Una valvola proporzionale fornisce una variazione della pressione o del flusso in uscita nello stesso rapporto del cambiamento nell’ingresso, ad esempio se l’ingresso raddoppia e anche l’uscita raddoppia. Le valvole proporzionali possono essere interconnesse quando l’uscita di una diventa ingresso della successiva.
Sono anche conosciute come …
Valvole I / P ed E / P, con riferimento all’intensità di corrente I (da 4 a 20 mA) o alla tensione E (da 0 a 5 V o da 0 a 10 V). A volte sono anche indicate come regolatori controllati elettricamente.
Come funziona una valvola proporzionale?
Possiamo ricordare l’esperimento scolastico nel quale applicando una corrente attraverso una bobina, questa crea un campo magnetico in grado, a sua volta, di attirare (o respingere ) materiale magnetico. Questo è il principio del solenoide di base.
L’aumento della corrente aumenta la forza del campo magnetico e, a sua volta, la forza di attrazione (o repulsione) sul materiale magnetico. Una valvola proporzionale ha una geometria per garantire una forza di campo costante, a una data corrente, sulla corsa del magnete.
Inoltre viene introdotta una molla per contrastare la forza del magnete; quando la molla viene compressa dal movimento del magnete, la forza di reazione della molla aumenta fino a quando non equilibra la forza magnetica e il movimento cessa. Se la corrente aumenta, il magnete (solenoide) si muove ulteriormente contro la molla, fino a quando le forze non vengono nuovamente equilibrate. Considerare che il magnete è collegato a una bobina in una valvola, la pressione o il flusso possono essere controllati in proporzione alla corrente applicata al solenoide.
Come selezionare una valvola proporzionale?
Ci sono alcuni parametri di base da considerare:
- Cosa viene controllato? Pressione, flusso o un’altra caratteristica?
- Quale intervallo sarà richiesto e a quale gamma di portate?
- Qual è la probabile temperatura operativa che la valvola proporzionale sperimenterà?
- Ci sono altre considerazioni ambientali, come applicazioni bagnate, sporche o esplosive?
- Il processo è statico, passo-passo o dinamico? Questo determina molto bene il tempo di risposta e le prestazioni di isteresi.
- Infine, il costo può essere una discriminante da tenere in considerazione.
Applicazioni tipiche di una valvola proporzionale
Le valvole proporzionali sono particolarmente adatte alle applicazioni in cui è necessario variare la pressione o il flusso di uscita, sia durante un processo che da un processo all’altro. Sono affidabili, convenienti e offrono una risposta rapida e un controllo costante. Le valvole proporzionali possono aiutare a ridurre i tempi di ciclo ottenendo rapidamente una pressione o un flusso stabile.
Esempi di applicazioni tipiche sono:
- Riempimento di bottiglie: la valvola proporzionale mantiene una pressione costante nel serbatoio di riempimento, indipendentemente dal livello del liquido. Un sensore di pressione nel serbatoio fornisce un feedback alla valvola proporzionale, assicurando che un volume costante di liquido venga trasferito a una bottiglia in un dato momento.
- Controllo di forni: l’erogazione del gas è regolata da una valvola proporzionale; un segnale di temperatura differenziale viene utilizzato come feedback per arrestare il flusso di gas quando viene raggiunta la temperatura desiderata.
- Test delle perdite: la valvola proporzionale può applicare una pressione crescente, su un profilo definito, a un determinato provino.
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