler des débits et des pressions plus élevés.

Pour clarifier les différences, regardez le tableau ci-dessous :

Fonctionnalité	Action directe	Piloté	Semi-directionnel
Fonctionne à pression nulle	Oui	Non (nécessite une pression minimale)	Oui
Taille / Pression	Petite taille, faible pression	Grande taille, haute pression	Taille moyenne à grande, pression moyenne à élevée
Vitesse de réponse	Rapide	Lenteur	Moyen
Structure	Simple et compact	Plus complexe	Plus complexe
Consommation d'énergie	Relativement plus faible (à taille égale)	Plus faible (lors du contrôle des grandes tailles)	Moyen
Scénario d'application	Petit débit, basse pression/vide, démarrage sans pression nécessaire, contrôle de précision (par exemple, instruments d'analyse)	Débit important, pression élevée, pression minimale requise, canalisations industrielles (par exemple, approvisionnement en eau)	Débit moyen à élevé, pression moyenne à élevée, démarrage sans pression nécessaire, large gamme d'utilisations générales

 

Il est essentiel de connaître le principe de fonctionnement, car il détermine la manière dont une vanne gère la pression du fluide. Cela a un impact sur les performances dans des domaines tels que la taille, la capacité et la vitesse.

Exploration des différentes configurations de ports : 2 voies, 3 voies, 4 voies, 5 voies

La "voie" d'une électrovanne correspond au nombre d'orifices de raccordement aux conduites. La "position" désigne le nombre d'états stables dans lesquels le noyau de l'électrovanne peut se trouver. Le nombre de voies contrôle les chemins que le flux de fluide peut emprunter.

Vannes à deux voies (2 voies) : Commande simple tout ou rien

 

Les vannes à 2 voies sont le type de vannes le plus simple. Elles ont deux orifices, un orifice d'entrée et un orifice de sortie. Elles possèdent les deux positions "ouvert" et "fermé". La principale fonction des vannes à 2 voies est d'arrêter ou de permettre la circulation des fluides dans des systèmes simples. Faciles à utiliser et recommandées pour des solutions simples, les vannes à 2 voies sont les électrovannes les plus populaires, que l'on trouve partout.

Vannes à trois voies (3 voies) : Dérivation et mélange

Les vannes à trois voies possèdent trois orifices, ce qui permet de modifier la direction du fluide, de diviser le débit ou de mélanger les fluides. Par exemple, le fluide provenant d'un orifice d'entrée peut être dirigé vers l'un des deux orifices de sortie. Par ailleurs, le fluide provenant de deux entrées peut être dirigé vers une seule sortie et ainsi être mélangé. Ces vannes sont couramment utilisées pour réguler les cylindres à simple effet ou pour modifier les voies d'acheminement des fluides.

Vannes à quatre voies (4 voies) : Commande de vérins à double effet

Les distributeurs à 4 voies comportent quatre orifices, ce qui leur permet de contrôler les cylindres à deux étages et d'autres outils qui utilisent deux orifices de travail. Les distributeurs à 4 voies ont également la capacité de déplacer le fluide vers les deux extrémités du cylindre, ce qui permet au piston de se déplacer vers le haut et vers le bas.

Vannes à cinq voies (5 voies) : Courants dans les systèmes pneumatiques

Comme leur nom l'indique, les vannes à 5 voies ont cinq orifices. Elles sont utilisées dans la plupart des systèmes pneumatiques, notamment pour le contrôle des cylindres à double effet. Comme les vannes à 4 voies, elles modifient également le sens du fluide, mais les vannes à 5 voies possèdent deux orifices d'échappement, ce qui permet de mieux contrôler la vitesse d'échappement. Cette caractéristique est utile dans certaines applications où la précision de la vitesse et du positionnement du piston est essentielle.

Choisir le nombre de voies, c'est comme choisir un nœud routier. Il dépend du nombre de "routes" que vous devez gérer et de la manière dont vous voulez diriger le "trafic".

Pour clarifier les différences, regardez le tableau ci-dessous :

Type	Nombre de ports	Fonction typique	Candidature commune
2 voies	2	Ouverture/fermeture, arrêt du débit	Contrôle simple du débit des fluides
3 voies	3	Changer de direction, diviser, mélanger	Contrôle des vérins à simple effet, commutation des voies d'écoulement des fluides
4 voies	4	Changement de direction du fluide	Contrôle des cylindres à double effet
5 voies	5	Changement de direction du fluide, avec échappement	Contrôle précis des vérins pneumatiques à double effet

 

