Valvole per Impianti Idraulici: Funzionamento e Tipologie

Le valvole sono dispositivi meccanici progettati per controllare il flusso di un fluido sia in fase liquida che gassosa. Esistono diverse tipologie di valvole, ognuna con specifiche funzioni e applicazioni.

Tipologie di Valvole

Le valvole possono essere classificate in base alla loro funzione principale:

Valvole di intercettazione: Queste valvole "intercettano" il flusso, consentendo solo il completo passaggio del fluido o il suo arresto, senza possibilità di regolazioni intermedie. Sono utilizzate, per esempio, per isolare componenti che vengono attivati solo in determinate circostanze o sono in manutenzione.
Valvole di regolazione: Queste valvole consentono la regolazione della portata o della pressione del fluido grazie ad otturatori che possono assumere qualsiasi posizione intermedia.
Valvole speciali: Tra queste, troviamo le valvole di non ritorno o unidirezionali e le valvole di sicurezza. Quest’ultime sono usate soprattutto per evitare sovrapressioni negli impianti, ma anche per proteggere le membrane delle pompe.

Valvole di Non Ritorno (Unidirezionali)

Il dispositivo viene progettato in modo tale da interrompere meccanicamente il fluido quando esso percorre le condotte nella direzione opposta a quella desiderata. Solitamente vengono utilizzate per prevenire all’interno del sistema i ritorni di fluido che potrebbero danneggiare componenti degli impianti. Abbiamo a disposizione valvole unidirezionali di non ritorno di differenti tipologie: in linea in acciaio al carbonio con tenuta a pistone e al carbonio con tenuta a sfera etc.

Valvole di Ritegno

Esistono tipologie diverse di valvole a ritegno che si differenziano sia per la conformazione che per il funzionamento di base. A prescindere dal modello, le normative che stanno alla base della progettazione, costruzione e messa in opera delle valvole di ritegno sono le normative riguardanti le valvole per la fornitura di acqua, ovvero la UNI-EN 1074-1, che indica i principi generali, e la UNI-EN 1074-3, che entra maggiormente nello specifico.

Valvole a clapet (o a battente): sono caratterizzate dalla presenza di un battente che si solleva al passaggio del fluido consentendo una sola direzione di flusso.
Valvole a ugello di Venturi: sono studiate appositamente per evitare i colpi di ariete.
Valvole a farfalla: sono caratterizzate da un otturatore circolare con asse perpendicolare a quello del tubo su cui sono installate.
Valvole a membrana: la chiusura è garantita tramite la pressione esercitata sulla membrana che va a chiudersi sul corpo valvola.

Componenti e Parametri di Scelta

Stelo Valvola: trasmette il moto tra attuatore e otturatore.

Il primo parametro da considerare nella scelta di una valvola è la tipologia di otturatore perché questo determina la curva caratteristica della valvola, ovvero la variazione di portata in funzione della corsa dell’otturatore.

Nel caso dell’otturatore a piattello l’incremento della portata avviene quasi esclusivamente nella prima porzione di apertura dell’otturatore, dopo di che ulteriori incrementi della corsa determinano aumenti di portata quasi trascurabili. Per questo motivo l’otturatore a piattello viene anche detto “otturatore ad apertura rapida”.
Con l’otturatore a caratteristica lineare si ottiene la linearità tra la corsa dell’otturatore e la portata, che quindi risulta proporzionale al grado di apertura della valvola.
Con l’otturatore a caratteristica equi-percentuale, ad uguali incrementi della corsa di apertura corrisponde una percentuale costante di aumento della portata a parità di pressione differenziale. Gli otturatori equi-percentuali vengono usati nelle applicazioni in cui la perdita di pressione del fluido viene prevalentemente assorbita dall’impianto e solo una piccola percentuale di essa rimane disponibile nella valvola; sono consigliati anche quando la portata è fortemente variabile o la pressione differenziale nella valvola subisce ampie fluttuazioni.

Il secondo parametro di progetto è il diametro nominale del seggio; questo viene individuato attraverso tabelle tecniche, noti il tipo di otturatore e il coefficiente di portata (CV). Ultimo parametro da considerare per la scelta di tipologia di valvola è il materiale, che dovrà essere adatto all’ambiente di esercizio.

Valvole a Sfera

Una delle valvole più usate in ambito industriale è la valvola a sfera. Le valvole a sfera sono componenti fondamentali presenti in una varietà di applicazioni. La loro funzione principale consiste nel controllare il flusso di vari tipi di fluidi (come l’acqua, l’olio idraulico, gas, prodotti chimici etc.) in modo sicuro ed efficiente. I principali settori di impiego sono quelli industriali e mezzi mobili. Sono elementi fondamentali all’interno della regolazione dei flussi di fluidi all’interno di un impianto. Sono denominate in questo modo in quanto il loro componente di intercettazione principale è una sfera con un foro passante che ruota su un asse perpendicolare al flusso del fluido.

