Valvola motorizzata: Guida essenziale alla selezione, alle applicazioni e ai vantaggi

Un efficace controllo dei fluidi è oggi necessario in molti settori per garantire il corretto funzionamento dei sistemi. Ciò è evidente nei grandi oleodotti e gasdotti, ma anche nelle case, dove i riscaldatori e i condizionatori d'aria dipendono da un controllo accurato e affidabile del flusso di acqua e liquidi. Un tempo le valvole manuali erano lo standard, ma l'automazione ha reso le valvole motorizzate una scelta migliore. Le valvole motorizzate non sono solo interruttori, ma aiutano a controllare i fluidi in molti modi e sono ora parti vitali dei sistemi automatizzati.

Che cos'è una valvola motorizzata?

Una valvola motorizzata è un dispositivo che utilizza attuatori elettrici per spostare una valvola in posizione completamente aperta, chiusa o parzialmente aperta. A differenza delle valvole manuali o pneumatiche, le valvole motorizzate utilizzano l'elettricità per creare la forza necessaria a svolgere il loro compito. Esse ruotano lo stelo o il disco all'interno del corpo della valvola per dirigere il flusso del fluido. Poiché l'energia elettrica può essere trasformata in energia meccanica, le valvole motorizzate sono semplici da aggiungere ai sistemi che richiedono il controllo remoto, l'automazione o l'integrazione con PLC o DCS.

Come funzionano le valvole motorizzate?

Gli attuatori elettrici possono essere considerati i componenti principali delle valvole motorizzate. Di solito, all'interno del corpo dell'attuatore si trovano un motore elettrico, un riduttore di velocità con relativo moltiplicatore di forza, nonché interruttori di fine corsa o sensori di movimento e di forza. Il motore si accende quando l'attuatore della valvola riceve un segnale elettrico. La rotazione del motore viene trasferita all'albero di uscita tramite ingranaggi. Lo stelo della valvola si collega all'albero di uscita e può quindi ruotare o traslare linearmente. Può quindi ruotare o traslare linearmente per aprire, chiudere o fermarsi in posizione neutra. In alcuni progetti specifici, l'azione può essere avviata premendo un interruttore. Alcuni attuatori sono dotati di meccanismi di ritorno automatico a filo o addirittura a 2 fili, che semplificano il cablaggio e garantiscono il ritorno della valvola a una posizione predefinita in caso di perdita di alimentazione o di cambio di segnale.

Gli attuatori possono eseguire azioni semplici come l'apertura o la chiusura completa delle valvole. Gli attuatori avanzati più sofisticati consentono una maggiore versatilità, tra cui: controllo preciso (quanto viene aperta la valvola in base a un segnale) e visualizzazione dello stato corrente, rilevamento di dati/problemi intelligenti, trasmissione di dati con il centro di controllo e ricezione di comandi.

Principali tipi di valvole motorizzate

Le valvole motorizzate hanno usi diversi. Possono essere progettate per funzionare con diversi fluidi, pressioni, temperature e applicazioni. Esistono molti tipi di valvole elettriche, tra cui:

• Valvola a sfera motorizzata: Una valvola a sfera motorizzata è caratterizzata da dimensioni compatte, facili da montare sulle tubazioni, bassa resistenza al flusso e buona tenuta. Viene utilizzata soprattutto per l'intercettazione rapida o per inviare il fluido in diverse direzioni di flusso. Gli attuatori a un quarto di giro sono standard.
• Valvola a farfalla motorizzata: Leggera, semplice da montare, adatta a tubi di grande diametro con bassa pressione. Utilizzata per funzioni on/off o per il controllo del flusso. Si utilizzano spesso anche attuatori a un quarto di giro.
• Valvola a globo motorizzata: Il controllo del fluido avviene sollevando o abbassando un disco. Ideale quando è richiesto un controllo preciso del flusso. Ha una contropressione relativamente elevata. Di solito sono dotate di attuatori multigiro o lineari.
• Valvola a saracinesca motorizzata: Utilizza una saracinesca che può essere sollevata o abbassata per raggiungere le posizioni di apertura e chiusura completa. Offre una bassa resistenza al flusso, ma una scarsa controllabilità. Risposta lenta. Adatta a tubazioni che richiedono una bassa frequenza di commutazione e un flusso non ostruito. Comunemente equipaggiato con attuatori multigiro.
• Valvola di controllo motorizzata: Queste valvole sono progettate per controllare la portata, la pressione e la temperatura. Normalmente sono dotate di un attuatore elettrico intelligente e di una valvola a sfera con attacco a V o di una gabbia appositamente progettata per un controllo preciso.

