Universitatea Tehnică Gheorghe Asachi Iași

Specializarea: Telecomunicații și Sisteme de Telecomunicații

Referat MEMS

Vane de reglaj si ventile electromagnetice

Coordonator: Ionescu Daniela Masterand :Păvălucă Diana Andreea

Grupa: 55RD

Tema referat: Descrierea unor categorii de actuatori: - vane de reglaj (pneumatice, electrice, hidraulice). - ventile electromagnetice ON/OFF pentru apa si abur, Microsistemele electromecanice (MEMS) reprezinta tehnologia dispozitivelor microscopice, care sunt alcatuite din elemente electrice si mecanice. MEMS-urile sunt separate si distincte de viziunea ipotetica a nanotehnologiei moleculare sau a electronicii moleculare. Acestea constau de obicei dintr-o unitate centrala care proceseaza datele si diverse componente care interactioneaza cu mediul inconjurator, cum ar fi microsesnzorii. MEMS-urile au devenit practice odata ce au putut fi fabricate folosindu-se tehnologii modificate de fabricare alea dispozitivelor semiconductoare, fiind folosite in mod curent pentru dispozitivele electronice. MEMS-urile sunt fabricate utilizând tehnica de realizare a circuitelor integrate combinată cu micro-prelucrări ale materialelor utilizate şi a suportului. În timp ce circuitele integrate sunt proiectate astfel încât să utilizeze proprietăţile electrice ale siliciului, la proiectarea MEMS-urilor sunt exploatate atât proprietăţile electrice cât şi cele mecanice ale acestui material semiconductor şi ale altor materiale. MEMS-urile reprezintă sisteme complexe, care pot fi privite ca dispozitive mecanice de dimensiuni foarte mici, integrând electronica aferentă. Microsistemele electromecanice au fost introduse pentru prima data in anii 1960 sub forma senzorilor de presiune. Tehnologia a evoluat cu rapiditate de la concepte inovative la demonstratii practice si produse experimentale. In zilele noatre MEMS-urile au devenit produse de uz comun. În prezent, majoritatea dispozitivelor MEMS sunt realizate pe plachete de siliciu prin microprelucrare în volum, microprelucrare de suprafaţă şi procese LIGA (Lithographie, Galvanoformung, Abformung). În ultimii ani, au fost dezvoltate procese de microfabricare tridimensională, prin care sunt asamblate straturi obţinute din materiale de tipuri diferite, pentru obţinerea unor dispozitive MEMS din domenii cu aplicaţii specifice (de exemplu: dispozitive biomedicale) şi 2 microactuatoare cu randament ridicat. Majoritatea microdispozitivelor sunt fabricate, de asemenea, prin utilizarea tehnologiilor de procesare a semiconductorilor sau stereolitografie asupra structurilor polimerice multi-funcţionale. Întrucât fabricarea microstructurilor MEMS depinde în general de utilizarea materialelor structurale, de sacrificiu şi de modelare, pe un substrat obişnuit, este necesară evidenţierea aspectelor şi problemelor legate de proprietăţile de selectivitate şi de

