Válvula solenoide electromagnética: dónde se utiliza + tipos y principio de funcionamiento
Además de las válvulas manuales comunes, en la tienda también se puede ver una válvula solenoide electromagnética de acción automática. Permite no solo controlar el flujo de líquidos y gases en tuberías a distancia, sino también automatizar este proceso.
Estos dispositivos difieren en su construcción interna y función. Sin embargo, el principio de funcionamiento es el mismo en todos: el cierre/apertura de la válvula se produce mediante la activación del electroimán.
En este artículo, veremos para qué sirve dicha válvula y cómo funciona. También hablaremos sobre las principales variedades de electroválvulas solenoide.
Contenido del artículo:
¿Para qué sirve una válvula electromagnética?
Las válvulas solenoide son una categoría de accesorios de cierre modernos para tuberías de muy diversos usos. En el hogar, estas electroválvulas se utilizan en automóviles, maquinaria especial, sistemas de agua y riego automático y calefacción.
También se utilizan ampliamente en la industria para regular el flujo y controlar el transporte de diversos líquidos y gases.
Internamente, la válvula electromagnética para agua o gas no tiene ningún sensor. Con ella solo se puede regular o cerrar completamente el flujo del medio de trabajo. Si se requiere automatizar estos procesos, será necesario instalar adicionalmente instrumentos de medición externos, vinculando el funcionamiento de la electroválvula a ellos.
Por ejemplo, usar adicionalmente en conjunto un controlador y un sensor de fuga de agua, para que en el momento de detectar una fuga, la válvula solenoide reciba la orden correspondiente del controlador y cierre la tubería.
Entre las ventajas del uso de válvulas solenoide se incluyen:
- regulación rápida del flujo del medio de trabajo a través de la tubería;
- universalidad y fiabilidad del dispositivo;
- larga vida útil;
- tamaño pequeño y peso ligero;
- diversidad de variedades del aparato.
La activación de la válvula ocurre literalmente en fracciones de segundo después de enviarle una señal. Está diseñada para trabajar con líquidos a diferentes presiones, de 0 a 25 bares, y con temperaturas variables, de -20 a +120 °C. Además, en estado desenergizado, dicha electroválvula puede permanecer tanto en posición cerrada como abierta; todo depende de la modificación del dispositivo.
En tuberías de agua permite cerrar automáticamente el suministro de agua en caso de rotura de una tubería. Y en sistemas de calefacción, dicha válvula se utiliza como dispositivo de regulación del flujo del fluido caloportador.
Aquí, según un sensor de temperatura externo, reduce o aumenta de forma autónoma el flujo de líquido caliente desde la caldera a los radiadores.
¿Cómo funciona una válvula con solenoide?
La electroválvula solenoide está compuesta por:
- cuerpo de acero, hierro fundido, latón o polímero;
- bobina de inducción con núcleo (solenoide);
- elemento de cierre de trabajo;
- sellador;
- resorte amortiguador.
La bobina de inducción de cobre dentro del dispositivo de cierre está ubicada en un cuerpo hermético, al que el agua no tiene acceso. El cierre o apertura del canal de flujo del medio de trabajo se produce mediante el vástago y la membrana que se desplazan bajo la acción del solenoide.
En estado desenergizado, bajo la acción del resorte, la válvula cierra completamente el canal de flujo o lo deja completamente abierto. Luego, al aplicar voltaje a la bobina, se produce el desplazamiento del núcleo con el vástago, como resultado de lo cual la sección transversal de dicho conducto aumenta/disminuye.
El principio general de funcionamiento de la válvula electromagnética en cuestión es simple: el movimiento del vástago se produce mediante inducción electromagnética. Cuando la corriente eléctrica fluye a través de la bobina, un campo electromagnético actúa sobre el núcleo ubicado en su centro, cuya fuerza y dirección dependen del voltaje aplicado en voltios.
Como resultado, se produce el desplazamiento del elemento de cierre y el cambio de la sección de paso de la válvula.
Las electroválvulas con bajo voltaje de control están diseñadas para funcionar en tuberías de pequeño diámetro y con baja presión del medio de trabajo. Su ámbito de aplicación es bastante limitado.
