La scelta della valvola giusta è molto importante per i sistemi di flusso industriali per quanto riguarda l'efficienza, la sicurezza e la funzionalità di controllo preciso del flusso nelle industrie di processo. Nelle applicazioni di controllo dei fluidi, le valvole azionate e le valvole di controllo sono scelte tecniche comuni, poiché vengono utilizzate in diverse applicazioni di controllo dei fluidi. Conoscere le loro differenze fondamentali e le considerazioni sui costi vi aiuterà a identificare il tipo di valvola più appropriato per il vostro sistema.
Che cos'è una valvola azionata?
Una valvola attuata è una valvola che viene azionata da un dispositivo esterno noto come attuatore, rendendola così non manuale. L'attuatore è un dispositivo indipendente che viene alimentato da una fonte di energia esterna come aria compressa, fluido idraulico, pressione del fluido dai sistemi idraulici o elettricità e converte i segnali di controllo in forza meccanica per azionare il corpo della valvola tramite l'attuazione.
Questa forza agisce sullo stelo della valvola e fa sì che quest'ultimo si sollevi, ruoti o sposti il meccanismo della valvola per aprire, chiudere o regolare il flusso dei fluidi nel caso dei diversi tipi di valvole. Nel caso delle valvole a membrana, ad esempio, la forza agisce sulla superficie della membrana per controllare il flusso. L'attuatore è montato sulla valvola e accoppiato al meccanismo interno della valvola per consentire un funzionamento regolare ed efficiente.
I diversi tipi di attuatori vengono scelti in base ai requisiti dell'applicazione, quali velocità, forza di spinta, coppia e precisione di controllo. Le valvole azionate riducono la necessità di operazioni manuali, aumentano la produttività e garantiscono la stabilità del sistema controllato.
Che cos'è una valvola di controllo?
Una valvola di controllo è una valvola utilizzata per controllare la portata, la pressione o la temperatura di un fluido in un sistema, spesso utilizzando attuatori per regolazioni precise. Controlla la dimensione del passaggio del fluido mediante controllo automatico o remoto e regola il flusso del fluido in base ai segnali ricevuti dal controllore.
Quando il controllore invia un segnale, l'attuatore, alimentato da una potenza esterna, converte il segnale in energia meccanica. Questa forza agisce sull'asta e sull'otturatore della valvola per modificare le dimensioni dell'orifizio e regolare il flusso del fluido. L'attuatore può essere regolato per apportare piccole modifiche alla portata, al fine di sostenere le condizioni richieste nel sistema.
La valvola di controllo è una parte essenziale dei sistemi di controllo automatizzati dei fluidi perché è progettata per modificare in modo stabile la portata in risposta ai segnali di controllo.
Principali differenze tra valvole azionate e valvole di controllo
Le valvole azionate e le valvole di controllo sono utilizzate per regolare il flusso dei fluidi, ma il loro funzionamento è diverso. Ecco come si confrontano:
| Caratteristica | Valvola azionata | Valvola di controllo |
| Precisione del controllo |
1% – 5% |
0.1% – 1% |
| Tempo di risposta | Rapido (di solito immediato) | Più lento, richiede regolazioni di precisione |
| Capacità di regolazione | Solo apertura/chiusura (funzionamento fisso) | Regolazioni graduali (0%-100%) |
| Scenari di applicazione | Sistemi di spegnimento di emergenza, sicurezza antincendio, controllo on/off | Trattamento chimico, generazione di energia, controllo della temperatura |
| Costo | Costo inferiore | Costo più elevato a causa della complessità |
| Idoneità ambientale | Adatti a condizioni difficili (alta pressione, corrosivi) | Adatto per ambienti stabili e controllati |
Precisione del controllo
Le valvole di controllo sono utilizzate per la regolazione continua del flusso di fluidi e hanno lo scopo di offrire una variazione regolare della portata. Sono compatibili con i sistemi di controllo elettronici, che consentono di regolarle in base alle esigenze del sistema; la precisione di regolazione è solitamente compresa tra 0,1% e 1%.
Le valvole attuate, invece, sono destinate a essere azionate con diversi tipi di attuatori che possono essere scelti in base ai requisiti di velocità, forza e grado di controllo. L'accuratezza di controllo delle valvole attuate è relativamente bassa, compresa tra 1% e 5%. Anche se non sono precise come le valvole di controllo, le valvole attuate aiutano a ridurre al minimo le operazioni manuali, ad aumentare l'efficienza e a garantire la stabilità del sistema.
Tempo di risposta
In molti processi industriali, il tempo di risposta di una valvola è un fattore importante da considerare. Le valvole di controllo, che modificano la posizione della valvola per controllare la portata, hanno generalmente una risposta più lenta. Questo perché devono essere regolate con incrementi molto piccoli per controllare il flusso, la pressione o la temperatura dei fluidi.
D'altro canto, le valvole azionate, tra cui valvole a solenoidesono del tipo che si apre o si chiude completamente a seconda dei segnali ricevuti. Poiché non richiedono una regolazione fine, il loro tempo di risposta è solitamente più rapido di quello delle valvole di controllo.
