¿Qué son las electroválvulas y cómo funcionan?

Qué es el Banner de electroválvulas
Imagen de una electroválvula

Cuando hay que controlar el flujo o la dirección de un fluido en un sistema, un válvula reguladora se utiliza. La válvula puede ser manual o automática.

Las válvulas automáticas son más comunes, siendo la electroválvula accionada electrónicamente una de las más populares.

Este artículo describe el funcionamiento de una electroválvula y su aplicación en los sistemas industriales, de ingeniería y de fabricación.

También veremos los tipos de electroválvulas que existen y los distintos materiales utilizados para fabricarlas.

Antes de eso, algo sobre lo que significa la electroválvula.


¿Qué es una electroválvula?

También conocido como válvula eléctrica, válvula electromagnética, o electroválvulauna electroválvula es un dispositivo electromecánico que utiliza una corriente eléctrica para accionar una válvula.

Puede reconocer fácilmente una electroválvula por su aspecto característico.

Suele ser la válvula de algún conducto de gas o líquido con un pequeño bloque en la parte superior y cables que salen de él.

Las electroválvulas pueden utilizarse en muchas aplicaciones diferentes en las que intervienen conductos de gas o líquido. Por ejemplo, en la industria del automóvil, la industria manufacturera, como fábricas de bebidas, plantas petrolíferas, electrodomésticos como lavavajillas, etc.

Las electroválvulas se presentan en una amplia gama de tamaños, formas, resistencias, diseños, mecanismos de funcionamiento y materiales, entre otros.

En función de estas variaciones, la elección de la válvula depende de varios factores, como la capacidad, la presión de la línea, el diseño interno y el tipo de fluido, entre otros. 


Principio de funcionamiento de las electroválvulas

Diagrama de válvula solenoide
Fuente: http://www.youtube.com

Las electroválvulas pueden emplear diferentes métodos y mecanismos para detener, permitir o restringir el flujo de líquido o gas.

Sin embargo, su accionamiento electromecánico sigue siendo el mismo.

Una electroválvula típica consta de estas dos partes principales: una montaje del electroimán o solenoide y el cuerpo de la válvula con el orificio y los puertos. El solenoide consta de bobina de alambre, émbolo, conjunto de manguito y material de sellado que puede ser de caucho o metal.

Cuando una corriente eléctrica fluye a través del ensamblaje del solenoide, éste energiza la bobina y crea un campo magnético. Esto hace que el émbolo se mueva hacia arriba o hacia abajo. El movimiento abre o cierra la válvula, que puede ser parcial o totalmente en función de la acción requerida.

Una electroválvula puede ser uno de estos tipos: electroválvula normalmente abierta (NO) o electroválvula normalmente cerrada (NC).

Una electroválvula normalmente abierta mantiene una línea abierta por la que el fluido puede circular libremente. Sólo se cierra cuando se aplica una corriente eléctrica.

Una electroválvula normalmente cerrada mantiene la válvula cerrada y sólo se abre cuando el solenoide recibe corriente para accionar el émbolo. En este tipo de válvula, el flujo de líquido o gas se restringe normalmente cuando no circula corriente por la bobina.


Materiales para electroválvulas

Con la amplia gama de medios que pasan por una electroválvula, es muy necesario que los materiales utilizados para fabricarla sean del tipo adecuado.

Si el medio es un líquido o gas caliente, los materiales del solenoide y la válvula deben poder soportar las altas temperaturas.

Si el el medio es corrosivola válvula debería resistirlo.

Es la razón por la que estas válvulas vienen en diferentes materiales, que a menudo son diferentes para la válvula y el conjunto de solenoide.

Veamos ahora los materiales más comunes utilizados para fabricar electroválvulas.

Electroválvula de PVC o policloruro de vinilo

Electroválvula de PVC
Fuente: http://www.electricsolenoidvalves.com

Gracias a sus impresionantes propiedades químicas, las electroválvulas de PVC pueden utilizarse con fluidos que contengan sales y disolventes orgánicos. El material también es resistente a una amplia gama de ácidos y álcalis.