aderare ale microstructurii, precum şi alte proprietăţi importante în procesul de proiectare. Siliciul este substratul cu cea mai mare utilizare în fabricarea microsistemelor, siliciul monocristalin oferind o serie de funcţii esenţiale. Pot fi de asemenea utilizate şi substraturi din metale şi materiale plastice. Actuatorii sunt elemente active ale unui microsistem care permit acestuia să reacţioneze la un stimul (de exemplu: micromotoare, micropompe, supape, întrerupătoare, relee). Spre deosebire de miniaturizarea senzorilor care este posibilă în prezent, miniaturizarea actuatorilor este o direcţie de cercetare care trebuie să rezolve aspecte multiple privind atât materialele cât şi tehnologiile de realizare ale acestora. Actuatorii sunt dispozitive care realizeazăconversia unui semnal electric sau termic în lucru mecanic (piese în mişcare) sau căldură (ca energie de pierderi). Exemple: - Actuator deschidere portbagaj. -Actuator inchidere centralizata cu 2 fire ( pentru rezervorul auto). -Actuator pentru sistem incalzire pardoseala. Operația de menținere a mărimii de ieșire a unui proces la o valoare cât mai apropiată de cea a unei mărimi de referință se numește reglare, în condițiile modificării în timp a marimii de referință și a acțiunii perturbațiilor asupra procesului reglat. Elaborarea unei comenzi asupra procesului reglat astfel încât mărimea de ieșire a procesului să urmărească cât mai aproape o marime de referinta data reprezintă o problemă a reglării , în condițiile acțiunii perturbațiilor asupra procesului. Comanda este elaborata de catre un element decizional, numit regulator, dupa un algoritm adecvat (lege de reglare), pe baza valorii curente a marimii reglate (iesirea procesului- y), a referinței (r) si a perturbațiilor măsurate. Un Sistem de Reglare Automata (SRA) este un sistem tehnic cu ajutorul caruia se urmareste aducerea sau menținerea valorii marimii de iesire dintr-un proces la o valoare de referinta în mod automat, fara intervenția omului, pe baza unei legi de reglare. Un SRA este format dintr-un dispozitiv de automatizare si procesul de automatizat. In figura de mai jos este prezentata schema uni astfel de process.

în Sistemul de Reglare Automată (SRA) între mărimea de ieşire şi mărimea de intrare, fără intervenţia omului, se realizează automat o relaţie funcţională, care reflectă legea de conducere a unui proces.

Rolul SRA - asigură menţinerea automată – fără intervenţia omului – a unor mărimi tehnologice la o valoare prestabilită, de regim.

Obiectul SRA - înlocuirea omului în realizarea diverselor operaţii din procesul de producţie.

ELEMENTE COMPONENTE: EC – element de comparaţie RA – regulator automat EE – elementu de execuţie Tr – traductor IT - instalaţie tehnologică

RA

EE IT

Tr

Xi +

ε

-

Xr

EC Xc

Xm

Xp

Xe

Xe

MĂRIMI DE INTRARE/IEŞIRE: Xi – mărimea de intrare în sistem Xr – mărimea de reacţie

ε – semnalul de eroare

(abaterea) Xc – mărimea de comandă Xm – mărimea de execuţie Xp – mărimi perturbatoare Xe – mărimea de ieşire

Elementul de comparaţie (EC) - compară permanent mărimea de ieşire a instalaţiei tehnologice cu o mărime de acelaşi fel cu o valoare prescrisă (considerată constantă), rezultatul comparaţiei fiind semnalul de eroare ε (abaterea); este de regulă un comparator diferenţial; Regulatorul automat (RA) - efectuează anumite operaţii asupra mărimii ε primită la intrare, respectiv are rolul de a prelucra această mărime după o anumită lege, numită lege de reglare, rezultatul fiind mărimea de comandă Xc aplicată elementului de execuţie; Elementul de execuţie (EE) - intervine în funcţionarea instalaţiei tehnologice pentru corectarea parametrilor reglaţi conform mărimii de comandă transmise de RA; Instalaţia tehnologică (IT) – este, în cazul general, un sistem supus unor acţiuni externe numite perturbaţii şi acţiunii comenzii generate de RA, a cărui mărime de ieşire este astfel reglată conform unui program prescris; Traductorul (Tr) - transformă mărimea de ieşire a IT, de regulă într-un semnal electric aplicat EC; este instalat pe bucla de reacţie negativă a SRA. Convertorul electro/pneumatic sau pneumo/electric (CONV I/P sau P/I) - converteşte semnalul obţinut la ieşirea RA într-un semnal de altă natură fizică, necesar pentru comanda EE, atunci când acestea sunt diferite; dacă semnalul de la ieşirea RA şi cel necesar pentru comanda EE sunt de aceeaşi natură fizică, atunci convertorul poate să lipsească;