Sin embargo, este tipo de válvulas es más fácil de integrar en sistemas de control con dispositivos semiconductores de bajo voltaje y conectar a diversos microcontroladores. En las tuberías y circuitos de calefacción de casas particulares, se suelen utilizar precisamente estas.
Variedades de electroválvulas solenoide
Existen varias variedades del dispositivo en cuestión. Estos aparatos se clasifican según el material de la carcasa, el diseño, la posición del cierre en estado desenergizado, el tipo de sello y el método de conexión a las tuberías.
Cada una de estas variantes está diseñada para trabajar con un medio específico en cuanto a composición, temperatura y presión. Se debe seleccionar la electroválvula solenoide con cuidado. Si se elige un aparato que no cumpla con los requisitos, no durará mucho.
Según el método de conexión, las electroválvulas solenoide se dividen en:
- con brida;
- de manguito;
- De racor.
Y en cuanto al tamaño, pueden ser de 6 a 150 DN (de 1/8 a 6 pulgadas). Hay una opción para cualquier tubería.
La carcasa de las electroválvulas consideradas se fabrica en:
- plástico (PPA reforzado, PVC, nailon);
- acero inoxidable;
- latón;
- hierro fundido.
Cada una de estas opciones tiene sus propias características de presión y temperatura del medio de trabajo. Estos valores deben estudiarse cuidadosamente en la ficha técnica del aparato para no equivocarse en la selección. Sin embargo, para tuberías o calefacción en una casa particular, cualquiera de las variantes anteriores es adecuada.
Clasificación #1 — según la estructura interna
Las válvulas según la construcción del elemento de control se dividen en tres grupos:
- De corredera.
- De membrana.
- De pistón.
Las válvulas electromagnéticas de uso doméstico suelen fabricarse con membrana. Es una opción barata y fiable que maneja sin problemas la regulación del flujo de agua en sistemas domésticos de calefacción y suministro de agua.
La división principal de las válvulas solenoide se realiza según la posición del mecanismo de cierre cuando el electroimán está desenergizado.
Según este parámetro, las electroválvulas solenoide se dividen en:
- normalmente cerradas, válvula cerrada (NC);
- normalmente abiertas, válvula abierta (NA);
- biestables.
En el primer caso, mientras no se aplique voltaje al solenoide, el núcleo está bajado por la presión del resorte y no hay flujo de agua. En el segundo caso, cuando el aparato está desenergizado, el canal está completamente abierto, y su cierre se produce solo después de aplicar alimentación.
La tercera opción: la posición puede ser tanto abierta como cerrada.
Clasificación #2 — según el principio de funcionamiento
Funcionalmente, las electroválvulas solenoide para agua de 220 V y otros voltajes pueden ser:
- de una vía;
- de dos vías;
- de tres vías.
Los primeros tienen solo un conducto de conexión a la tubería. Son dispositivos de seguridad, diseñados para liberar vapor o agua cuando la presión en las tuberías es demasiado alta.
Los dispositivos de tres vías vienen con tres conductos para la conexión a las tuberías. Estas variantes están diseñadas para redirigir el flujo de una tubería a otra.
Las válvulas de tres vías se utilizan más ampliamente en sistemas de calefacción. Estos dispositivos permiten realizar fácilmente el flujo de fluido térmico de un circuito a otro para mezclar el medio de trabajo.
En consecuencia, la temperatura del agua en el sistema cambia, mientras que la fuente de energía térmica continúa funcionando sin cambiar su modo.
Además, las válvulas electromagnéticas pueden ser:
- de acción directa;
- de acción indirecta.
En las primeras, el núcleo se mueve exclusivamente bajo la influencia del electroimán. En las segundas – su movimiento también se ve afectado por la presión del medio de trabajo.
Clasificación #3 — según el material del sello y la membrana
Dentro del cuerpo de la válvula electromagnética hay una membrana que bloquea el flujo de agua. Además, entre la bobina y el cuerpo principal con los conductos hay un sello. Ambos elementos están hechos de materiales poliméricos elásticos.
El sello en las electroválvulas puede estar hecho de:
- FPM (FKM, VITON) – fluoroelastómero;
- EPDM – elastómero de etileno-propileno;
- NBR – caucho de butadieno-nitrilo.
