Valvole ed elettrovalvole

La famiglia delle valvole si divide nelle categorie di valvole normalizzate e non.
Le valvole realizzate secondo norma sono: ISO 5599/1 e Namur.

L’ampia gamma delle valvole non a Norma comprende:

• valvole ad azionamento elettrico,
• ad azionamento pneumatico,
• azionamento manuale,
• azionamento meccanico,
• e tutta una serie di valvole ausiliarie e accessori per il controllo dell’aria.

Tutte le valvole sono realizzate in lega d’alluminio per garantire resistenza e stabilità nel tempo, un concetto che Airwork (oggi A&T Fluid Solutions) persegue fin dall’inizio della propria attività.

Le elettrovalvole rappresentano componenti fondamentali nei sistemi pneumatici industriali, dove garantiscono il controllo preciso e affidabile dei flussi d’aria compressa.

Questi dispositivi elettromeccanici permettono di gestire automaticamente l’apertura e la chiusura dei circuiti pneumatici, rendendo possibile l’automazione di processi produttivi complessi con elevata efficienza operativa.

Che cos’è un’Elettrovalvola Pneumatica, a cosa serve e come funziona

Un’elettrovalvola pneumatica è un dispositivo che utilizza un segnale elettrico per controllare il passaggio dell’aria compressa all’interno di un circuito.

Il cuore del sistema è il solenoide, un attuatore elettromagnetico che, quando alimentato, genera un campo magnetico capace di spostare un nucleo ferromagnetico interno.

Questo movimento meccanico aziona l’elemento di tenuta della valvola, aprendo o chiudendo i passaggi dell’aria.

Il funzionamento delle elettrovalvole si basa su principi elettromeccanici consolidati: quando la bobina del solenoide viene attraversata da corrente elettrica, si crea una forza magnetica che muove lo stantuffo interno, modificando la configurazione dei condotti.

Una volta interrotta l’alimentazione, nella maggior parte dei modelli una molla di ritorno riporta la valvola nella posizione iniziale.

Questo sistema permette transizioni rapide e ripetibili, essenziali per applicazioni che richiedono cicli di lavoro intensivi.

Quanti tipi di Elettrovalvole Pneumatiche esistono

Nel panorama della pneumatica industriale esistono diverse configurazioni di elettrovalvole, ciascuna progettata per rispondere a esigenze specifiche.

La scelta del tipo corretto dipende:

• dalle caratteristiche del circuito,
• dalla pressione di esercizio,
• e dalla complessità del controllo richiesto.

Le elettrovalvole a due vie rappresentano la soluzione più semplice, con un ingresso e un’uscita che permettono di aprire o chiudere completamente il flusso dell’aria compressa. Questa configurazione risulta ideale per applicazioni on/off dove non è necessario gestire direzioni alternative del flusso.

Per applicazioni che richiedono maggiore versatilità, le elettrovalvole a tre vie offrono un ingresso di pressione, un’uscita verso l’attuatore e una via di scarico. Questa architettura consente non solo di alimentare il componente pneumatico, ma anche di evacuare rapidamente l’aria quando la valvola commuta, accelerando i tempi di risposta del sistema.

Le configurazioni più complesse includono valvole a 5 vie e 3 posizioni, capaci di controllare attuatori a doppio effetto con grande precisione. Queste soluzioni permettono di gestire movimenti bidirezionali e posizioni intermedie, risultando indispensabili in sistemi di automazione avanzati.

Un discorso particolare merita le elettrovalvole bistabili, che mantengono la loro posizione anche in assenza di alimentazione elettrica grazie a un sistema di ritenuta magnetica. Questi componenti risultano particolarmente vantaggiosi in termini di risparmio energetico, poiché richiedono energia solo durante la commutazione e non per mantenere la posizione raggiunta.

Per applicazioni che necessitano di un controllo graduale del flusso, le elettrovalvole proporzionali rappresentano la tecnologia più avanzata. Questi dispositivi modulano la portata in modo continuo in base all’intensità del segnale elettrico ricevuto, permettendo regolazioni precise di velocità e forza negli attuatori pneumatici.

Caratteristiche tecniche e simbologia

La simbologia per le elettrovalvole segue standard internazionali che permettono di identificare rapidamente la configurazione e il funzionamento di ciascun componente.

Gli schemi pneumatici utilizzano rappresentazioni grafiche codificate dove quadrati sovrapposti indicano le diverse posizioni della valvola, mentre linee e frecce mostrano i percorsi del flusso.

Questa standardizzazione facilita la progettazione e la manutenzione degli impianti.

