1. Què és una vàlvula de papallona pneumàtica?
Una vàlvula de papallona pneumàtica és una vàlvula de quart de volta que s'utilitza per regular o aïllar el flux de fluids en una canonada. Consisteix en un disc circular (sovint anomenat "disc") muntat sobre una tija, que gira dins del cos de la vàlvula. "Pneumàtic" fa referència al mecanisme d'accionament, que utilitza aire comprimit per fer funcionar la vàlvula, permetent un control remot o automatitzat.
Una vàlvula de papallona pneumàtica es pot dividir en dos components principals: l'actuador pneumàtic i la vàlvula de papallona.
· Cos de la vàlvula de papallona: Consta del cos de la vàlvula, el disc (disc), la tija i el seient. El disc gira al voltant de la tija per obrir i tancar la vàlvula.
· Actuador pneumàtic: utilitza aire comprimit com a font d'energia, accionant un pistó o una paleta per produir un moviment lineal o rotatori.
Components clau
*Vàlvula papallona:
- Cos de vàlvula: La carcassa que allotja el disc i es connecta a la canonada.
- Disc (disc): Una placa plana o lleugerament elevada que controla el flux. Quan es manté paral·lela a la direcció del flux, la vàlvula s'obre; quan es manté perpendicular, es tanca.
- Tija: La vareta connectada al disc que transmet la força de rotació des de l'actuador.
- Juntes i seients: Assegureu-vos d'un tancament hermètic i eviteu fuites.
*Actuador
- Actuador pneumàtic: Normalment és de tipus pistó o diafragma, i converteix la pressió de l'aire en moviment mecànic. Pot ser de doble efecte (pressió d'aire tant per a l'obertura com per al tancament) o d'efecte simple (aire per a una direcció, molla per al retorn).
2. Principi de funcionament
El funcionament d'una vàlvula de papallona pneumàtica és essencialment un procés encadenat d'"actuació per aire comprimit"→accionament de l'actuador→rotació del disc per controlar el flux." En poques paraules, l'energia pneumàtica (aire comprimit) es converteix en moviment mecànic rotatori per posicionar el disc.
2.1. Procés d'actuació:
- L'actuador pneumàtic subministra aire comprimit des d'una font externa (com ara un compressor o un sistema de control).
- En un actuador de doble efecte, l'aire entra per un port per girar la tija de la vàlvula en sentit horari (és a dir, per obrir la vàlvula) i entra per l'altre port per girar-la en sentit antihorari. Això genera un moviment lineal al pistó o diafragma, que es converteix en una rotació de 90 graus mitjançant un mecanisme de cremallera i pinyó o de cadenat.
- En un actuador de simple efecte, la pressió de l'aire empeny el pistó contra la molla per obrir la vàlvula, i l'alliberament de l'aire permet que la molla la tanqui automàticament (disseny a prova de fallades).
2.2. Funcionament de la vàlvula:
- A mesura que l'actuador gira la tija de la vàlvula, el disc gira dins del cos de la vàlvula.
- Posició oberta: El disc és paral·lel a la direcció del flux, minimitzant la resistència i permetent el flux complet a través de la canonada. - Posició tancada: El disc gira 90 graus, perpendicular al flux, bloquejant el pas i segellant contra el seient.
- La posició intermèdia pot regular el flux, tot i que les vàlvules de papallona són més adequades per al servei d'obertura i tancament que per a la regulació precisa a causa de les seves característiques de flux no lineals.
2.3. Control i retroalimentació:
- L'actuador normalment s'aparella amb una vàlvula solenoide o posicionador per a un control precís mitjançant senyals elèctrics.
- Un sensor pot proporcionar retroalimentació de la posició de la vàlvula per garantir un funcionament fiable en sistemes automatitzats.
3. Simple efecte i doble efecte
3.1 Actuador de doble efecte (sense retorn de molla)
L'actuador té dues cambres de pistó oposades. L'aire comprimit es controla mitjançant una vàlvula solenoide, alternant entre les cambres d'"obertura" i "tancament":
Quan l'aire comprimit entra a la cambra d'"obertura", empeny el pistó, fent que la tija de la vàlvula giri en sentit horari (o antihorari, segons el disseny), cosa que al seu torn fa girar el disc per obrir la canonada.
Quan l'aire comprimit entra a la cambra de "tancament", empeny el pistó en la direcció oposada, fent que la tija de la vàlvula giri el disc en sentit antihorari, tancant la canonada. Característiques: Quan es perd aire comprimit, el disc roman a la seva posició actual ("a prova de fallades").
3.2 Actuador d'efecte simple (amb retorn de molla)
L'actuador només té una cambra d'entrada d'aire, amb una molla de retorn a l'altre costat:
Quan hi ha flux d'aire: l'aire comprimit entra a la cambra d'entrada, superant la força del ressort per empènyer el pistó, fent que el disc giri a la posició "obert" o "tancat";
Quan es perd aire: La força de la molla s'allibera, empenyent el pistó cap enrere, fent que el disc torni a la "posició de seguretat" preestablerta (normalment "tancat", però també es pot dissenyar per estar "obert").
Característiques: Té una funció de "seguretat" i és adequat per al seu ús en aplicacions que requereixen mesures de seguretat, com ara les que impliquen medis inflamables, explosius i tòxics.
4. Avantatges
Les vàlvules de papallona pneumàtiques són adequades per a un funcionament ràpid, normalment només requereixen un quart de volta, cosa que les fa adequades per a indústries com el tractament d'aigua, la climatització i el processament químic.
- Temps de resposta ràpid gràcies a l'accionament pneumàtic.
- Cost baix i manteniment simplificat en comparació amb les alternatives elèctriques o hidràuliques.
- Disseny compacte i lleuger.