Capire la valvola a farfalla elettrica: Dalle basi all'uso avanzato

Le valvole elettriche a farfalla sono essenziali nell'industria moderna perché gestiscono i fluidi delle condutture in modo silenzioso ed efficace. Assicurano che acqua, gas, oli e sostanze corrosive siano gestiti in modo sicuro e senza problemi nei processi industriali. Questo articolo vi guiderà alla scoperta di questa importante apparecchiatura di automazione, a partire dalle sue parti fondamentali e dal suo funzionamento, per finire con i suoi molteplici utilizzi. Inoltre, vi spiegheremo come sceglierli e prendersene cura, in modo che possiate diventare esperti nell'uso di questo strumento.

Che cos'è una valvola a farfalla elettrica?

Una valvola a farfalla elettrica è realizzata unendo un attuatore elettrico a un corpo valvola a farfalla. Il corpo della valvola è costituito da un disco centrale rotante. Quando il disco ruota con lo stelo della valvola, può aprire, chiudere o controllare il flusso del fluido. L'attuatore elettrico è responsabile del controllo e del movimento della valvola. Riceve segnali elettrici, li trasforma in forza di rotazione e sposta con precisione il disco. Ciò consente il controllo a distanza e il funzionamento automatico, migliorando l'efficienza e la sicurezza del controllo del fluido e riducendo i rischi e le spese di gestione manuale. Questo tipo di valvola si distingue dalle valvole a sfera, che utilizzano una sfera per controllare il flusso. Il connettore sull'attuatore lo collega ai sistemi di alimentazione e controllo.

Come funziona una valvola elettrica?

Il principio di funzionamento di una valvola a farfalla elettrica è semplice. Se l'attuatore elettrico riceve un comando da un sistema PLC o DCS, il suo motore interno entra in funzione. La rotazione del motore viene trasferita allo stelo della valvola da un sistema di ingranaggi che la trasforma in coppia. Lo stelo della valvola consente al disco collegato di ruotare di 90 gradi, per cui viene chiamata valvola a un quarto di giro. Quando il disco è parallelo alla tubazione, la valvola è completamente aperta e il fluido scorre senza restrizioni. Se il disco è ad angolo retto rispetto alla tubazione, la valvola è chiusa e il fluido smette di scorrere. La valvola gestisce il flusso del fluido controllandolo in tutte le altre direzioni. L'esatta posizione della valvola è solitamente controllata da finecorsa e finecorsa ausiliari nell'attuatore che forniscono informazioni al sistema di controllo. I cuscinetti interni fanno ruotare il disco e lo stelo in modo fluido e con poco attrito. Una valvola a farfalla elettrica è simile a un autista che guida dolcemente un'auto durante la marcia; il flusso del fluido è controllato dall'elettricità.

Tipi di valvole a farfalla elettriche

Esistono diversi tipi di valvole a farfalla elettriche. Sono classificate in base al metodo di controllo, alla struttura fisica, al metodo di connessione e alle applicazioni più adatte.

Per funzione di controllo

In base alla funzione di controllo, le valvole a farfalla elettriche si dividono principalmente in due tipi:

• Tipo On/Off: Queste valvole possono essere solo completamente aperte o completamente chiuse, come un interruttore della luce. Vengono tipicamente utilizzate per bloccare o deviare il fluido, fornendo un rapido controllo on/off. Il funzionamento è semplice e diretto.
• Tipo modulante: Le valvole a farfalla elettriche modulanti possono controllare con precisione l'apertura del disco in base a un segnale di ingresso analogico (come la corrente 4-20mA o la tensione 0-10V). Ciò consente una regolazione continua del flusso del fluido. Sono ideali per il controllo preciso di portata, pressione o temperatura in processi industriali complessi. La loro funzione è simile a quella di un rubinetto dell'acqua, dove è possibile regolare il flusso dell'acqua secondo le necessità.

