Le valvole di un impianto possono essere manuali o automatiche. Le valvole manuali vengono azionate dall’operatore dell’impianto, che fornirà l’energia necessaria per aprire, chiudere o modificare la posizione.
Quando questa operazione è difficoltosa da eseguire manualmente, nel sistema di regolazione viene inserito un dispositivo detto attuatore della valvola.
L’attuatore, alimentato con l’energia elettrica, permette di attivare la valvola sia premendo un pulsante, sia automaticamente, attraverso un sistema specifico.
La scelta di automatizzare una valvola tramite l’attuatore si rende necessaria in diverse situazioni, tra cui:
- Inaccessibilità o posizionamento remoto della valvola
- Emergenza nello spegnimento
- Eccessiva forza necessaria per la regolazione
- Sicurezza e prontezza nella regolazione del processo
A seconda della loro sorgente di alimentazione, gli attuatori possono essere classificati come idraulici, elettrici o pneumatici.
I moderni attuatori alimentati da un motore elettrico permettono un’operazione locale, remota e manuale e sono disponibili per un ampio range di valvole e dimensioni.
Elementi strutturali di un attuatore elettrico
Questi dispositivi comprendono un motore elettrico, una scatola di controllo, il gearbox (riduttore) e i limit switches (interruttori di finecorsa).
Rispetto alle valvole a controllo manuale, le valvole dotate di attuatori elettrici hanno diversi vantaggi, dalla proporzionalità dell’operazione di regolazione alla stabilità, passando per gli alti valori di forza attuabili. Inoltre, in questi dispositivi non si riscontrano i problemi di manutenzione che si trovano invece negli attuatori pneumatici, per la presenza di un fluido comprimibile come l’aria compressa.
Schema di un attuatore elettrico
Valvole con attuatori
Per gli attuatori installati all’esterno sarà necessario scegliere motori elettrici costruiti in modo che l’umidità e la condensa presenti nell’ambiente non possano accumularsi all’interno del dispositivo.
In ogni caso dovrà essere prevista una manopola ad azionamento manuale che in caso di malfunzionamento del motore elettrico permetta di intervenire, per poi tornare automaticamente alla guida del motore quando l’alimentazione di potenza sarà nuovamente disponibile.
I motori elettrici sono degli eccellenti attuatori quando è richiesto un accurato controllo di processo. Per evitare spese inutili è necessario preferire motori di piccole dimensioni, con richieste energetiche il più possibile contenute.
Il principale svantaggio degli attuatori elettrici è legato al fatto che i motori elettrici e il loro cablaggio devono essere protetti in ambienti caratterizzati ad esempio da alte temperature o alti gradi di umidità.
Quanto un attuatore per una valvola di controllo viene dimensionato è essenziale che siano considerati i due casi limite, e cioè quando la valvola è aperta e quando è chiusa. Se le valvole di controllo sono dimensionate in modo sbagliato, l’usura aumenta o la regolazione è imprecisa.
Perché tutto funzioni nel migliore dei modi è necessario che la forza disponibile dell’attuatore sia sempre essere maggiore della forza necessaria per aprire/chiudere efficacemente la valvola.
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