Ecco una sintesi dei principali tipi di valvole motorizzate:

Tipo di valvola	Tipo di attuatore comune	Caratteristiche principali	Usi tipici
Valvola a sfera motorizzata	Un quarto di giro	Rapida accensione e spegnimento, bassa resistenza, buona tenuta	Chiusura, direzione del flusso
Valvola a farfalla motorizzata	Un quarto di giro	Leggero, di grandi dimensioni, facile da installare	On/off, controllo, alta portata
Valvola a globo motorizzata	Multigiro/Lineare	Controllo preciso, maggiore resistenza	Controllo di flusso, pressione e temperatura
Valvola a saracinesca motorizzata	Multigiro	Flusso pieno, bassa resistenza, lento	Completamente aperto/chiuso, non utilizzato spesso
Valvola di controllo motorizzata	Smart Quarter-turn/Multi-turn	Controllo preciso, buona regolazione	Parametri di processo (flusso, pressione, temperatura)

Applicazioni tipiche delle valvole motorizzate

Le valvole motorizzate trovano applicazione in molti luoghi. Sono presenti in quasi tutti i settori che richiedono il controllo automatico di liquidi o fluidi. Sono come i "regolatori di impulsi" delle industrie e degli edifici moderni.

• Automazione industriale: Ambienti industriali come le industrie del petrolio e del gas, dell'energia, del metallo e della carta. Per il controllo del flusso di materiali diversi, la modifica del flusso di lavoro nei processi e l'arresto di emergenza. Sono fondamentali per la gestione di grandi volumi di fluidi.
• Sistemi HVAC: Nelle grandi strutture, i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC) gestiscono la circolazione dell'acqua calda e fredda o del vapore. Questi sistemi aiutano a gestire l'energia e la temperatura nelle diverse zone.
• Trattamento dell'acqua: In impianti idrici, impianti di acque reflue e impianti di desalinizzazione. Utilizzato per controllare il flusso e la direzione dell'acqua grezza, dell'acqua trattata e dei prodotti chimici. Sono comprese le applicazioni per l'acqua potabile e la gestione di vari tipi di flusso di sostanze.
• Cibo e bevande: Necessità di rispettare le norme sanitarie. Utilizzato per controllare liquidi e gas nella produzione di alimenti e bevande.
• Automazione degli edifici: Negli edifici intelligenti. Viene utilizzata per controllare e gestire automaticamente l'approvvigionamento idrico, il drenaggio, la sicurezza antincendio e i sistemi di climatizzazione. Questo copre anche gli scenari di utilizzo domestico.
• Altri usi: Molto utilizzata anche per la produzione di medicinali, sulle navi, nell'industria leggera e per l'irrigazione delle fattorie, anche in applicazioni che coinvolgono l'acqua salata.

Vantaggi dell'utilizzo di valvole motorizzate

La scelta di valvole motorizzate al posto di quelle manuali o pneumatiche è solitamente dovuta alla necessità di efficienza, controllo preciso, sicurezza e al fatto di essere un'opzione conveniente. Questo rappresenta un grande vantaggio.

In primo luogo, l'automazione e il controllo remoto sono i maggiori vantaggi. Non è necessario che le persone siano presenti per farli funzionare. Possono essere aperti, chiusi o regolati da un sistema di controllo. Questo è molto importante in luoghi pericolosi, in alto, sottoterra o lontani dalla sala di controllo. È come dotare il sistema di tubazioni di un "cervello" intelligente. Può agire da solo in base a piani prestabiliti o a informazioni in tempo reale. Tra i principali vantaggi di questo sistema c'è anche la capacità di gestire un vero e proprio scenario di emergenza con un'interruzione rapida e affidabile.

In secondo luogo, le valvole motorizzate possono fornire un controllo molto preciso. In particolare le valvole motorizzate di tipo control. Possono controllare la quantità di apertura della valvola in base a un segnale (come 4-20 mA). Ciò consente un controllo preciso di elementi quali la portata e la pressione. Molti processi complessi ne hanno bisogno e spesso comportano portate più elevate.