Questa valvola è caratterizzata da un otturatore a forma sferica dotato di un’apertura, generalmente circolare, che ha sezione costante lungo tutta la direzione di passaggio del flusso. Infine il problema del ristagno del fluido nell’otturatore è stato risolto grazie alla realizzazione di una valvola con un foro praticato nella sfera interna che evita depositi di liquidi quando la valvola viene chiusa.

Funzionamento delle Valvole a Sfera

Il funzionamento delle valvole a sfera è particolarmente semplice. Per aprire la valvola, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro (90°). In questo modo l’otturatore viene ruotato, allineando il foro con il flusso del fluido e aprendo dunque la connessione. Per chiudere la valvola è sufficiente ruotare la maniglia nuovamente di un quarto di giro (90°). L’otturatore verrà dunque nuovamente ruotato bloccando completamente il passaggio del fluido.

Le valvole a sfera sono disponibili in diverse varianti, ognuna progettata per soddisfare specifiche esigenze di applicazione.

Esistono diverse tipologie di valvole a sfera: a due vie, a tre vie, flangiate a manifold e motorizzate e non, tutte utilizzabili nell’impianto a seconda delle esigenze di regolazione del flusso.

Floating: la pressione del fluido spinge la sfera contro la sede a valle, garantendo una chiusura ermetica anche in presenza di elevate pressioni.
Trunionn: la tenuta della sfera è garantita da un sistema di guarnizioni di tenute.

Le valvole a sfera sono un componente essenziale all’interno di un sistema dove è necessario regolare il flusso in modo preciso ed affidabile. Grazie all’ampia gamma di tipologie, si adattano perfettamente ad impianti e settori industriali differenti, dal chimico farmaceutico all’oil and gas. Tra gli altri vantaggi, sicuramente i materiali con cui sono realizzate le rendono resistenti e durevoli nel tempo.

Valvole Direzionali (Distributori) e Regolatori di Portata

I condotti collegano la centrale di compressione o la pompa di alimentazione alle varie macchine utilizzatrici, rotanti o alternative. Le valvole direzionali (distributori) hanno invece il compito di dirigere il flusso di olio nel cilindro o nel motore per realizzare i movimenti nelle direzioni che occorrono. Per accelerare o rallentare i flussi interviene il regolatore di portata detto anche valvola regolatore di flusso. Esse in oleodinamica si occupano della velocità e della regolamentazione del carico di un attuatore. Si possono ottenere modifiche sui flussi in un solo senso (con un ritorno nel tragitto opposto libero) attraverso un regolatore di portata unidirezionale che impedirà il passaggio degli olii in senso contrario.

Nelle valvole direzionali è installato in pratica sempre un elemento mobile come una spola o un cursore, un otturatore o una sfera. Scegliere le valvole direzionali, le valvole limitatrici di pressione o il regolatore di portata appropriato sarà semplice con il supporto dei nostri esperti.

Elettrovalvole Oleodinamiche

Un’elettrovalvola oleodinamica è un dispositivo che utilizza l’energia elettrica per controllare il flusso di un fluido idraulico, generalmente olio. È composta da due parti principali: la valvola meccanica e il solenoide elettrico. Il solenoide è una bobina elettrica che, una volta alimentata, genera un campo magnetico. L’utilizzo di elettrovalvole è essenziale in quanto consente di comandare a distanza il flusso di fluidi ad alta pressione con precisione e rapidità, aumentando l’efficienza del sistema oleodinamico.

Esistono diverse configurazioni di elettrovalvole:

Elettrovalvole a due vie: queste valvole hanno due aperture, una per l’ingresso e una per l’uscita del fluido.
Elettrovalvole a tre vie: dispongono di un’apertura in più, consentendo di deviare il flusso verso altre linee.

Funzionamento di un'Elettrovalvola

Il funzionamento di un’elettrovalvola oleodinamica inizia con il segnale elettrico inviato al solenoide. Quando il solenoide riceve la corrente elettrica, genera un campo magnetico che muove il pistone interno. Le elettrovalvole possono essere normalmente aperte o normalmente chiuse.

Una elettrovalvola normalmente chiusa blocca il passaggio del fluido fino a quando il solenoide non viene alimentato.
Una elettrovalvola normalmente aperta consente il passaggio del fluido fino a quando non viene inviata la corrente elettrica che la chiude.

Le elettrovalvole oleodinamiche sono componenti essenziali per garantire il controllo fluido e sicuro all’interno di sistemi complessi. Grazie alla loro capacità di reagire rapidamente ai comandi elettrici e di gestire in modo efficiente fluidi ad alta pressione, rappresentano un elemento indispensabile per molte applicazioni industriali.

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