Vane de reglaj cu actionare electrica Actuatoarele electrice montate pe valve, drept raspuns la un semnal, se deplaseaza automat către o poziție dorita, folosind o sursa de alimentare exterioara. Actuatoarele folosite pentru automatizarea valvelor industriale pot fi gasite in toate tipurile de fabrici si uzine de procesare tehnologica: uzinele de curatare a apei reziduale, in fabricile industriale care genereaza putere electrică si chiar în rafinarii. Aici joacă un rol important in automatizarea procesului de control. Valvele care urmează a fi automatizare variază atât in design cat si in dimensiune. Diametrele valvelor pornesc de

la câțiva inches si pot ajunge la câțiva metri. Motoarele cu o singură faza sau cu trei faze, AC sau DC, generează o combinatie de viteze pentru a crea nivelul de cuplu dorit. Există două tipuri de actuatoare electrice: rotative si liniare. Fiecare tip de actuator foloseste valve speciale. Actuatoarele electrice rotative

folosesc valve rotunde, “plug”, “butterfly” care realizeaza un sfert de rotatie sau mai mult, de la pozitia deschis catre inchis. Actuatoarele electrice liniare folosesc valve, porti sferice, “diaphragm”, “pinch” si valve unghiulare care infatiseaza un sistem mobil ce inchide sau deschide valvele. Actuatoarele electrice rotative sunt folosite in industria eneriei electrice, realizarea schimbatoarelor de viteze… Cele liniare se potrivesc foarte bine operatiunilor cu toleranța mica. Actuatorul cu motor electric variază foarte mult ca design si aplicații. Unele actuatoare cu motoare electrice sunt proiectate să opereze numai in 2 poziții: deschis in întregime sau închis în întregime. Altele pot fi pozitionate intre cele doua pozitii. Un actuator cu motor electic tipic este infatisat mai jos. Partile sale majore include: un motor electric, ambreaj si cutie de viteze, volan manual si o tija conectata la o valva.

Motorul deplasează tija prin ansamblul cutiei de viteze. Motorul isi inverseaza rotatia fie deschizand, fie inchizand valva. Ambreajul si schimbatorul de viteze deconectează motorul electric de ansamblul cutiei de viteze si permite operarea valvei folosind volanul manual. Mojoritatea actuatoarelor cu motoare electrice sunt echipate cu schimbatoare la capat de cursa ( “limit switches” ), limitatorii cuplului sau ambele. Limit switches deenergizează motorul electric cand valvă a ajuns intr-o anumita poziție. Limitatorul cuplului de-energizeaza motorul electric cand cantitatea de forță de torsiune a atins o valoare specifică. Forța de torsiune este, in mod normal, cea mai mare atunci cand valva este in pozitia "deschis in totalitate" sau "inchis in totalitate". Aceasta trasatura poate, de asemenea, preveni defectarea actuatorului sau a valvei, daca valva se fixeaza intr-o poziție intermediară.

Producatorii de actuatoare liniare pot comercializa actuatoare hidraulice, pneumatice si electromecanice. Actuatoarele hidraulice au forta bruta, un raport putere – greutate foarte bun, dar nu si putere de comprimare. Cu toate acestea ele prezinta scurgeri, nu sunt sigure, sunt greu de intretinut, scumpe si zgomotoase, folosesc fluide imflamabile si genereaza caldura. Chiar daca actuatoarele pneumatice sunt scumpe, ele au un raspuns rapid si sunt simplu de controlat; ele sunt de asemenea zgomotoase si folosesc fluide comprimate, pozitia lor fiind greu de controlat. Acționarea electrică a organelor de execuție se realizează cu electromagneți sau cu motoare electrice de curent continuu sau de curent alternativ. Folosind electromagneți, se obține o acționare discontinua, bipozițională, întrucât se pot obține la ieșire doua poziții staționare (închis-deschis, dreapta-stânga); trecerea de la o stare la alta se face într-un timp scurt. În multe procese tehnologice, cum ar fi de exemplu cele pentru reglarea temperaturii, debitului, presiunii etc., variația mărimii de ieșire a procesului necesită o acționare continuă a poziției elementelor organului de executie (vanelor, supapelor etc.), care determină valoarea fluxului de energie condus. În acest caz, se utilizează motoare de acționare electrice. Pentru organele de executie de putere mica se folosesc în general motoare bifazate (asincrone) cu rotorul în scurtcircuit, iar pentru organe de execuție de puteri mari, motoare trifazate cu rotorul în scurtcircuit. Dintre motoarele electrice, cele mai utilizate în sistemele de automatizare sunt urmatoarele: - motoarele de curent alternativ, monofazate, bifazate si trifazate. Acestea transmit prin intermediul unor reductoare de turație o mișcare de rotație sau translație elementelor mecanice de reglare. Practic, servomotoarele sunt ansambluri formate din motoare, reductoare si elemente de transformare a miscarii de rotatie în miscare de translatie; - motoarele de curent continuu. Actionarile electrice cu motoare se împart în: - actionari cu viteza constanta; - actionari cu viteza variabila. În cazul motoarelor de curent continuu, comanda se poate face în doua moduri: - variind curentul de excitație si mentinând constant curentul din indusul motorului;