Inoltre, le valvole motorizzate sono solitamente più facili da installare e da mantenere (rispetto ai complessi sistemi idraulici). Inoltre, non hanno bisogno di molto dall'ambiente esterno (solo di energia). Non hanno bisogno di una fonte di aria compressa e di tubi come le valvole pneumatiche. Ciò significa meno perdite e meno energia utilizzata.

Dal punto di vista dei costi, il primo costo potrebbe essere superiore a quello delle valvole manuali. Ma le valvole motorizzate portano grandi risparmi nel tempo. Riducono i costi di manodopera e fanno funzionare meglio gli impianti, mentre il controllo preciso aiuta a risparmiare energia e materiali.

Selezione della giusta valvola motorizzata

La scelta della valvola motorizzata giusta è un processo graduale. È necessario pensare a molti aspetti. È come scegliere il "cuore" migliore per una macchina complessa.

Conoscere i dettagli del processo

In primo luogo, è necessario conoscere il fluido (che cos'è, se può causare corrosione o usura - ad esempio, se si tratta di un fluido corrosivo), la temperatura di esercizio, la pressione di esercizio e la portata o il controllo necessari. Questi dettagli determinano direttamente il materiale del corpo valvola, il materiale di tenuta, la classe di pressione e il tipo di valvola.

Scegliere il tipo di valvola e l'attacco

In base alla funzione della valvola (chiusura, controllo, flusso diretto) e alle condizioni della tubazione, scegliere il tipo di corpo giusto (sfera, farfalla, globo, ecc.) e la modalità di collegamento (flangia, filettatura, saldatura, morsetto, ecc.).

Decidere le esigenze dell'attuatore

Pensate a come volete controllarlo (on/off, controllo, intelligente), alla fonte di alimentazione (ad esempio, se è necessaria una tensione continua), al tipo di segnale di controllo dell'attuatore (digitale, analogico), alla forza necessaria e se ha bisogno di una protezione speciale, ad esempio per le esplosioni o l'acqua.

Pensare all'ambiente e ai certificati

Considerate il luogo in cui verrà installato (temperatura, umidità, gas corrosivi, ecc.). Inoltre, verificate quali certificati sono necessari per il progetto o il settore (come CE, RoHS, SIL, FDA). Per gli ambienti difficili, l'acciaio inossidabile è spesso il materiale preferito, in quanto è il metallo più comunemente usato per la durata e la resistenza alla corrosione. È inoltre importante considerare valvole in grado di gestire un'ampia gamma di tensioni e di temperature.

Verificare la capacità e l'assistenza del fornitore

Oltre al prodotto, contano le competenze del fornitore, la sua esperienza, la velocità di risposta e l'assistenza post-vendita. La scelta del fornitore è molto importante. Un fornitore affidabile può fornire molto di più della semplice merce che vende. Vi aiuta e vi guida con le sue conoscenze.

Per esempio, VINCER sviluppa soluzioni di valvole automatiche da oltre dieci anni. La sua attenzione si concentra sulle valvole motorizzate e pneumatiche, comprese le popolari elettrovalvole, le valvole a sfera elettriche, le valvole a globo, le valvole a sfera manuali e altri tipi di valvole e accessori, con l'obiettivo di essere un fornitore unico. I prodotti di VINCER sono certificati CE, RoHS, SIL e FDA e l'azienda ha ottenuto la certificazione ISO9001, a dimostrazione della sua dedizione alla qualità e al rispetto degli standard internazionali. VINCER dispone di una serie di esempi di progetti e di un team di ingegneri qualificati. Per comprendere le esigenze dei clienti, utilizzano un'analisi dettagliata basata su otto dimensioni: analisi del fluido, analisi della temperatura, analisi della pressione del fluido, determinazione dello standard di connessione, metodo di controllo (manuale/elettrico/pneumatico), requisiti del materiale, tempo di apertura/chiusura del fluido. Questo modo di lavorare consente di trovare le soluzioni migliori e più accurate. Offrono un servizio rapido, fornendo preventivi entro 24 ore e progetti iniziali per vari prodotti entro 48 ore. Questo permette ai clienti di trovare le informazioni di cui hanno bisogno senza ritardi. In caso di problemi con il prodotto, il loro team indagherà e offrirà soluzioni. Potrebbero anche offrire parti di ricambio gratuite e fornire assistenza telefonica o video. Con questo tipo di supporto, i progetti si svolgono senza intoppi e i tempi di inattività sono ridotti. Inoltre, sono più convenienti di alcuni marchi internazionali. Di conseguenza, i clienti possono godere di valvole affidabili e di alta qualità a un prezzo inferiore.