Struttura del corpo

La struttura del corpo della valvola è fondamentale perché le valvole a farfalla elettriche si adattino ai diversi ambienti delle condutture. Le strutture più comuni includono:

• Tipo di wafer: Questo tipo di valvola a farfalla è il più popolare e anche il più conveniente. Il corpo della valvola è tenuto tra due flange e fissato con i bulloni della flangia della tubazione. Essendo piccola e leggera, è perfetta per l'uso in spazi ristretti.
• Tipo flangiato: La valvola a farfalla flangiata è dotata di flange su ciascun lato che vengono avvitate direttamente alle flange della tubazione. Questo tipo di struttura garantisce una tenuta più forte e una connessione più stabile, necessaria per tubi più grandi e sistemi a pressione più elevata.
• Tipo di capocorda: Le valvole a farfalla di tipo Lug sono dotate di alette filettate sul corpo della valvola. Ogni capocorda ha un proprio foro per il bullone, quindi può essere fissato direttamente alle flange delle tubazioni. Grazie a questo design, è possibile estrarre la valvola da un lato senza disturbare l'altro, il che è utile per la manutenzione.

Per tipo di connessione

Oltre ai metodi di connessione determinati dalla struttura del corpo, esistono altri tipi di connessione specifici:

• Tipo saldato: Solitamente con saldatura a bicchiere o di testa, offre prestazioni di tenuta molto elevate. Questo tipo è adatto per applicazioni ad alta pressione, ad alta temperatura o sensibili alle perdite.
• Tipo filettato: Spesso presenti nelle valvole di piccole dimensioni, che si collegano alle tubazioni tramite filettatura. L'installazione è semplice.

Tipo Dimensione	Categoria specifica	Caratteristiche principali	Applicazioni tipiche
Funzione di controllo	Tipo On/Off	Completamente aperto o solo chiuso, commutazione rapida	Blocco del fluido, deviazione
	Tipo modulante	Controllo preciso e continuo di flusso, pressione e temperatura	Controllo di processo, sistemi di automazione
Struttura del corpo	Tipo di wafer	Compatto, economico, leggero, bloccato tra le flange	Condotte di spazio limitato e a media-bassa pressione
	Tipo flangiato	Connessione stabile, forte tenuta, connessione diretta con bullone	Requisiti di grande diametro, alta pressione ed elevata stabilità
	Tipo di capocorda	Fori per bulloni indipendenti, per consentire la manutenzione da un solo lato	Necessità di manutenzione frequente, condotte che non possono essere chiuse facilmente
Tipo di connessione	Tipo saldato	Tenuta molto elevata, alta pressione, alta temperatura	Petrolchimico, vapore ad alta pressione
	Tipo filettato	Diametro ridotto, installazione semplice	Piccole attrezzature, laboratori

Vantaggi delle valvole a farfalla elettriche

Le valvole a farfalla elettriche sono apprezzate nell'industria per i loro principali vantaggi. Per questo motivo, sono spesso utilizzate nei sistemi di controllo dei fluidi.

Il vantaggio principale delle valvole a farfalla elettriche è la loro capacità di essere controllate e automatizzate con precisione. L'attuatore elettrico è in grado di spostare il disco in qualsiasi angolo quando riceve segnali elettrici. Questa capacità è fondamentale per i processi che richiedono un controllo rigoroso dei parametri, come il dosaggio accurato di sostanze chimiche nel trattamento delle acque o il controllo preciso della temperatura nei sistemi HVAC. Il funzionamento automatizzato riduce la necessità di lavoro manuale e l'errore umano. Inoltre, aumenta l'efficienza della produzione e la coerenza del processo.

In secondo luogo, la possibilità di operare a distanza e garantire la sicurezza. Queste valvole possono essere azionate da una sala di controllo centrale senza dover raggiungere la valvola stessa. Questo è necessario quando si ha a che fare con fluidi pericolosi, temperature o pressioni elevate o luoghi difficili da raggiungere. Questo rende il lavoro molto più sicuro per gli operatori. È come controllare macchinari pesanti a distanza; le valvole a farfalla elettriche contribuiscono a rendere più sicure e semplici le attività pericolose.