- variind curentul din indusul motorului si mentinând constant curentul de excitatie. În general, în cadrul sistemelor de reglare automata se utilizează cea de-a doua metodă, pentru că pierderile de energie sunt mai mici, puterea de comandă este mica, cuplul de pornire si viteza de raspuns mari. Dezavantajul folosirii motoarelor de curent continuu îl constituie apariția scânteilor la colector în timpul comutației, facându-l inutilizabil în medii inflamabile sau explozive, precum si producerea de perturbatii radiofonice.Elementele de actionare mai poarta denumirea si de servomotoare.

Vane de reglaj cu actionare hidraulica

Acest tip de elemente de acționare folosesc ca agent motor lichide sub presiune, de obicei uleiuri minerale si sunt utilizate când sunt necesare forțe si viteze mari. Acționarile hidraulice au fost primele mecanisme din tehnica reglării automate destinate reglarii proceselor. Prin dezvoltarea sistemelor electrice de reglare, folosirea elementelor hidraulice a scazut din cauza neajunsurilor acestora (lipsa posibilitatii de comanda de la distanță, necesitatea etanșării corpurilor si conductelor, dependența caracteristicilor de variațiile de temperatura ale mediului ambiant si necesitatea unei surse hidraulice). Elementele hidraulice prezinta unele avantaje fata de cele electrice, de exemplu: frecvente ridicate de lucru, raport putere/gabarit maxim, lipsa în majoritatea cazurilor a unui reductor de iesire si varietatea mare a formelor de miscare a axului de iesire (rotativ, oscilant, liniar). Folosind presiuni înalte se pot comanda elemente de executie pâna la 200 m, fara pierderi importante de presiune. Acest tip de acționare este eficientă atunci când trebuie actionate, în acelasi timp, mai multe elemente de executie (macazurile folosite în transporturi). Elementele de actionare hidraulica se construiesc in trei variante, si anume: cu piston, cu membrana si cu distribuitor. Primele doua tipuri se realizeaza în constructie cu cilindru fix sau cu piston fix si sunt asemanatoare celor pneumatice, iar cele cu distribuitor sunt de tipul biela-manivela sau cu paleta rotativa. Servomotorul cu paleta rotativa determina o miscare de rotatie a axului de iesire pe care este montata paleta, sub influenta presiunii lichidului, asupra suprafetei paletei. În instalatiile de automatizare se folosesc, în majoritatea cazurilor, motoare hidraulice cu piston.

Avantajele elementelor hidraulice fata de cele pneumatice constau in posibilitatea utilizarii lor în medii explozive sau inflamabile, precum si în faptul ca dezvolta o forta de actionare mai mare si actioneaza mai rapid datorita incompresibilitatii uleiului. În schimb, ambele sisteme (hidraulice si pneumatice) necesita instalatii speciale de producere si conservare a uleiului sub presiune si aerului comprimat, ceea ce reprezinta un dezavantaj fata de cele electrice. Pentru îmbinarea avantajelor introduse de un anumit tip de actionare, au aparut elemente de actionare mixte (electrohidraulice, hidropneumatice, etc). Mașini cu servodirecție hidraulică Sistemul de asistare (electric, hidraulic sau electrohidraulic) al directiei scade considerabil efortul necesar pentru a manevra volanul. Majoritatea sistemelor moderne beneficiaza de grade diferite de asistare, in functie de viteza (mai mare la viteze mici pentru a usura manevrele de parcare/in trafic, respectiv mai mic la viteze mari pentru o acuratete sporita). Majoritatea automobilelor produse in ultimul deceniu au acest echipament in dotarea standard, cu efecte pozitive, atât asupra confortului cât si al siguranței la volan. Părți componente La autoturisme, se utilizează mecanisme de comandă a direcției prevăzute cu servomecanisme hidraulice. Servomecanismele de direcție reduc forta necesara pentru manevrarea volanului, contribuind astfel la usurarea conducerii automobilului si la amortizarea oscilatiilor mecanismului de directie.

