Válvula solenoide 101: princípio de funcionamento e como escolher o tipo certo

A válvula solenoide é um componente automático básico usado para controlar a direção do fluxo do fluido e é considerada parte do atuador.

Ele é amplamente utilizado em sistemas de controle mecânico e válvulas industriais para regular a direção do fluido, controlando assim o interruptor da válvula.

Princípio de funcionamento da válvula solenoide

A válvula solenoide apresenta uma cavidade fechada com vários orifícios de passagem localizados em diferentes posições. Cada um desses orifícios leva a um tubo de óleo distinto. No centro da cavidade há uma válvula, com dois eletroímãs posicionados em cada lado. Quando a bobina do ímã é energizada, o corpo da válvula é puxado para um dos lados. Esse movimento do corpo da válvula regula o fluxo de óleo, bloqueando ou abrindo diferentes orifícios de drenagem de óleo.

O orifício de entrada de óleo é normalmente aberto, permitindo que o óleo hidráulico flua para os vários tubos de drenagem de óleo e exerça pressão sobre o pistão do cilindro de óleo. Isso, por sua vez, aciona a haste do pistão e o dispositivo mecânico conectado. Em essência, o movimento mecânico é controlado pela regulagem da corrente no eletroímã.

Classificação da válvula solenoide

1. Em princípio, as válvulas solenoides são divididas em três categorias:

1) Válvula solenoide de ação direta:

Princípio: A bobina do solenoide gera força eletromagnética quando energizada, o que levanta a peça de fechamento da sede da válvula e abre a válvula. Quando a energia é cortada, a força eletromagnética desaparece, fazendo com que a mola pressione a peça de fechamento de volta para a sede da válvula, fechando-a.

Características: Ele é capaz de operar em condições de vácuo, pressão negativa e pressão zero, embora o diâmetro seja geralmente limitado a 25 mm ou menos.

2) Válvula solenoide distribuída de ação direta:

Princípio: A válvula opera por meio de uma combinação de ação direta e controle piloto. Quando não há diferença de pressão entre a entrada e a saída, a força eletromagnética eleva diretamente a pequena válvula piloto e a peça de fechamento da válvula principal, fazendo com que a válvula se abra depois que a energia é ligada.

Quando uma pressão diferencial inicial é atingida entre a entrada e a saída, a força eletromagnética aciona a válvula pequena, fazendo com que a pressão na câmara inferior da válvula principal aumente e a pressão na câmara superior diminua. Isso cria uma pressão diferencial que empurra a válvula principal para cima.

Quando a energia é desligada, a válvula piloto usa a força da mola ou a pressão média para empurrar a peça de fechamento para baixo, fechando a válvula.

Características: A válvula pode funcionar em condições de diferença de pressão zero, vácuo e alta pressão. No entanto, ela requer uma grande entrada de energia e deve ser instalada horizontalmente.

3) Válvula solenoide operada por piloto:

Princípio: quando a energia é aplicada, a força eletromagnética abre o orifício piloto, causando uma rápida queda de pressão na câmara superior. Isso cria uma alta diferença de pressão ao redor da peça de fechamento, e a pressão do fluido empurra a peça de fechamento para cima, abrindo a válvula.

Quando a energia é cortada, o orifício piloto é fechado pela força da mola. A pressão de entrada cria rapidamente uma diferença de pressão de baixa para alta ao redor da peça de fechamento da válvula por meio da câmara do orifício de desvio, fazendo com que a pressão do fluido empurre a peça de fechamento da válvula para baixo, fechando a válvula.

Características: A faixa de pressão do fluido tem um limite superior alto e pode ser instalada em qualquer local (personalizável), desde que atenda aos requisitos de diferencial de pressão do fluido.

2. A válvula solenoide é dividida em seis subcategorias de acordo com a diferença na estrutura, no material e no princípio da válvula:

Estrutura de diafragma de ação direta, estrutura de placa pesada passo a passo, estrutura de diafragma piloto, estrutura de pistão de ação direta, estrutura de pistão de ação direta passo a passo, estrutura de pistão piloto.

Precauções para a seleção da válvula solenoide

1. Aplicabilidade

O fluido na tubulação deve ser compatível com o meio especificado no modelo selecionado da série de válvulas solenoides.

A temperatura do fluido deve ser menor do que a temperatura calibrada da válvula solenoide selecionada.

A viscosidade permitida do líquido da válvula solenoide geralmente é inferior a 20 CST e deve ser observada se for superior a 20 CST.

Quando a pressão diferencial de trabalho e a pressão diferencial máxima da tubulação forem inferiores a 0,04 MPa, devem ser selecionados os tipos de ação direta e de ação direta em várias etapas, como as séries ZS, 2W, ZQDF e ZCM.

Se a diferença mínima de pressão de trabalho for superior a 0,04 MPa, poderá ser selecionada uma válvula solenoide operada por piloto (pressão diferencial).

A pressão diferencial máxima de trabalho deve ser menor do que a pressão máxima calibrada da válvula solenoide.

As válvulas solenoides normalmente operam de forma unidirecional, portanto, é importante considerar a presença de diferenças de contrapressão. Se necessário, uma válvula de retenção deve ser instalada.

Se o fluido não estiver suficientemente limpo, um filtro deve ser instalado antes da válvula solenoide. A válvula solenoide exige um nível mais alto de limpeza do meio.

Considere o diâmetro do fluxo e o diâmetro do bocal.

A válvula solenoide geralmente é controlada apenas por duas posições de chave.

Se for viável, um tubo de desvio deve ser instalado para facilitar a manutenção.

Em caso de golpe de aríete, o tempo de abertura e fechamento da válvula solenoide deve ser ajustado conforme necessário.

Leve em conta o impacto da temperatura ambiente sobre a válvula solenoide.

A corrente e o consumo de energia da fonte de alimentação devem ser escolhidos com base na capacidade de saída.

Normalmente, é permitido que a tensão da fonte de alimentação tenha um desvio de ±10%.

É importante observar que o valor VA é alto durante a partida de CA.

2. Confiabilidade

A válvula solenoide é fornecida em dois tipos: normalmente fechada e normalmente aberta.

Ao selecionar uma válvula solenoide, geralmente é recomendável escolher o tipo normalmente fechado, que é ligado e desligado.

Entretanto, se o tempo de abertura for longo e o tempo de fechamento for curto, é melhor optar pelo tipo normalmente aberto.

Os testes de vida útil de fábrica são um tipo comum de item de teste. No entanto, é importante observar que não existe um padrão oficial para válvulas solenoides na China, portanto, é preciso ter cuidado ao escolher um fabricante.

Nos casos em que o tempo de ação é muito curto e a frequência é alta, o tipo de ação direta é geralmente preferido. Para calibres maiores, a série rápida é a melhor opção.

3. Segurança

Em geral, as válvulas solenoides não são à prova d'água. Se as condições não permitirem uma válvula solenoide padrão, recomenda-se selecionar um tipo à prova d'água, que pode ser personalizado pela fábrica.

É importante garantir que a pressão nominal máxima calibrada da válvula solenoide exceda a pressão máxima na tubulação, pois isso pode resultar em uma vida útil reduzida ou em outros acidentes.

Para líquidos corrosivos, recomenda-se o uso de uma válvula solenoide do tipo aço inoxidável, e para líquidos fortemente corrosivos, recomenda-se uma válvula solenoide do tipo plastic king (SLF).

Em ambientes explosivos, é necessário selecionar produtos à prova de explosão correspondentes.

4. Economia

Muitas válvulas solenoides são adequadas para uso universal, mas é importante escolher as opções mais econômicas que atendam aos três critérios mencionados acima.