Elektrozawory procesowe – jak dokonać właściwego doboru?

Właściwy dobór elektrozaworu do danej aplikacji to częsty problem, z którym zwracają się do nas klienci. Wynika to poniekąd z braku niezbędnych danych, ponieważ parametry, jakie są podawane dotyczą rozmiaru przyłącza (np. ¼") oraz funkcji zaworu (2/2 czy 3/2) i niestety są niewystarczające. Brakuje informacji na temat medium i pozostałych parametrów pracy, przykładowo o wymaganym ciśnieniu czy przepływie. Na podstawie takich niepełnych danych dobór właściwego zaworu do konkretnej aplikacji jest praktycznie niemożliwy.

Najwięcej zależy od tego, jakie medium ma płynąć przez zawór i jakie ma parametry. Skład chemiczny, stan skupienia czy temperatura determinują to, jakie uszczelnienie powinien posiadać elektrozawór. Zły dobór skutkuje nieszczelnością lub dużo szybszym zużyciem zaworu, co finalnie prowadzi do awarii. Ponadto niektóre z parametrów zaworu są ze sobą powiązane, np. ciśnienie robocze i przepływ – im większe jest maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze, tym maksymalny osiągalny przepływ jest mniejszy. 

Pełna informacja, jaką powinniśmy dysponować, aby odpowiednio dobrać elektrozawór powinna uwzględniać poniższe elementy:

• rozmiar przyłącza
• funkcja zaworu - 2/2 czy 3/2
• zawór w wersji normalnie zamkniętej (NZ), normalnie otwartej (NO), uniwersalny czy bistabilny
• czy znany jest typ zaworu (bezpośredniego działania, membranowy, inny)
• jakie medium ma płynąć przez zawór
• stan skupienia (ciekły / gazowy)
• medium specjalne typu tlen, substancje agresywne, para, powietrze w podciśnieniu
• ciśnienie robocze (minimalne / maksymalne / różnicowe)
• wartość wymaganego przepływu (np. w m3/h)
• temperatura medium
• temperatura otoczenia
• czy korpus zaworu będzie narażony na agresywne środki czyszczące
• rodzaj uszczelnienia (jeśli jest znane): NBR, EPDM, VITON, PTFE, inne
• wartość napięcia cewki sterującej (AC czy DC)
• czy są wymagane certyfikaty, np. do stref zagrożonych wybuchem ATEX, do kontaktu z żywnością.

Podczas wstępnego doboru warto skorzystać z dokumentacji technicznej producenta. Podstawowe parametry zaworów można znaleźć w poniższej tabeli doboru (dokumentacja ACL):

Przykładowa tabela doboru elektrozaworów procesowych

Określenie wymagań to pierwsza część pracy, jednak niezbędna jest jeszcze analiza aplikacji. Zdarza się tak, że wstępnie przyjęte założenia co do typu zaworu trzeba zweryfikować po analizie parametrów jego przeznaczenia. Wówczas należy ponownie spojrzeć na komplet informacji i ocenić, czy nie jest wymagany inny typ elektrozaworu niż pierwotnie zakładaliśmy.

Podstawowe typy elektrozaworów
Wyróżniamy dwa podstawowe typy elektrozaworów: bezpośredniego działania oraz membranowe, nazywane także zaworami z serwosterowaniem lub zaworami pośredniego działania.

Pierwszym parametrem, który najczęściej determinuje typ zaworu jest wymagany przepływ. Większy przepływ wskazuje na zawory membranowe. Drugą, ważniejszą kwestią jest tzw. minimalne ciśnienie różnicowe (trzecia kolumna w tabeli powyżej). Jest to minimalna wymagana różnica pomiędzy ciśnieniem wejściowym a wyjściowym, niezbędna do prawidłowej pracy zaworu. Najczęściej wartość ta oscyluje w granicach 0,15 – 0,50 bar. W praktyce, zdecydowana większość aplikacji spełnia te założenia, jednak trzeba uważać, gdy przepływ medium wywołany jest grawitacją. Jeżeli słup wody lub innego medium nie jest wysoki, to ciśnienie może być zbyt małe i zawór membranowy nie będzie działał prawidłowo. Ponadto zawory bezpośredniego działania najczęściej występują w mniejszych rozmiarach przyłączy.

Elektrozawory membranowe i bezpośredniego działania

Poza zaworami bezpośredniego działania i membranowymi, na rynku są dostępne również dedykowane elektrozawory do konkretnych aplikacji, w tym: elektrozawory do pary, do mediów agresywnych czy wysokociśnieniowe. Wśród tych ostatnich znajdują się również zawory współosiowe, o których - w kontekście podwyższonego bezpieczeństwa - pisałem już w jednym z poprzednich artykułów. Zawory te charakteryzują się m.in. szybkością reakcji, odpornością na wysokie ciśnienie oraz brakiem wymaganego minimalnego ciśnienia różnicowego.

zawory współosiowe

Pamiętajmy, że jasno określone wymagania gwarantują poprawny dobór elektrozaworu do aplikacji. Podstawowym narzędziem jest wspomniana wcześniej tabela doboru, jednak bardzo istotne jest także doświadczenie konstruktora. Jeżeli pojawiają się wątpliwości czy pytania, warto skonsultować się ze specjalistami działu wsparcia technicznego Rectus Polska.