In functie de modul de realizare a servomecanismului, se deosebesc doua tipuri de servodirectie:

– Servomecanismul ce este realizat separat, de mecanismul de actionare a directiei, el actionand asupra organelor transmisiei directiei. – Servomecanismul face corp comun, cu mecanismul de actionare a directiei. Servodirecția se compune din caseta de directie propriu-zisa, pompa de inalta presiune, rezervorul de ulei, volanul cu axul si conductele

de legatura.

Principalele componente ale sistemului de servodirectie: caseta de directie, semi-caseta de directie, pompa de inalta presiune, rezervorul de ulei, volanul cu axul, conductele de legatura, bieletele de directie si capetele de bara.

Vane de reglaj cu actionare pneumatica

Elementele de executie pneumatice transforma energia potentiala a aerului sub presiune în energia mecanica pentru deplasarea liniara a unui organ de executie prin intermediul caruia se actioneaza asupra procesului reglat Acest tip de actionare se utilizeaza datorita urmatoarelor avantaje: - fluidul folosit (aerul) nu prezinta pericol de incendiu; - dupa utilizare, aerul este evacuat în atmosfera, nefiind necesare conducte de întoarcere, cum este în cazul celor hidraulice; - sunt simple, robuste, sigure în functionare si necesita cheltuieli de întretinere reduse. Dezavantajele actionarilor pneumatice sunt: - viteza de raspuns mica (în medie 1/3 – 1/4 din viteza de raspuns a celor hidraulice); - precizie redusa. Elementele de actionare pneumatice se recomanda a fi utilizate în urmatoarele cazuri: - temperatura mediului ambiant este ridicata si cu variatii mari; - mediul ambiant este exploziv; - nu se impune precizie mare. Servomotoarele pneumatice pot fi liniare sau rotative. Cele liniare se pot realiza cu piston sau cu membrana.

Adaptoare pneumatice de deplasare unghiulară-presiune

Adaptoarele pneumatice împreună cu elementele sensibile corespunzătoare fac parte din ansamblul denumit traductor pneumatic, utilizat pentru măsurarea şi reglarea automată a unor procese din instalaţiile industriale care folosesc diferite fluide.

Adaptorul pneumatic transformă deplasarea unghiulară în semnal unificat pneumatic 0,2…1 daN/cm2 sau 1…0,2 daN/cm2.

Adaptorul pneumatic deplasare unghiulară-presiune PLT370

Adaptorul pneumatic PLT370 este format dintr-o placă de bază pe care se montează mecanismul respectiv şi care se compune din:

• un sistem duză-clapetă; • un sistem de reacţie compus dintr-o capsulă mecanică şi un mecanism cu articulaţie

elastică; • un amplificator pneumatic.

Funcţionare : mişcarea de rotaţie primită de la axul 5 al elementului sensibil este transmisă sistemului duză-clapetă 2.

Dacă se apropie de clapetă şi presiunea p în spatele duzei va creşte, aceasta este transmisă amplificatorului pneumatic inversor AP - 3, la ieşirea căruia presiunea pe va scădea proporţional cu deplasarea duzei.

Totodată presiunea pe este transmisă şi unei capsule mecanice 4 care, prin articulaţia elastică 1, asigură legătura inversă (reacţia negativă) şi măreşte astfel stabilitatea ansamblului.