Una desventaja del PVC es que requiere presiones y temperaturas más bajas que otros materiales como el latón y el acero. Tampoco resiste hidrocarburos clorados Bien.

Electroválvula de nylon o poliamida

Válvula solenoide de nailon
Fuente: http://www.wiltronics.com.au

Además de ser menos costoso, el nailon tiene una de las mejores características químicas y mecánicas. El material resiste sales, disolventes, aceites e hidrocarburos.

Uno de los inconvenientes del nailon para las electroválvulas es que este material no resiste la acción corrosiva de algunos ácidos y bases. Además, su temperatura y presión nominales son inferiores a las de los materiales metálicos.

Electroválvula de latón

Electroválvula de latón
Fuente: http://www.electricsolenoidvalves.com

Con altas presiones y temperaturas nominales, el latón es un buen material para que las electroválvulas controlen diferentes medios. Las electroválvulas de latón pueden utilizarse en conductos de agua, aire comprimido y aceite, siempre que no contengan sustancias corrosivas.

Una de las desventajas del latón es que no resiste medios corrosivos como ácidos, agua salada, cloruros y agua destilada. Sin embargo, para los medios agresivos suele utilizarse un tipo especial de latón que resiste la corrosión.

El latón niquelado es uno de estos materiales. Resiste sales, compuestos de nitrógeno y azufre, ácidos débiles, ácido sulfhídrico, oxígeno y dióxido de carbono. Además, el latón niquelado soporta temperaturas y presiones más elevadas que el latón normal.

Aunque las ventajas del latón niquelado son muchas, el material tiene sus inconvenientes. El latón niquelado es propenso a rayarse. Si esto ocurre, la capa inferior queda al descubierto y la válvula puede empezar a corroerse. 

Electroválvula de acero inoxidable

Electroválvula de acero inoxidable
Fuente: http://in.omega.com

Una electroválvula de acero inoxidable puede fabricarse con acero inoxidable de grado 304 o 316. Los principales puntos fuertes de este material residen en su capacidad para soportar altas temperaturas y presiones.

Esto hace que las electroválvulas de acero inoxidable sean mejores que las de plástico en líneas de alta presión que transportan fluidos muy calientes.

El acero inoxidable también resiste el desgaste, por lo que es un material duradero para una electroválvula. Las propiedades químicas del material también son impresionantes y puede utilizarse con una amplia gama de medios sin riesgo de corrosión.

Cuando se trata del aspecto general y las necesidades de mantenimiento, una electroválvula inoxidable puede ser una gran ventaja. Resiste las manchas, lo que hace que las válvulas fabricadas con este material sean unas de las más utilizadas en la industria alimentaria.

Una desventaja del acero inoxidable es su escasa resistencia a la acción corrosiva del ácido clorhídrico, el bromo y los cloruros. Las electroválvulas de acero inoxidable pueden fabricarse de diferentes calidades de acero metálico. Depende de los requisitos. Las electroválvulas también pueden fabricarse en bronce o aluminio. Sin embargo, estos materiales no son habituales.

La mayoría de estas válvulas son de PVC, nailon, latón, latón niquelado y acero inoxidable. Las juntas utilizadas en las electroválvulas pueden ser de caucho o metálicas. En la mayoría de las aplicaciones, el caucho es el material más común, aunque algunas emplean juntas de acero inoxidable. Cada material tiene sus ventajas e inconvenientes, y la mejor elección depende de los niveles de presión y temperatura.


Válvula solenoide Vs. Válvula neumática

Electroválvula frente a válvula neumática
Fuente: http://www.solenoidsupplier.com

En muchos sistemas de líquidos y gases se utilizan válvulas eléctricas y neumáticas. Las más populares son las electroválvulas y las válvulas neumáticas.