La primera opción se caracteriza por una alta temperatura máxima del medio de trabajo y resistencia a aceites y gasolinas. La segunda – es barata y resistente a la acción de sales, álcalis y ácidos disueltos en agua. La tercera – tolera bien el contacto con derivados del petróleo, y se utiliza generalmente en la industria y en automóviles.
Este material no afecta mucho al precio de la válvula electromagnética. Las piezas fabricadas con él son demasiado pequeñas en tamaño. Se debe elegir el tipo de sello y membrana basándose únicamente en las características del medio de trabajo.
Las propiedades térmicas de los sellos se presentan en la siguiente tabla:
| Designación del sello | FPM | EPDM | NBR |
| Nombre del material | Fluorocaucho | Caucho de etileno-propileno | Caucho de butadieno-nitrilo |
| Rango de temperatura de trabajo, °C | -30…+150 | -40…+140 | -10…+80 |
No obstante, en cualquier caso, se debe prestar especial atención, durante la operación de la electroválvula, a la ausencia de impurezas en el agua.
La arena y el óxido en las tuberías, tarde o temprano, estropearán cualquier membrana, independientemente del material de su fabricación. Solo se puede instalar el dispositivo en cuestión si hay un filtro en la tubería.
Conclusiones y video útil sobre el tema
Resumen del dispositivo de válvula solenoide:
Cómo está diseñada y cómo funciona la electroválvula de 220 V de acción directa:
Tipos de válvulas electromagnéticas según el principio de activación:
La válvula solenoide de control remoto es sencilla y fiable en su funcionamiento. Está diseñada para varias decenas de miles de ciclos (funcionará correctamente durante 20-25 años) y no requiere mantenimiento especializado.
Un dispositivo de este tipo para agua cuesta entre 30 y 60 €, pero ayuda a resolver muchos problemas. Además, no es difícil instalarlo por uno mismo, solo hay que elegir correctamente la válvula adecuada según las características y los materiales.
¿Desea complementar el material expuesto anteriormente con información útil o señalar alguna discrepancia o error? ¿O desea dar recomendaciones para elegir el modelo óptimo de electroválvula solenoide? Por favor, escriba sus consejos y observaciones en la sección de comentarios.
Si le quedan preguntas sobre el tema del artículo, formúleselas a nuestros expertos al final de esta publicación.
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Estas válvulas son útiles en el sistema de protección contra fugas. Un sensor simple en el piso – y listo. En cuanto el agua fluye donde no debería, las tuberías se cierran automáticamente.
Hola. Por favor, indíqueme. Necesito abrir de forma remota la tubería de ida y retorno de calefacción al segundo piso. La primera planta se calienta constantemente.
Planeo dar la señal de apertura y cierre de las válvulas mediante SMS con el controlador de calefacción ZONT H-1000. Cambiar la temperatura de la caldera y abrir/cerrar las válvulas electromagnéticas para el segundo piso. ¿Qué válvulas electromagnéticas me recomienda usar? ¿Y es posible en absoluto? Gracias.
Hola. Por mi experiencia personal, puedo recomendar las válvulas electromagnéticas ODE S.r.l. (Italia). El proyecto que desea implementar es totalmente factible, solo que en lugar del controlador de calefacción ZONT H-1000 con control mediante SMS, le sugiero usar un termostato. Este se conecta a la red Wi-Fi de la casa y se puede controlar de forma remota si tiene conexión a internet.
En cuanto al termostato, la serie de modelos IMIT le será adecuada. No tiene sentido recomendar algo concreto sobre válvulas electromagnéticas y termostatos, ya que desconozco las características técnicas de su sistema de calefacción. Con sus propios datos, podrá seleccionar fácilmente el equipo necesario.
Hola. Necesito ayuda para clasificar la válvula solenoide de tres vías para lavadora. Después de leer el artículo, todavía no puedo determinar a qué tipo de válvulas pertenece: si a las reductoras o a las de cierre.
En la posición normal, sin alimentación (máquina apagada), la válvula está cerrada y el agua de la tubería no entra al tambor de la máquina. Al encender la máquina y seleccionar el programa de lavado, el agua entra al tambor y también, según el programa, al compartimento para detergente y suavizante de ropa.
Además, se produce la regulación del flujo de líquido en el compartimento de detergentes. En conclusión, no está claro a qué válvulas asignarlo. Es muy necesaria la opinión de un especialista. Gracias por su ayuda.