Ventile electromagnetice ON/OFF pentru apa si abur

O valve cu solenoid, cunoscută și sub denumirea de electrovalva este o supapă automată care servește scopului de a elimina necesitatea unui inginer să opereze manual o supapă. Solenoizi funcționează cu o bobina solenoidală electromagnetice pentru a schimba starea unei supape de la deschis la închis, sau vice-versa. Dacă electrovalva este "normal închis", atunci când bobina este energizata, supapa devine ridicată, deschisă de către forța electromagnetică produsă de bobina. Exista 3 principale tehnologii de constructive a acestor electrovalve. Aceste sunt cu actionare directa, cu actionare indirecta si electrovalve cu piston. Electrovalve cu acțiune directă – nu necesită nici o presiune diferențială să rămână în starea lor de repaus. Aceste supape sunt foarte robuste și pot fi utilizate într-o linie de proces în scopuri de izolari simple sau în scopuri de siguranță. Ele pot fi de asemenea folosite la ieșirea dintr-un rezervor unde uneori presiune poate fi foarte scăzută, dar supapa trebuie să rămână deschisă. Electrovalve cu acțiune indirectă – necesită o diferență de presiune pe orificiul de admisie și de evacuare pentru a le permite să rămână în starea lor de repaus. De exemplu, în cazul în care o supapă a fost în mod normal deschisa și nu a existat o diferență mare de presiune , supapa poate fi intermitentă și, eventual, aproape în cazul în care presiunea de intrare este prea scăzută, aceasta poate ramane intr-o pozitie intre deschis si inchis. Aceste supape trebuie utilizate numai în cazul în care nivelurile de presiune sunt în limitele parametrilor specificați în fișa tehnică sunt atinsi de catre sistemul in care se vrea a se utiliza acest tip de electroventil. Electrovalve cu piston - sunt utilizate în aplicații de înaltă presiune în cazul în care nici unul dintre tipurile de valve de mai sus se poate face fata proceselor in care exista presiuni mai mari 40 bari. Această supapă utilizează o bobină de putere mult mai mare pentru a deschide sau închide și scaunul vanei care este conectat direct la partea inferioară a ansamblului piston / plunjer eliminând necesitatea unei diafragme.

Ca si principiu de functionare, putem spune ca aceste electroventile se despart in doua tipuri, cele cu servomotor, si cele cu actionare directa. Diferenta dintre acestea tine atat de timpul de reactie, cat si modul in care acestea opereaza. La gama de electroventile cu servomotor, acestea opereaza cu ajutorul unui motor de curent alternativ sau continuu. Acest motor are rolul de a actiona o tija cu filet care la randul ei permite sau nu trecerea lichidului sau a gazului. In

functie de model sunt unele electroventile care au si alte tipuri de a actiona, insa pentru o documentatie completa parcurgeti fisele tehnice. Aceste electroventile sunt denumite si asistate, deoarece au nevoie de o minima presiune pentru a putea opera, asdar, trebuie acordata atenti si acestui aspect. Ca si utilizari frecvente putem mentiona instalatiile de apa si aer, transportul uleiurilor usoare, dar si pentru instalatii de abur. La categoria de electroventile cu actionare directa, lucrurile sunt mai simple in principiu. Aici se foloseste un electro-magnet foarte puternic care actioneaza supapa. Acestea pot fi in modul de repaus (nealimentate) inchise sau deschise. Ca si utilizari, putem mentiona transportul de combustibil, apa calda sau aer comprimat. Cele mai multe ventile electromagnetice funcționează pe un principiu digital. Prin urmare, acestea au două stări distincte, acestea fiind: (1) - în cazul în care bobina este activata de un curent electric, (2) - atunci când supapa este în repaus . In functie de pozitia initiala a electroventilului acesta poate fi doua tipuri, normal inchis sau normal deschis, cu abrevierile in NC si NO. Cand un electroventil este normal inchis, fluidul nu circula in conditiile in care nu se actioneaza aspra acestuia. Cu alte cuvinte o electrovalvă este normal închisă (abreviat - NC), în cazul în care nu există curgere prin robinet aflat în poziția sa de repaus (fără curent pe contactele sale magnetice).