Applications des électrovannes dans diverses industries

On trouve des électrovannes un peu partout. Elles sont indispensables à la technologie moderne et à la vie quotidienne. En fait, elles peuvent se trouver dans des appareils domestiques tels que les machines à laver et même dans des processus industriels très sophistiqués. Voici quelques-uns des principaux domaines d'application :

• Automatisation industrielle : La robotique et les lignes de production automatiques nécessitent le contrôle des liquides et des gaz pour différentes applications. 
• Systèmes CVC : Régulation du flux de fluide ou d'eau chaude afin de contrôler la température. 
• Traitement de l'eau : Réglementation des sources d'eau et ajouts de produits chimiques pour diverses applications. 
• Équipement médical : Contrôle de la production de gaz et de liquides. 
• Agriculture : Systèmes d'irrigation automatisés. 
• Véhicules : Gestion du système de carburant, du système d'échappement, etc.

Choisir l'électrovanne adéquate : Facteurs clés de sélection

Pour qu'un système fonctionne de manière stable et fiable, il est essentiel de choisir l'électrovanne appropriée. Il ne s'agit pas seulement du type. Chaque élément doit être pris en compte simultanément. C'est comme si un tailleur confectionnait des vêtements sur la base de mesures précises ; chaque point doit être adapté et l'ajustement doit être exact. Vous devez opter pour un type particulier en raison des circonstances spécifiques.

• Compatibilité des fluides (type, température, viscosité) : Le type et la température du liquide, qu'il s'agisse de fluides corrosifs, d'eau, de gaz ou autres, ainsi que l'épaisseur du fluide (viscosité) influencent le choix des joints et du matériau du corps de la vanne. L'utilisation d'un matériau inapproprié entraîne la corrosion de la vanne, des fuites ou des problèmes de sécurité. Par exemple, des matériaux spéciaux sont nécessaires pour la vapeur à haute température. VINCER propose une cinquantaine de matériaux qui peuvent répondre à la plupart des besoins. Pour des exigences spécifiques, des matériaux sur mesure peuvent être conçus. Cela garantit un fonctionnement optimal de la vanne contre les fluides contenus tout en prolongeant sa durée de vie.
• Pression, débit du fluide et taille de l'orifice : La pression du système et le débit de fluide nécessaire déterminent le principe de fonctionnement de la vanne qui convient le mieux (direct, pilote ou semi-direct). Ils déterminent également la taille de l'ouverture interne (taille de l'orifice). Une pression insuffisante peut empêcher une vanne pilote de s'ouvrir. Une pression trop élevée peut entraîner la rupture de la valve. Le débit de fluide nécessaire influe directement sur le choix de la taille de l'orifice.
• Spécifications électriques (tension, puissance, fréquence) : La bobine du solénoïde a besoin d'une tension (CA ou CC) et d'une puissance déterminées pour fonctionner de manière satisfaisante. L'énergie produite par le système de commande doit également correspondre aux besoins de la vanne. Une puissance qui ne correspond pas aux besoins entraîne une défaillance de la bobine et des problèmes au niveau de la vanne. Les ingénieurs de VINCER prennent en compte ces aspects ainsi que de nombreuses personnalisations. Ils peuvent même rendre la conception de la bobine plus efficace afin d'économiser de l'énergie. Cela contribue à économiser de l'énergie pour votre système.
• Taille de l'orifice et type de raccordement : La taille des orifices de raccordement du robinet et leur mode de raccordement (fileté, à brides, à collier) doivent être adaptés à votre système de tuyauterie.
• Environnement de fonctionnement et certifications (par exemple, indice de protection IP, protection contre les explosions) : L'endroit où vous prévoyez d'installer le robinet (par exemple à l'intérieur, à l'extérieur, dans des zones poussiéreuses ou explosives) a une incidence sur son niveau de protection (indice IP) et sur le fait qu'il doive être ou non antidéflagrant. VINCER détient les certifications ISO9001, CE, ROHS, SIL, FDA et ses produits sont conformes à de nombreuses normes internationales reconnues. Ils visent à obtenir la certification ATEX, ce qui signifie que leurs vannes peuvent fonctionner dans plusieurs industries et dans des environnements difficiles.
• Temps de réponse et durée de vie : Certaines applications exigent une ouverture ou une fermeture très rapide de la vanne (par exemple, commutation rapide ou mesures de sécurité). De telles procédures exigent un contrôle du taux de réponse (temps de réponse). En outre, si la vanne est fréquemment utilisée, elle doit pouvoir supporter de nombreuses répétitions (durée de vie du cycle).