Capacità di regolazione
Le valvole di controllo sono le più adatte per le applicazioni in cui la portata deve essere modificata frequentemente e gradualmente da completamente aperta a completamente chiusa, da 0% a 100%. Vengono solitamente utilizzate in combinazione con altri sistemi di controllo, come i regolatori PID, per contribuire alla regolazione della pressione e della stabilità.
D'altra parte, le valvole attuate sono utilizzate principalmente per il controllo on/off e quindi non hanno lo stesso livello di controllo delle valvole di regolazione. Queste valvole sono solitamente utilizzate in modo da poter aprire o chiudere solo a un particolare livello di funzionamento, ad esempio 0%, 50%, 100%. Tra le valvole azionate si annoverano le valvole a farfalla e le valvole a sfera, che sebbene possano offrire un certo grado di modulazione, la loro precisione è molto inferiore a quella delle valvole di controllo.
Scenari di applicazione
Le valvole di controllo sono utilizzate nei settori in cui è necessario controllare il flusso, la pressione e la temperatura dei fluidi, come le industrie chimiche, la produzione di energia, il petrolio e il gas e il trattamento delle acque. In queste applicazioni, le valvole di controllo regolano il sistema e ne garantiscono il funzionamento ottimale modificandone costantemente le impostazioni. Ad esempio, negli impianti chimici, le portate delle valvole di controllo possono essere controllate con un elevato grado di precisione, che può arrivare fino a 0,1% del set point, rendendo così gli impianti sicuri ed efficienti.
D'altra parte, le valvole azionate, comprese le valvole di sicurezza e le valvole di sicurezza, sono adatte per le applicazioni che richiedono un controllo on/off, ad esempio i sistemi ESD, i sistemi antincendio e le linee di produzione. Queste valvole sono ideali per l'uso ad alta pressione o in aree in cui l'automazione è auspicabile a causa della distanza dalla sala di controllo. Ad esempio, in un sistema di arresto di emergenza, le valvole azionate possono chiudersi in pochi secondi, evitando così rischi e garantendo la sicurezza del sistema.
Differenze di costo
L'acquisto e la manutenzione di una valvola di controllo sono più costosi rispetto a quelli di una valvola attuata, in quanto la prima comprende un maggior numero di parti e richiede regolazioni complesse, compreso l'uso di attuatori, sensori e persino sistemi di controllo elettronici. Tuttavia, nel caso in cui la vostra applicazione richieda un tale livello di controllo, potrebbe valere la pena di prenderla in considerazione.
La scelta della valvola dipende dall'applicazione e dal compromesso tra il costo della valvola e il grado di controllo richiesto.
Come scegliere la valvola giusta per le esigenze del vostro sistema
La scelta tra una valvola attuata e una valvola di controllo dipende dal sistema utilizzato. Ecco alcuni dei fattori da prendere in considerazione:
Avete bisogno di un controllo preciso? -Se la vostra applicazione richiede una modulazione continua della portata, della pressione o della temperatura, le valvole di controllo, comprese quelle di piccole dimensioni, sono la scelta giusta per la loro precisione.
È richiesto il funzionamento a distanza? -Gli attuatori pneumatici, i motori elettrici o gli attuatori idraulici sono ideali per il funzionamento remoto o automatico delle valvole. Gli attuatori pneumatici possono fornire una grande forza e sono ideali per le applicazioni che richiedono tempi di risposta rapidi. Gli attuatori elettrici sono ideali per i sistemi che richiedono alti livelli di controllo e compatibilità con i sistemi digitali. Gli attuatori idraulici sono preferibili per applicazioni ad alta forza grazie alla loro resistenza e affidabilità.
Quali sono i requisiti di pressione e portata? - Le valvole di controllo sono ideali per applicazioni con pressione e portata variabili che richiedono regolazioni precise, mentre le valvole azionate sono più adatte a sistemi con portata e pressione costanti.
Costo - Le valvole azionate sono più economiche delle valvole di controllo, ma queste ultime offrono una maggiore precisione nel controllo del flusso del fluido.
Condizioni ambientali - tenere conto delle condizioni a cui la valvola sarà esposta. Le valvole azionate sono progettate per funzionare in condizioni di servizio gravose, come alta pressione o servizi corrosivi, mentre le valvole di controllo, pur potendo lavorare in servizi gravosi, sono più adatte a servizi stabili e controllati.
Questi metodi garantiscono la scelta della valvola giusta per la vostra applicazione.
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Pensiero finale
In conclusione, è importante notare che una valvola attuata e una valvola di controllo sono due prodotti diversi, progettati per adattarsi a sistemi diversi. Se il controllo deve essere molto preciso e prolungato, la valvola di controllo è la più adatta. Nelle applicazioni in cui è necessario aprire o chiudere la valvola o automatizzarla a distanza, le valvole attuate sono più efficaci ed economiche. Pertanto, se si considerano l'accuratezza del controllo, il tempo di risposta, l'ambiente e il costo, è possibile prendere la decisione giusta per migliorare le prestazioni e l'affidabilità del sistema.
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