Simbol electrovane normale inchise.

Electrovane normale inchise cu doua cai de circulație.

Electrovane normale inchise cu trei cai de circulație.

Normal Deschis (NO) Un ventil electromagnetic, se spune că este "normal deschis" (NO prescurtat) atunci când permite fluidului să treacă în poziția sa de repaus (cu nici un current pe contactele sale). Mai jos este prezentat simbolul pentru acest tip de electroventil si doua figure in care sunt exemplificate acestea.

Simbol electrovane normale deschise.

Electrovane normale deschise cu doua cai de circulație.

Electrovalve cu acțiune directa Acest tip de supapă este acționat în întregime de forța solenoidului. Pistonul impreuna cu un sigiliu acționează ca dispozitiv principal de închidere, acesta este forțat direct pe scaunul supapei de către presiunea fluidului și resortul de închidere. Supapa este deschisă în mod direct de numai forța solenoidului.

Electrovintil in pozitia deschis Electrovintil in pozitia inchis

Electrovalve cu mediu de separare

Medii separate (MS), sunt supape electromagnetice sunt special concepute pentru intalatii in care se transportă fluide corozive sau ultra-pure.

Ele sunt proiectate astfel încât membrana vanei (violet) permite mediul să fie separată de partea de funcționare a vanei (Portocaliu), menținând în același timp un volum minim mort (neantrenat). Atât membrane cat și corpul supapei sunt foarte rezistente la coroziune chimică și pot fi deschise cu ușurință pentru curățare. In imaginea de mai jos este prezentat schema un astfel de electrovalve.

Ventile electromagnetice proportionale

Cheia funcționării unei supape proporționale este un echilibru stabilit între forțele în acțiune pe piston. Aceste forțe echilibrate includ o forță mecanică furnizată de un resort special pentru supape proporționale și fortele magnetice magnetice create de nivelul de tensiune care trece prin bobina. Forța resortului, sau forta mecanica se opune în mod proporțional cu forța magnetică. In imaginea de mai jos este prezentata schema unui astfel de electroventil.

De obicei, un circuit in buclă inchisa este folosit ca circuit de comandă și un sensor de presiune (sau debit), sunt utilizate cu sursa de alimentare. În cazuri de mare precizie nu este o problemă, se poat utiliza, de asemenea, un un circuit in bucla buclă deschisa.

Alimentarea

O ipoteză comună este aceea că supapele proporționale reacționează în mod proportional in functie de tensiunea furnizată. Cu toate acestea, în practică, trecerea curentului prin electrovintil va încălzi bobina și în final va produce o rezistență internă mai mare . La tensiune constantă, creșterea rezistenței va provoca o cădere de curent și, prin urmare, o scădere a forței magnetice. Ca rezultat, supapa va tinde să se inchida. Pentru a evita această problemă, se poate utiliza o sursă de curent stabilizat. Alimentarea cu curent va fi independentă de rezistența bobinei. Singura problema e că un astfel de dispozitiv este mai scump decât o tensiune de alimentare. In graficul de mai jos este reprezentata proportionalitatea intre tensiunea de comanda si debitul electroventilului.

Ventile electromagnetice motorizate proportionale

Producția și automatizarea proceselor cu reglare electronică și echipament de control necesită existența unor interfețe între partile electronice și bucle de control ale electroventilului de bază. Robinetul descries in imaginea de mai jos pentru reglarea debitului lichidelor și gaze reprezintă o astfel de interfață.

Interfata ventile electromagnetice pentru reglarea debitelor lighidelor si gazelor.

Discul de comandă este rotit de către arborele de ieșire al transmisiei. Două microîntrerupătoare separate, plutitoare pot detecta in ce stare se afla electroventilul, fie deschis fie inchis sau la o pozitie intermediara. Consumul redus de energie între 1.5 și 5W înseamnă regulatorul electronic poate conduce doar anumite tipuri motor.

Diverse regulatoare, motoare sau componente electronice pot fi aplicate pentru a adapta acest tip de elecroventil în rezolvarea problemelor de control ale caror

complexitate este variabilă, de exemplu, reglarea temperaturii, sau adaptarea placilor

electronice de control, pentru un amplificator servo sau pentru un motor pas cu pas.

