Scegli l'attuatore per valvola giusto per il tuo sistema

Gli attuatori per valvole sono una componente vitale dell'industrializzazione. Ciò spiega perché, secondo Future Market Insights, il mercato globale degli attuatori pneumatici da solo raggiungerà un valore di mercato di 16 miliardi di dollari nel 2023. Sebbene gli attuatori per valvole siano disponibili in varie forme, funzionano come previsto solo in applicazioni specifiche. Questo articolo esamina gli attuatori per valvole pneumatici, elettrici e idraulici e fornisce i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno per facilitare il percorso di acquisto.

Come suggerisce il nome, gli attuatori per valvole pneumatiche utilizzano l'energia generata dall'aria compressa nel movimento meccanico rotatorio o lineare. L'uso tipico degli attuatori per valvole pneumatiche rotative è su valvole a maschio, a farfalla e a sfera; i due tipi principali sono gli attuatori per valvole pneumatiche a glifo e a pignone e cremagliera. Entrambi possono funzionare in versione singola o doppia, facendo affidamento sul ritorno a molla o sull'azione diretta (singola o doppia). Negli attuatori a doppio effetto, la configurazione richiede che l'aria fornita aziona i pistoni nella direzione di funzionamento primaria e nella direzione di funzionamento reciproca.

In alternativa, gli attuatori con ritorno a molla richiedono solo l'aria fornita per guidare l'azione dei pistoni in una direzione e si affidano invece alla forza meccanica di una molla per riportare i pistoni nella loro posizione originale. Questa configurazione con ritorno a molla produce di conseguenza una posizione di sicurezza, un orientamento designato verso il quale l'attuatore riporterà la valvola di corsa in caso di perdita di alimentazione d'aria all'attuatore. Gli attuatori a pignone e cremagliera a doppio effetto forniscono uscite di coppia lineari, offrendo uniformità durante tutta la corsa della valvola. Tuttavia, un attuatore a glifo fornisce una curva di uscita della coppia che riflette la sua capacità di erogare la coppia massima all'inizio e alla fine della corsa con una coppia ridotta a metà corsa.

Per garantire che un utente scelga il tipo di valvola pneumatica giusto per la propria applicazione, deve considerare caratteristiche quali il metodo di attuazione della valvola, la configurazione della valvola, la capacità di flusso, il tipo di azione di ritorno e il mezzo di controllo. La configurazione della valvola potrebbe significare optare per valvole a 2, 3 o 4 vie e l'utente può scegliere una valvola con ritorno a molla o ad attuazione diretta. Anche il gas o il liquido utilizzato per controllare la valvola e il modo in cui l'utente aziona la valvola svolgono un ruolo fondamentale nel processo di selezione.

Un dispositivo attuatore elettrico converte l'elettricità in energia cinetica o meccanica in grado di controllare valvole a farfalla e a sfera a quarto di giro. La maggior parte utilizza un motore che può viaggiare in entrambe le direzioni e un finecorsa che lo spegne quando raggiunge la posizione finale. Esistono due tipi base di attuatori per valvole elettriche: rotativi e lineari. Gli attuatori elettrici rotanti possono essere utilizzati con valvole a maschio, a sfera e a farfalla che ruotano di 90 gradi (quarto di giro) da aperta a chiusa, tipicamente utilizzate nel settore dell'imballaggio. Gli attuatori per valvole elettriche lineari funzionano meglio con valvole a membrana, a pinza, a saracinesca, ad angolo e a globo che richiedono uno stelo scorrevole per aprire o chiudere la valvola. Funzionano bene dove l'obiettivo sono tolleranze strette.

Per scegliere correttamente un attuatore elettrico, l'utente deve considerare il profilo di movimento. Cioè la forza necessaria per spostare il carico, la distanza da percorrere e le velocità minima e massima richieste. Inoltre, devono tenere conto del carico, del ciclo di lavoro/tasso di cicli e dei requisiti di precisione del posizionamento.

Questi utilizzano gli stessi principi di funzionamento degli attuatori pneumatici, tranne che le valvole degli attuatori idraulici utilizzano un liquido al posto dell'aria. Pertanto, un attuatore idraulico converte l'energia della pressione del fluido in movimento meccanico lineare, rotatorio o oscillatorio. Poiché utilizzano fluido incomprimibile, sono ideali per carichi pesanti. Gli attuatori idraulici sono disponibili in diverse forme, comprese le valvole rotative, lineari, di limitazione, start-stop e semirotative. Gli attuatori a pistone hanno l'utilizzo più diffuso. A differenza degli altri attuatori, gli utenti necessitano di diversi componenti per azionare gli attuatori idraulici. Ad esempio, un attuatore a pistone contiene un cilindro, una molla, uno stelo, un pistone, una valvola di controllo, un fluido idraulico e una linea di alimentazione e ritorno idraulica.