El tipo utilizado depende de las funciones requeridas, que pueden ser distintas según las aplicaciones. El tipo de fluido y el entorno también influyen en la elección de la válvula.

Para entender cuáles son estos requisitos, veamos las ventajas de cada tipo de válvula.

Las electroválvulas tienen las velocidades de cierre más altas, y algunas alcanzan hasta 10 m/s. También son precisas y muy exactas, lo que las hace idóneas en los sistemas para dosificar o mezclar fluidos.

Otra ventaja de las electroválvulas es su funcionamiento casi silencioso. Por eso son el tipo de válvula preferido en entornos en los que no se desean ruidos.

Encontrará electroválvulas en las plantas de fabricación, utilizadas en sistemas de automatización. En la industria del automóvil, se pueden encontrar distintos tipos de electroválvulas en volquetes, excavadoras y en la mayoría de carretillas elevadoras.

Los vehículos de carretera también utilizan electroválvulas en diversas funciones, como la regulación del combustible para controlar la velocidad, el control del flujo de aceite y el sistema de climatización. Las microválvulas solenoides también se utilizan en robots por su precisión y alta velocidad de cierre.

Válvulas reguladoras neumáticas producen fuerzas de cierre y presiones muy superiores a las de los tipos de electroválvulas. No es raro alcanzar hasta 250 PSI y 40 000 lb con los tipos de válvula neumática, lo que las convierte en las más adecuadas para líneas de alta presión o circuitos a gran escala.

Las válvulas neumáticas también son económicas y una buena opción cuando se necesitan muchas válvulas en un sistema. También se pueden actualizar de un tamaño a otro. Como las válvulas neumáticas no utilizan electricidad, son adecuadas para condiciones en las que las chispas podrían provocar un incendio.

Las válvulas neumáticas se encuentran en motores de combustión interna que regulan el flujo de fluidos, en sistemas de ventilación y en distintos tipos de bombas. Al igual que la electroválvula, el tamaño de la válvula neumática depende de las fuerzas de cierre necesarias.


¿Qué tipo de válvula es mejor? Solenoide o neumática

En comparación, las electroválvulas son más rápidas, más precisas y menos ruidosas que las neumáticas. En situaciones que requieren una electroválvula de acción rápida, la válvula magnética es la más adecuada.

Pero las válvulas de control eléctricas tienen sus inconvenientes. Son más caras y menos potentes, lo que puede ser una desventaja en algunas situaciones. Las electroválvulas tampoco son adecuadas para su uso en entornos que contengan materiales inflamables.

Las válvulas neumáticas o de aire, a pesar de ser relativamente lentas y ruidosas, son más potentes y baratas. Puede utilizarlas con medios inflamables sin problemas de seguridad, lo que las convierte en la única opción en algunas aplicaciones. También puede utilizarlas para controlar una amplia gama de líneas gracias a su flexibilidad a la hora de actualizarlas.

Conclusión

Las electroválvulas controlan el flujo de fluidos mediante un actuador electromagnético.

Son rápidos y precisos, lo que explica su amplio uso en aplicaciones que requieren precisión.

Fáciles de fabricar, las electroválvulas son también las más comunes de todos los tipos de válvulas. Pueden miniaturizarse y de ahí su popularidad en muchos sistemas de fluidos actuales.

Existen distintos tipos de válvulas, cada uno de los cuales se adapta a unas necesidades específicas. El tipo a utilizar depende del tipo de fluido, de su estado y del caudal, entre otros factores.

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1 comentario en “What are Solenoid Valve and How Do They Work?”

  1. ¡Post muy informativo! Las electroválvulas son mecanismos de control que cierran o permiten el paso de fluidos cuando se activan o desactivan eléctricamente. Normalmente, las electroválvulas pueden clasificarse en tres tipos. Además, estas válvulas se utilizan ampliamente en diversos equipos industriales y domésticos debido a su facilidad de uso, mantenimiento mínimo, coste barato, durabilidad, eficiencia y fiabilidad.

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