Cos'è una valvola di controllo idraulico?
Una valvola di controllo idraulico è un tipo di valvola che controlla automaticamente l'apertura, la chiusura o la regolazione della valvola facendo affidamento sulle variazioni di pressione, portata o livello del liquido del fluido all'interno della tubazione, senza richiedere alimentazione esterna (come elettricità o pneumatica). Rileva e fornisce feedback sulla pressione del fluido attraverso un meccanismo idraulico interno (come un pistone, un diaframma o una molla), controllando con precisione il flusso, la stabilizzazione della pressione o la regolazione del flusso. È ampiamente utilizzato in sistemi fluidi quali approvvigionamento idrico e drenaggio, protezione antincendio e HVAC. I suoi vantaggi principali sono il "controllo automatico della pressione,-senza manutenzione,-esente da manutenzione e preciso".
Componenti strutturali principali
La struttura di una valvola di controllo idraulica è progettata attorno all'"attuazione idraulica" e comprende principalmente i seguenti componenti chiave:
- Corpo valvola: funge da involucro esterno della valvola ed è realizzato in ghisa, acciaio fuso o acciaio inossidabile. Internamente ospita il passaggio del fluido, la sede della valvola e la camera di montaggio, collegandosi alla tubazione e alloggiando i componenti interni.
- Elemento di controllo: il nucleo è il pistone o diaframma, il componente chiave per rilevare i cambiamenti nella pressione del fluido. Il pistone funziona tipicamente con un anello di tenuta e scorre lungo la camera sotto pressione; la membrana è costituita da un materiale elastico (come gomma nitrilica o gomma fluorurata), che si deforma sotto la differenza di pressione per azionare la valvola.
- Molla: utilizzata per fornire forza di ripristino o impostare una pressione di riferimento. Diverse specifiche della molla possono essere abbinate a diversi intervalli di pressione di controllo. Regolando il precarico della molla è possibile regolare la soglia di pressione di apertura o chiusura della valvola.
- Valvola pilota/linea di controllo: alcune valvole di controllo idrauliche complesse (come le valvole di riduzione e regolazione della pressione) sono dotate di una piccola valvola pilota. La valvola pilota rileva innanzitutto le variazioni della pressione del sistema, trasmette il segnale di pressione attraverso la linea di controllo e comanda l'attivazione della valvola principale, ottenendo un controllo della pressione più preciso.
- Guarnizioni: comprese le guarnizioni delle sedi delle valvole, le guarnizioni dei pistoni, i diaframmi, ecc., che garantiscono l'assenza di perdite quando la valvola è chiusa, garantendo al tempo stesso le prestazioni di tenuta del meccanismo idraulico interno e prevenendo la perdita di pressione.
- Componenti di regolazione: come viti di regolazione, orifizi dell'acceleratore, utilizzati per-regolare con precisione i parametri di controllo della valvola (come pressione di apertura, pressione di chiusura, intervallo di flusso) per adattarsi ai diversi requisiti del sistema.
Principio di funzionamento (prendendo come esempio il comune "tipo di controllo della pressione")
Il principio fondamentale di una valvola di controllo idraulico è "utilizzare la differenza di pressione del fluido per azionare il meccanismo interno". Prendendo come esempio la valvola stabilizzatrice e-di riduzione della pressione più comunemente utilizzata, il processo specifico è il seguente:
- Stato iniziale: quando la pressione del sistema è bassa, la molla è nel suo stato naturalmente esteso, spingendo il pistone o il diaframma, facendo aderire saldamente il disco della valvola principale alla sede della valvola, chiudendo la valvola e impedendo il flusso del fluido.
- Trigger di pressione: quando la pressione di ingresso del sistema aumenta e supera la pressione di apertura impostata della molla, la pressione del fluido agisce su un lato del pistone o della membrana, superando la forza della molla e spingendo il pistone (o deformando la membrana) verso l'alto, facendo sì che il disco della valvola principale lasci la sede della valvola, aprendo la valvola e consentendo al fluido di fluire dall'ingresso all'uscita.
- Stabilizzazione della pressione: al variare della portata in uscita, la pressione in uscita fluttuerà. Se la pressione in uscita aumenta, la pressione viene restituita alla valvola pilota attraverso la linea di controllo (o agisce direttamente sull'altro lato della membrana). Dopo l'attivazione, la valvola pilota riduce la pressione nella camera di controllo. La molla spinge il disco della valvola principale a muoversi nella direzione di chiusura, riducendo l'area di flusso e abbassando la pressione di uscita. Se la pressione di uscita diminuisce, la pressione di retroazione diminuisce, il disco della valvola principale si apre ulteriormente, aumentando l'area di flusso e la pressione di uscita, stabilizzando infine la pressione di uscita entro l'intervallo impostato.
- Chiusura e ripristino: quando la pressione di ingresso del sistema scende al di sotto della pressione di chiusura-impostata dalla molla, la forza della molla è maggiore della pressione del fluido, spingendo il pistone o il diaframma per ripristinarsi. Il disco della valvola principale ri-aderisce alla sede della valvola e la valvola si chiude, impedendo il riflusso o un eccessivo scarico della pressione.
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