In terzo luogo, l'efficienza energetica e la tutela dell'ambiente. La maggior parte degli attuatori elettrici smette di consumare energia quando raggiunge la posizione di destinazione della valvola (ad eccezione dei tipi a funzionamento continuo). Utilizzano meno energia rispetto alle valvole pneumatiche, che hanno sempre bisogno di aria per funzionare. Inoltre, un controllo accurato del flusso migliora il funzionamento del sistema. Contribuisce al risparmio energetico e sostiene l'attuale spinta alla crescita industriale ecologica. Funziona come una saracinesca di un serbatoio ben controllato. Fornisce acqua per l'irrigazione senza sprecarne molta.

Infine, l'installazione è semplice e i costi di manutenzione sono bassi. Le valvole a farfalla elettriche sono generalmente progettate per essere compatte. Di conseguenza, richiedono meno spazio per l'installazione. Il design di questi sistemi consente di solito una manutenzione semplice. Ciò consente di evitare i tempi di inattività e di ridurre le spese a lungo termine. Sono costruiti per durare nel tempo, quindi non devono essere sostituiti tanto spesso. Di conseguenza, il costo complessivo della vettura si riduce.

Applicazioni comuni delle valvole a farfalla elettriche

Le valvole a farfalla elettriche sono utilizzate in molti ambiti. Sono presenti in quasi tutti i settori industriali che richiedono il controllo dei fluidi. Sono una parte fondamentale dei moderni processi industriali. Ecco alcuni utilizzi tipici:

• Trattamento dell'acqua e delle acque reflue: Negli impianti idrici e di acque reflue, le valvole a farfalla elettriche controllano il flusso di acqua grezza, acqua trattata e fanghi. Ciò consente un controllo preciso del dosaggio, della filtrazione e dello scarico.
• Sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC): Nei grandi edifici e nelle strutture industriali, le valvole a farfalla elettriche regolano il flusso di acqua refrigerata, acqua calda o vapore. In questo modo si controllano con precisione la temperatura e l'umidità degli ambienti interni e si ottimizza l'efficienza energetica.
• Industrie chimiche e farmaceutiche: Questi settori richiedono un'estrema precisione nella gestione dei fluidi. Le valvole elettriche a farfalla gestiscono il flusso di fluidi corrosivi, fluidi e gas di elevata purezza e altri mezzi in varie reazioni chimiche.
• Industria alimentare e delle bevande: Nel settore alimentare, le valvole a farfalla elettriche sanitarie controllano il flusso di liquidi, fanghi e vapore. Ciò garantisce la qualità del prodotto e gli standard igienici.
• Industria dell'energia: L'uso delle valvole a farfalla elettriche è ampiamente diffuso nei sistemi di raffreddamento dell'acqua, nei sistemi di alimentazione delle caldaie e nei sistemi di trattamento dei gas di scarico delle centrali termiche e nucleari. Esse controllano il flusso di volumi molto grandi di fluido.
• Industria mineraria e metallurgica: Utilizzati per controllare il trasporto di fanghi, sterili, acqua di raffreddamento e varie soluzioni chimiche. Sono in grado di gestire condizioni operative difficili.
• Industria del petrolio e del gas: Nell'estrazione, nel trasporto e nella lavorazione del petrolio e del gas, le valvole elettriche a farfalla controllano il flusso di petrolio greggio, gas naturale, prodotti raffinati e mezzi associati. Sono particolarmente utilizzate nei casi in cui è necessario un grado di protezione antideflagrante.
• Produzione di apparecchiature: Molte macchine e apparecchiature automatizzate hanno percorsi fluidi che utilizzano valvole a farfalla elettriche. Ciò garantisce il corretto funzionamento dell'apparecchiatura.

Scelta della valvola a farfalla elettrica ideale

Scegliere la giusta valvola a farfalla elettrica significa considerare le condizioni operative, le proprietà del fluido, le esigenze di controllo e il budget. È come scegliere lo strumento perfetto per un lavoro specifico.