Le elettrovalvole per aria compressa devono rispondere a specifici requisiti tecnici legati alla pressione di esercizio, tipicamente compresa tra 2 e 10 bar, e al coefficiente di portata (Cv o Kv) che determina la capacità di far transitare un determinato volume d’aria.

Materiali costruttivi come alluminio anodizzato per i corpi valvola e tecnopolimeri per le guarnizioni garantiscono resistenza alla corrosione e lunga durata operativa.

I connettori per elettrovalvole rivestono un ruolo cruciale per l’affidabilità del sistema. Le moderne soluzioni adottano connettori conformi agli standard DIN o interfacce fieldbus che permettono l’integrazione con sistemi di controllo industriali, facilitando la diagnostica remota e la parametrizzazione.

Come collegare una Elettrovalvola Pneumatica

Il collegamento corretto di un’elettrovalvola pneumatica richiede attenzione sia agli aspetti pneumatici che elettrici.

Sul fronte pneumatico, è fondamentale rispettare le indicazioni di ingresso pressione, uscite verso gli attuatori e vie di scarico, normalmente identificate con numerazione o codifica alfabetica standardizzata.

L’utilizzo di raccordi adeguati e il rispetto delle coppie di serraggio previste prevengono perdite d’aria che comprometterebbero l’efficienza del sistema.

Dal punto di vista elettrico, il solenoide per elettrovalvola deve essere alimentato con la tensione corretta, tipicamente 24V DC negli impianti industriali moderni, anche se esistono versioni per 230V AC o altre tensioni specifiche.

La protezione dei circuiti di comando con fusibili dimensionati correttamente e l’installazione di diodi di ricircolo per sopprimere i picchi di tensione generati all’apertura del circuito induttivo sono pratiche essenziali per garantire longevità ed affidabilità.

I vantaggi e i criteri di scelta

L’adozione di elettrovalvole pneumatiche in contesti industriali porta numerosi vantaggi operativi.

La risposta rapida, con tempi di commutazione nell’ordine dei millisecondi, permette di realizzare cicli produttivi ad alta velocità.

L’integrazione con sistemi di controllo elettronici consente inoltre la programmazione di sequenze complesse e la sincronizzazione precisa tra diverse fasi di processo.

La scelta dell’elettrovalvola corretta richiede un’analisi attenta delle condizioni operative.

Per applicazioni con aria compressa standard, le valvole a membrana offrono un buon compromesso tra costo e prestazioni, mentre per circuiti ad alta pressione sono necessarie soluzioni costruttivamente rinforzate.

Le elettrovalvole ad alta pressione, progettate per lavorare fino a 16 bar o oltre, incorporano materiali e geometrie ottimizzate per resistere a sollecitazioni meccaniche maggiori.

Nei sistemi dove è presente vapore o fluidi aggressivi, occorre selezionare modelli specifici con guarnizioni in materiali resistenti alle temperature elevate e alla corrosione.

Le elettrovalvole per vapore, ad esempio, utilizzano tenute in PTFE o materiali equivalenti capaci di mantenere l’integrità anche a 180°C o temperature superiori.

Settori di Applicazione

Le elettrovalvole pneumatiche trovano impiego trasversale in numerosi settori industriali.

Nell’industria manifatturiera alimentano cilindri pneumatici per movimentazione, bloccaggio pezzi e attuazione di utensili.

Nel settore del packaging gestiscono sistemi di dosaggio, etichettatura e confezionamento con cicli di lavoro intensivi che richiedono milioni di commutazioni senza perdita di prestazioni.

L’industria automobilistica si affida massicciamente a queste tecnologie per linee di assemblaggio robotizzate, dove la sincronizzazione precisa tra decine di attuatori pneumatici determina la qualità e la produttività del processo.

Anche il settore farmaceutico e quello alimentare beneficiano di elettrovalvole realizzate con materiali certificati e finiture superficiali che rispettano i rigorosi standard igienici richiesti.

Nei sistemi di trattamento aria e nei compressori industriali, le elettrovalvole controllano funzioni di regolazione, bypass e sicurezza, contribuendo all’efficienza energetica complessiva dell’impianto.

La capacità di integrare sensori di posizione e sistemi di feedback permette inoltre di implementare logiche di controllo predittivo che ottimizzano i consumi e prevengono fermi macchina non programmati.

La continua evoluzione tecnologica ha portato allo sviluppo di solenoidi per elettrovalvole sempre più compatti ed efficienti, con consumi elettrici ridotti e capacità diagnostiche integrate, confermando questi componenti come elementi insostituibili nell’automazione pneumatica moderna.