Un’elettrovalvola pneumatica è un tipo di solenoide elettromeccanico standard che, quando attivato dall’energia elettrica, apre una valvola sotto pressione dell’aria positiva o negativa. Nelle applicazioni industriali standard, sono stati utilizzati per molti anni come un tipo di interruttore on/off per sistemi ad alimentazione pneumatica come i trapani ad aria compressa. Sono stati anche comunemente impiegati in sistemi di controllo dei fluidi come per rilasciare acqua calda e fredda in una vasca di lavaggio in una lavatrice automatica o per sistemi di irrigazione per prati all’aperto.
Un’elettrovalvola in genere funziona utilizzando il processo di induzione elettrica. Consiste in un avvolgimento di filo attorno a un albero mobile simile al design di un gruppo motore elettrico. Quando l’energia elettrica passa attraverso l’avvolgimento, crea un campo magnetico che spinge sull’albero, che agisce come una forma di braccio attuatore per attivare un interruttore, una valvola o un’altra unità meccanica. L’elettrovalvola pneumatica differisce dall’elettrovalvola tradizionale in quanto l’attuatore controlla una valvola che è sotto un certo livello di pressione. Può funzionare per rilasciare la pressione e consentire il flusso di gas o liquido quando viene applicata la corrente elettrica, oppure la pressione stessa può attivare la valvola al contrario e creare un segnale elettrico che viene incanalato a una stazione di monitoraggio.
Alcuni gruppi di valvole pneumatiche sono anche piccole unità di controllo che fungono da trigger per solenoidi più grandi e, insieme, questi tipi di design di elettrovalvole pneumatiche sono spesso indicati come valvola pilota o valvola pilota per aria compressa. Le valvole pilota possono essere impilabili, il che significa che possono essere disposte in serie su una tubazione o su un altro gruppo di flusso di fluido o gas in modo che la pressione e il flusso possano essere incanalati nei punti chiave di un processo industriale. Una singola elettrovalvola pneumatica installata come valvola pilota ha spesso anche un livello manuale di controllo dell’attuatore. Ciò significa che la funzione solenoide dell’unità, in cui l’attuatore apre e chiude la valvola, può essere controllata manualmente premendo un pulsante o spostando un braccio meccanico. Nei sistemi industriali più sofisticati, tuttavia, l’unità della valvola pilota è controllata elettricamente attraverso una serie di impostazioni programmabili per l’alimentazione del solenoide quando necessario per aprire o chiudere la valvola.
Negli impianti industriali automatizzati in cui esistono grandi quantità di tubazioni inaccessibili che devono essere controllate a distanza, vengono spesso scelti sistemi di elettrovalvole pneumatiche, in quanto possono essere azionati dalla pressione ambiente che si accumula nel sistema stesso e non richiedono alimentazione esterna. Ciò consente loro di agire come una sorta di valvola di sicurezza per rilasciare la pressione quando necessario e, nel processo, il movimento meccanico del rilascio di pressione può attivare la funzione elettromeccanica del solenoide in modo che un breve segnale elettrico venga trasmesso a un stazione di controllo per indicare che lo stato della valvola è cambiato. Svolgono anche una funzione inversa in cui possono essere aperti o chiusi dalla stazione di controllo se un operatore determina che un sistema non funziona correttamente.
Le parti dell’elettrovalvola possono variare da unità molto piccole per sistemi di microcontrollo rapidi, dove hanno un diametro di 0.4 pollici (10 millimetri) e possono funzionare con tensioni di corrente continua (CC) di basso livello di 12 volt. Le valvole di livello industriale ad alta potenza all’estremità opposta dello spettro sono realizzate in leghe di acciaio rinforzate. Possono sopportare pressioni fino a 4,500 libbre per pollice quadrato (316 chilogrammi per centimetro quadrato) e temperature fino a 1,200° Fahrenheit (649° Celsius).
I tipi di solenoidi utilizzati nei sistemi elettromeccanici variano notevolmente a seconda delle esigenze del sistema. Un’elettrovalvola pneumatica può controllare più porte di ingresso e uscita, con complessità che vanno fino a un sistema di valvole aria 5/3. Un’elettrovalvola pneumatica 5/3 ha 2 porte di scarico attraverso le quali il gas o il fluido vengono regolati mentre escono, 2 porte di alimentazione che fungono da attuatori per il sistema e 1 porta di alimentazione per il gas in ingresso o la pressione del fluido. La maggior parte dei solenoidi pneumatici è costruita su un design 2/2, tuttavia, con una porta di ingresso, una porta di uscita e una porta pilota che funge da meccanismo di spostamento per aprire o chiudere completamente il sistema. A seconda delle esigenze del macchinario, l’elettrovalvola pneumatica è progettata con uno stato latente normalmente aperto (NO) o normalmente chiuso (NC) che mantiene contro la pressione quando non è alimentata.