1. Comprendere le proprietà dei media: Per cominciare, è necessario determinare il tipo di fluido (acqua, olio, gas, fanghi, fluidi corrosivi, ecc.). Inoltre, la temperatura, la pressione, la viscosità e l'eventuale presenza di particelle solide. Questi parametri definiscono i materiali necessari (corpo valvola, disco, guarnizione) e la pressione nominale. I materiali più comuni per il corpo valvola sono, ad esempio, l'acciaio inossidabile e la ghisa duttile. Le guarnizioni possono utilizzare PTFE o grafite. Lo stelo della valvola può essere realizzato con materiali speciali, come lo stelo in grafite per alcune applicazioni. Inoltre, occorre tenere conto della turbolenza del flusso che può influire sulle prestazioni della valvola.
2. Determinare la funzione e la precisione del controllo: Avete bisogno di un semplice controllo on/off o di una regolazione precisa del flusso? Questa scelta influisce sulla necessità di un attuatore elettrico on/off o modulante. Per i tipi modulanti, occorre considerare il tipo di segnale di controllo (ad esempio, segnali analogici).
3. Considerare il metodo di collegamento e lo spazio di installazione: Selezionare il corpo valvola appropriato in base al metodo di connessione al tubo (flangia, wafer, saldato, ecc.) e allo spazio disponibile per l'installazione. Le valvole wafer compatte funzionano bene in aree ristrette, mentre i tipi flangiati sono più adatti a diametri maggiori e pressioni più elevate. Non trascurate i requisiti specifici di installazione.
4. Selezione dell'attuatore e alimentazione: Gli attuatori elettrici hanno diversi valori di coppia e velocità. Scegliere in base alle dimensioni della valvola e alle condizioni operative. Inoltre, è necessario verificare la tensione di alimentazione disponibile (ad esempio, 220 V CA, 24 V CC). Per le aree pericolose che richiedono una protezione antideflagrante, scegliere un attuatore con la giusta classificazione antideflagrante.
5. Reputazione del marchio e servizio post-vendita: Scegliete un marchio noto. Dovrebbe offrire prodotti di qualità superiore, insieme a una consulenza professionale sulla scelta del prodotto, all'assistenza tecnica e a un supporto post-vendita completo.
6. Certificazioni e standard: Verificare se la valvola soddisfa gli standard internazionali o regionali pertinenti (ad esempio, API, ISO, CE, RoHS, SIL, FDA) in base ai requisiti del progetto o del settore. Ad esempio, nelle applicazioni idriche, potrebbe essere fondamentale la conformità agli standard AWWA o alle certificazioni CSA per i mercati canadesi.

Se state cercando una valvola a farfalla elettrica, VINCER è un'azienda che fornisce soluzioni di valvole automatizzate con un'ampia gamma di prodotti, tra cui valvole elettriche e pneumatiche. L'azienda si impegna a fornire ai clienti servizi eccellenti e unici per le valvole automatiche. Il team di professionisti di VINCER è in grado di determinare le esigenze dei clienti considerando otto elementi principali: analisi del fluido, temperatura, analisi della pressione del fluido, tempo di apertura/chiusura del fluido, standard di connessione, metodi di controllo, requisiti dei materiali e posizione e spazio di installazione. VINCER offre sia prodotti standard che soluzioni personalizzate per il posizionamento delle apparecchiature in varie aree e per usi diversi. Per i suoi prodotti utilizza solo i migliori materiali di tenuta importati. Pertanto, le valvole sono in grado di gestire l'usura, il calore e la corrosione, il che consente loro di durare più a lungo in situazioni difficili. I prodotti di VINCER sono approvati con certificazioni internazionali e i clienti possono fidarsi della loro affidabilità. Dopo l'acquisto, il team di ingegneri di VINCER offre un'assistenza professionale, compresa l'analisi degli errori, le soluzioni e l'assistenza remota, per garantire la risoluzione dei problemi dei clienti.