Tipuri de ventile electromagnetice:

Ventile electromagnetice normal deschise

Ventile electromagnetice actionare asistata

Ventle electromagnetice actionare directa

Electrovalve presiuni ridicate – normal deschise

Ventile electromagnetice abur

Ventile electromagnetice aer comprimat

Ventile electomagnetice combustibil

Ventile electromagnetice inox – actionare asistata Ventile electromagnetice inox – actionare directa Ventile electromagnetice cu comanda manuala Ventile electromagnetice presiuni ridicate – 40 bar Electrovane abur cu comanda manuala Electroventile purjare cu temporizator – actionare directa Ventile electromagnetice substante corozive Electroventile cu contact de iesire

Ventile electromagnetice motorina si pacura

Ventile electromagnetice cu flansa

Ventile electromagnetice vacuum

Ventilele electromagnetice cu actionare directa sunt utilizate in circuite inchise unde nu exista diferenta de presiune dintre intrare si iesire. Acest tip de electroventile sunt utilizate in aplicatii industriale, avand avantajul unei presiuni minime negative de – 0.6 bar, fiind recomandate si pentru vacuum. Ventilele electromagnetice pot fi utlizate pentru: apa rece, apa calda, aer comprimat, uleiuri

Electroventilele din inox cu actionare asista au nevoie de o presiune diferentiala de minim 0.5 bar pentru a deschide si sunt utilizate in aplicatiile industriale ce vehiculeaza fluide alimentare, farmaceutice, substante chimice sau alte fluide compatibile cu materialele de executie.

Electrovane corp din inox, normal inchise cu actionare directa ce nu necesita o presiune minima pentru a deschide utilizate in aplicatii pentru inchiderea on/off a instalatiilor ce transporta lichide alimentare sau chimice.

Electrovetilele pentru substante corozive sunt actionare directa utilizate in circuite inchise unde nu exista presiune diferentiala. Ventilele electromagnetice pot fi utlizate pentru: apa potabila, apa fierbinte, apa cu detergenti alcalini sau inalbitori.

Ventile electromagnetice normal deschise

Ventile electromagnetice normal deschise revin in pozitia deschisa in lipsa tensiunii. Sunt electrovale care asigura o inchidere / deschidere rapida a instalatiilor casnice sau industriale. Sunt utilizate in circuite deschise unde diferenta de presiune dintre intrare si iesire este cel putin 0.3 bar. Ventilele electromagnetice pot fi utlizate pentru: apa rece, apa calda, aer comprimat, uleiuri usoare si alte fluide compatibile cu materialele din care sunt fabricate.

Detalii tehnice: • normal deschis • material corp: alama • membrana: NBR / EPDM/ VITON • presiunea maxima de lucru: 10 bar • presiunea diferentiala minima: 0.3 bar • temperatura maxima: -10ºC …… +150ºC • tensiune: 230Vca / 24Vca / 24Vcc / 12Vcc sau alte

tensiuni la cerere • conexiune filet sau flanse

Ventile electromagnetice actionare asistata

Electroventilele cu actionare asistata sunt utilizate in circuite deschiseiar diferenta de presiune dintre intrare si iesire este cel putin 0.3 bar. Electroventilele sunt destinate a fi utilizate atat in automatizari casnice cat si industriale. Asigura o inchidere On/Off foarte rapida. Standard sunt livrate cu membrane din NBR insa acestea se pot inlocui cu membrane din EPDM sau Viton asigurad utilizarea pentru o gama larga de fluide si pentru temperaturi de pana la 150ºC.

Ventilele electromagnetice pot fi utlizate pentru: apa rece, apa calda, aer comprimat, uleiuri usoare si alte fluide compatibile cu materialele din care sunt fabricate.

Ventle electromagnetice actionare directa Ventilele electromagnetice cu actionare directa sunt utilizate in circuite inchise

În imaginile de mai jos sunt prezentate debite si dimensiuni ale ventilelor electromagnetice.