Pratiche di installazione e manutenzione

L'installazione corretta della valvola e la cura regolare della stessa sono fondamentali per garantire il buon funzionamento di una valvola motorizzata per lungo tempo.

Installazione

• Seguire il manuale: Seguite esattamente le istruzioni del produttore.
• Controllare i tubi: Assicurarsi che i tubi siano puliti, senza rifiuti e ben allineati. In questo modo si evita che lo stress dei tubi danneggi la valvola.
• Controllare la direzione: Cercare il segno di direzione del flusso sul corpo della valvola (se presente).
• Cablare correttamente: Collegare i fili di alimentazione e di controllo in base allo schema di cablaggio dell'attuatore. Assicurarsi che il filo di terra sia ben collegato.
• Test manuale: Prima di attivare l'alimentazione, di solito è bene utilizzare la parte manuale per verificare se la valvola si apre e si chiude senza problemi.

Manutenzione

• Controlli regolari: Esaminare la valvola e l'attuatore. Controllare se le parti sono allentate o se le guarnizioni perdono.
• Lubrificare: Ingrassare le parti mobili dell'attuatore come suggerito dal produttore.
• Funzione del test: Provare regolarmente l'apertura, la chiusura o la regolazione per assicurarsi che funzioni correttamente.
• Risolvere i problemi: Se qualcosa non è normale, consultate la guida per la risoluzione dei problemi o contattate il fornitore (come il team di ingegneri specializzati di VINCER) per individuare e risolvere il problema. VINCER cerca di prevenire i problemi in un secondo momento, fornendo per tempo piani validi. Se c'è un problema di prodotto, il team controlla e fornisce soluzioni. Si assicurano che il problema sia risolto. Possono anche fornire parti di ricambio gratuite e assistenza telefonica o video.

Tendenze future delle valvole motorizzate

La tecnologia delle valvole motorizzate continua a migliorare. In futuro saranno più intelligenti, più connesse e funzioneranno meglio.

• Altre funzioni intelligenti: Aggiungere altri sensori e parti di comunicazione. Ciò consentirà di osservare meglio lo stato, di prevedere quando riparare le cose e di individuare i problemi da lontano.
• Migliore connessione di rete: Connettersi meglio con l'Industrial Internet of Things (IIoT) e i sistemi di fabbrica intelligenti. Ciò consente di condividere i dati e di lavorare insieme.
• Più piccolo e modulare: Gli attuatori e le valvole saranno più piccoli e costituiti da parti. Questo li rende più facili da installare e sostituire.
• Usare meno energia: Realizzare motori e programmi di controllo che consumino meno energia.
• Utilizzo di nuovi materiali: Utilizzare nuovi materiali che resistono meglio alla corrosione, all'usura e al calore elevato. Ciò consentirà di utilizzarli in un maggior numero di luoghi.

Conclusione

Il controllo automatico dei fluidi è reso possibile dall'uso di valvole motorizzate. Oggi vengono utilizzate sempre più spesso nell'industria e nella vita quotidiana perché possono automatizzare, controllare con precisione ed essere gestite a distanza. È necessario conoscere i diversi tipi di valvole motorizzate e il loro funzionamento per scegliere quella giusta. Dovete anche considerare cosa avete bisogno che il computer faccia per voi. Se impostate e mantenute correttamente, dureranno a lungo. Con il miglioramento della tecnologia, le valvole motorizzate diventeranno sempre più intelligenti ed efficienti. Sono simili alle celle intelligenti nel mondo dell'automazione. Introdurranno nuovi concetti e aiuteranno a controllare i fluidi in molti campi. Scegliere VINCER, che ha le conoscenze e le capacità per fornire un servizio eccellente, vi aiuterà a raggiungere il successo nel controllo automatico dei fluidi.