Manutenzione e risoluzione dei problemi

È importante eseguire rapidamente la manutenzione e la riparazione delle valvole a farfalla elettriche, per consentire al sistema di funzionare senza problemi per lungo tempo. Ispezioni regolari consentono di individuare precocemente i problemi e di evitare che si trasformino in problemi gravi.

Manutenzione ordinaria

• Controlli regolari: Osservare l'esterno dell'attuatore per verificare che non vi siano perdite, corrosione o altri danni. Controllare che il coperchio dell'attuatore non sia danneggiato e che i terminali non siano corrosi o allentati.
• Lubrificazione: Come da istruzioni del produttore, lubrificare gli ingranaggi dell'attuatore e i componenti in movimento come l'asta della valvola. In questo modo si ridurranno al minimo l'usura e l'attrito.
• Pulizia: Per le valvole e gli attuatori, assicurarsi di mantenere pulite le superfici esterne. In questo modo si evita l'accumulo di polvere e sporcizia che potrebbe interferire con la dissipazione del calore o compromettere il funzionamento.
• Test operativo: Eseguire cicli di routine di apertura/chiusura completa. Verificare che il movimento della valvola sia fluido e senza inceppamenti. Per le valvole modulanti, verificare l'accuratezza della regolazione entro l'intervallo specificato.

Problemi comuni e risoluzione dei problemi

• La valvola non si apre/chiude:
  • Controllare l'alimentazione: Assicurarsi che l'alimentazione sia funzionante e che non vi siano fluttuazioni di tensione.
  • Controllare il segnale di controllo: Confermare con un test che il segnale di controllo è stato ricevuto dall'attuatore.
  • Controllare l'attuatore: Controllare che il motore interno dell'attuatore o il meccanismo di azionamento non siano danneggiati. Il motore potrebbe essere bruciato o gli ingranaggi interni potrebbero essere inceppati.
  • Corpo della valvola di ritegno: Verificare che non vi siano materiali estranei e che il disco della valvola non sia ostruito da movimenti che potrebbero causare inceppamenti.
• Perdita della valvola:
  • Guarnizioni di controllo: Potrebbero essere invecchiati, usurati o danneggiati.
  • Sede della valvola di ritegno: Potrebbe esserci una deformazione o un danno che causa una tenuta non corretta.
  • Controllare i bulloni di collegamento: L'allentamento dei bulloni di collegamento della flangia può causare una scarsa tenuta.
• Precisione di controllo ridotta:
  • Calibrare l'attuatore: Gli attuatori modulanti potrebbero necessitare di una ricalibrazione. Ciò garantisce la corretta corrispondenza con il segnale di controllo.
  • Controllare i sensori: Controllare i finecorsa e i dispositivi di feedback di posizione. Assicurare il corretto funzionamento con il feedback del sistema.
• Rumore anomalo:
  • Controllo della lubrificazione: Potrebbe trattarsi di una lubrificazione insufficiente, che provoca un aumento dell'attrito nelle parti in movimento, eventualmente nei cuscinetti.
  • Controllare i dispositivi di fissaggio: L'allentamento dei dispositivi di fissaggio e delle flange della valvola e dell'attuatore può causare un funzionamento instabile.

Se incontrate problemi complessi che il vostro team non è in grado di gestire, non esitate a contattare il vostro fornitore per un aiuto più completo e tecnico.

Conclusione

Le valvole a farfalla elettriche sono necessarie per la gestione dei fluidi. Sono molto precise e possono essere gestite automaticamente. Vengono applicate nel trattamento delle acque, nei processi chimici e nell'HVAC per vari compiti di controllo, semplici o avanzati. Per scegliere la migliore valvola a farfalla elettrica è necessario conoscere le condizioni di lavoro, i materiali coinvolti e la quantità di controllo necessaria. Una corretta manutenzione aiuterà la valvola a durare più a lungo.

Le valvole a farfalla elettriche contribuiscono a rendere sicuri i processi industriali, proprio come le navi vengono guidate intorno alle barriere da istruzioni chiare.