La válvula de solenoide es
un dispositivo operado eléctricamente, y es utilizado para controlar el flujo
de líquidos o gases en posición completamente abierta o completamente cerrada.
A diferencia de las válvulas motorizadas, las cuales son diseñadas para operar
en posición moduladora, la válvula de solenoide no regula el flujo aunque puede
estar siempre completamente abierta o completamente cerrada. La válvula de
solenoide puede usarse para controlar el flujo de muchos fluidos diferentes,
dándole la debida consideración a las presiones y temperaturas involucradas, la
viscosidad del fluido y la adaptabilidad de los materiales usados en la
construcción de la válvula.
La válvula de solenoide es
una válvula que se cierra por gravedad, por presión o por la acción de un
resorte; y es abierta por el movimiento de un émbolo operado por la acción
magnética de una bobina energizada eléctricamente, o viceversa. Una válvula de
solenoide consiste de dos partes accionantes distintas, pero integrales: un
solenoide (bobina eléctrica) y el cuerpo de la válvula.
Un electroimán es un imán
en el cual las líneas de fuerza son producidas por una corriente eléctrica.
Este tipo de imanes es importante para el diseño de controles automáticos, porque
el campo magnético puede ser creado o eliminado al activar o desactivar una
corriente eléctrica. El término "solenoide" no se refiere a la
válvula misma, sino a la bobina montada sobre la válvula, con frecuencia llamada
"el operador". La palabra "solenoide" se deriva de las
palabras griegas "solen", que significa canal, y "oide" que
significa forma. La bobina proporciona un canal, en el cual se crea una fuerte
fuerza magnética al energizar la bobina.
El solenoide es una forma
simple de electroimán que consiste de una bobina de alambre de cobre aislado, o
de otro conductor apropiado, el cual está enrollado en espiral alrededor de la
superficie de un cuerpo cilíndrico, generalmente de sección transversal
circular (carrete). Cuando se envía corriente eléctrica a través de estos
devanados, actúan como electroimán, tal como se ilustra en la figura.
El campo magnético que se
crea, es la fuerza motriz para abrir la válvula. Este campo atrae materiales magnéticos,
tales como el hierro y muchas de sus aleaciones. Dentro del núcleo va un émbolo
móvil de acero magnético, el cual es jalado hacia el centro al ser energizada la
bobina.
El cuerpo de la válvula
contiene un orificio (puerto), a través del cual fluye el líquido cuando está
abierta. La aguja o vástago que abre y cierra el puerto de la válvula, se une
directamente a la parte baja del émbolo, en el otro extremo. El vástago o aguja
tiene una superficie sellante (asiento). De esta forma, se puede abrir o
detener el flujo al energizar o desenergizar la bobina solenoide. Este principio
magnético, constituye la base para el diseño de todas las válvulas solenoide.
Principio de Operación
La aguja de la válvula está unida mecánicamente a la parte inferior del
émbolo. En esta válvula en particular, cuando se energiza la bobina, el émbolo
es levantado hacia el centro de la bobina, levantando la aguja del orificio
donde está sentada, permitiendo así el flujo. Cuando se desenergiza la bobina, el
peso del émbolo hace que caiga por gravedad y cierre el orificio, deteniendo el
flujo. En algunos tipos de válvulas, un resorte empuja el émbolo para que
cierre la válvula; esto permite que la válvula pueda instalarse en otras posiciones
diferentes a la vertical.
Tipos de Válvulas de
Solenoide
Existe una amplia variedad
de tipos de válvulas solenoide, los cuales se pueden dividir de acuerdo a su
aplicación, su construcción y su forma. Entre los fabricantes de válvulas no
existe un concenso para diferenciar los tipos por orden de importancia. Aunque
recientemente, la práctica más generalizada es dividirlas primeramente, de
acuerdo a su aplicación; es decir, a la capacidad del sistema donde va a ser
instalada la válvula.
Con base en esto, las
válvulas solenoide pueden dividirse de manera general, en dos tipos:
- De acción directa
- Operadas por piloto.
También por su
construcción, las válvulas solenoide pueden ser:
- Normalmente cerradas
- Normalmente abiertas
- De acción múltiple.
Por su forma, hay tres tipos de válvulas
solenoide de uso común:
- de dos vías
- de tres vías
- de cuatro vías o reversibles. Puede haber válvulas solenoide con combinaciones de los tipos mencionados arriba. Por ejemplo, hay válvulas operadas por piloto normalmente abiertas y también normalmente cerradas. La válvula que se muestra en la figura, es una válvula de acción directa, de dos vías, normalmente cerrada.
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