VINCER a plus de dix ans d'expérience. Elle dispose d'une équipe d'ingénieurs experts et prend en compte les besoins des clients sous 8 aspects : Fluide, température, pression, norme de raccordement, etc. Cette analyse est plus détaillée que beaucoup d'autres, ce qui leur permet d'offrir la meilleure solution en matière de vannes. Cela permet d'éviter les problèmes liés à des choix erronés dès le départ, ce qui permet aux clients d'économiser beaucoup de coûts cachés.

Défis communs et solutions dans les applications d'électrovannes

Même si vous choisissez la bonne vanne, des problèmes peuvent survenir lors de l'utilisation d'électrovannes. Mais la plupart des problèmes peuvent être résolus.

• Diagnostiquer les problèmes de bobine : L'un des principaux problèmes est la défaillance ou la combustion d'une bobine. La raison pour laquelle ce problème tend à se produire est due à une tension d'alimentation incorrecte, à une temporisation excessive de l'alimentation et à une chaleur externe excessive. Pour résoudre ce problème, vérifiez l'alimentation électrique et mesurez la résistance de la bobine.
• Résoudre les problèmes de fuite : Les fuites de certains fluides présentent un risque important si elles ne sont pas corrigées. Les fuites qui se produisent à l'extérieur peuvent être dues à une mauvaise installation, ou après l'installation, l'extrémité distale de la valve étant endommagée dans une certaine mesure, et des joints inefficaces peuvent tous constituer ces points. Même les matériaux non corrosifs et inertes qui ne sont pas compatibles avec le fluide de la pièce peuvent provoquer une dissolution dommageable. Pour réparer les fuites, il convient d'utiliser des matériaux et des joints résistants afin de rétablir le fonctionnement de la valve.
• Prévention et élimination des obstructions : Les saletés ou les morceaux présents dans le fluide peuvent bloquer les parties internes de la valve. Utilisez un filtre avant la valve pour éviter cela. Nettoyez également la valve régulièrement.
• Dépannage Fonctionnement lent ou irrégulier : Si la vanne est lente ou ne fonctionne pas en douceur, il peut s'agir d'une faible pression de fluide (pour les vannes pilotes), de variations de tension, de pièces frottées à l'intérieur ou d'une petite obstruction.
• Meilleures pratiques de maintenance : Pour garantir un fonctionnement durable des vannes, il convient de vérifier, de nettoyer et de remplacer régulièrement les pièces usées telles que les joints. 

VINCER fournit des services après-vente professionnels qui aident les clients à résoudre les problèmes. Il propose des consultations par téléphone et en ligne. En outre, il fournit des pièces de rechange gratuites. Les réparations et les remplacements sont effectués rapidement et efficacement. Tout cela démontre l'engagement de VINCER envers ses clients.

Tendances futures et innovations dans la technologie des électrovannes

La technologie des électrovannes évolue elle aussi. Elle devient plus intelligente, plus efficace et plus respectueuse de l'environnement. Les développements futurs sont prévus dans les domaines suivants :

• Électrovanne intelligente avec intégration IoT : Il s'agit de les installer avec des capacités de réseau et des capteurs. Cela permet la surveillance à distance, l'anticipation des problèmes, le contrôle à distance et les transforme en "points intelligents" pour les systèmes.
• Réduction de la taille et modification des matériaux utilisés : Le développement de nouveaux matériaux applicables pour résister à des conditions extrêmes tout en réduisant le poids et la taille des valves.
• Amélioration de l'efficacité énergétique : Amélioration des vannes alimentées par bobine et réduction globale de la consommation d'énergie pendant les opérations.

VINCER travaille actuellement sur ces innovations. Elle améliore l'automatisation de ses vannes en ajoutant de nouvelles fonctionnalités pour suivre l'évolution de l'industrie et les nouvelles attentes des clients. Son objectif est de s'établir comme une marque mondiale de premier plan pour les vannes intelligentes et de fournir des solutions avancées pour le contrôle automatique des flux de fluides.

VINCER offre plus qu'une simple vanne, c'est un partenariat expérimenté. Les promesses de VINCER dépassent les attentes : analyses approfondies, stratégies intelligentes, équipements de qualité à des prix raisonnables, assistance rapide et soutien complet après la vente. C'est ainsi que VINCER tient sa promesse d'offrir une valeur imbattable à ses clients.

Conclusion

Apprendre à connaître les différents types d'électrovannes est essentiel pour le contrôle des fluides. Ces composants, qui diffèrent par leur principe de fonctionnement, la configuration de leurs orifices et leur état par défaut, sont très importants dans les applications de collecteurs. Il est nécessaire d'analyser les contraintes spécifiques de l'application telles que le fluide, la pression et l'environnement afin de choisir la meilleure vanne. Un choix judicieux garantira la fiabilité et l'efficacité du système ainsi que le contrôle des fluides.