Principio de funcionamiento de las válvulas de solenoide de accionamiento asistido

Introducción

Las válvulas solenoides de accionamiento asistido son componentes esenciales en los sistemas modernos de riego agrícola, ya que proporcionan un control eficiente y automatizado sobre el flujo de agua. Estas válvulas funcionan mediante el uso de un pequeño solenoide, una bobina de alambre que actúa como un electroimán cuando se energiza, para controlar el movimiento de un mecanismo de asistencia. El mecanismo de asistencia, a su vez, regula la apertura y el cierre de la válvula principal. Cuando se activa el solenoide, crea un pequeño desequilibrio de presión, lo que permite que el agua fluya a través de la válvula principal. Este diseño permite que la válvula maneje grandes flujos de agua con un consumo mínimo de energía, lo que la hace ideal para aplicaciones agrícolas donde la confiabilidad, la conservación del agua y la eficiencia son críticas.

Componentes internos

Sellado de la cámara del solenoide y orificio de drenaje
Junta del diafragma principal (capó)
Orificio de equilibrio y varilla dosificadora
Puerto de purga
Perilla de control de la varilla dosificadora
Cámara de control superior
Entrada de válvula
Salida de válvula

Notas

Se atornillará un solenoide (no se muestra aquí) en la cámara de arriba (1).
El orificio de drenaje del solenoide (1) está conectado y drenará en la salida de la válvula (8).
La varilla dosificadora controla (3)(5) la distancia hasta la que puede viajar el sello del bonete (2), limitando así el caudal máximo a través de la válvula.
Por lo general, habrá un resorte (no modelado aquí) entre el sello del bonete (2) y la parte superior de la cámara de control para proporcionar un poco de fuerza adicional contra el sello, ayudando a que la válvula se selle y se cierre.
El puerto de purga (4) garantiza que no quede aire atrapado en la cámara de control (6).
(1) y (3) están diseñados para que cuando el solenoide está abierto, fluya más fluido a través de (1) del que se puede reponer por (3).

Principio de funcionamiento

Válvula completamente cerrada

La válvula se cierra cuando el solenoide está completamente extendido y empujando el sello de asistencia para cerrarlo. En este estado cerrado (no fluye agua a través de la tubería), la presión en la cámara de entrada inferior y la cámara de control superior será la misma que están conectadas. Debido a que la fórmula de la presión es la fuerza multiplicada por el área, la misma presión del fluido hará que una fuerza mayor actúe en la parte superior del bonete, presionándola hacia abajo contra la superficie de sellado, evitando que el fluido fluya.

Apertura de válvulas

Para abrir la válvula, el solenoide se retraerá y permitirá que se abra el sello de asistencia. El puerto de la cámara del solenoide está conectado a la salida de la válvula (donde sólo hay presión atmosférica), lo que permite que el fluido presurizado de la cámara superior salga por el puerto piloto. La cámara superior ahora tiene fluido a una presión más baja que la cámara inferior, lo que permite que el sello del capó se mueva hacia arriba, permitiendo que el fluido fluya.

Válvula completamente abierta

Cuando la válvula está completamente abierta, algo de fluido puede moverse hacia la cámara superior a través del orificio de equilibrio, pero la válvula estará diseñada para que el puerto de asistencia purgue el fluido más rápido de lo que el orificio de equilibrio puede suministrar.

Cierre de válvulas

Cuando sea necesario cerrar la válvula, el solenoide se extenderá, cerrando el puerto de asistencia. El fluido se abrirá camino a la cámara superior a través del orificio de equilibrio y la válvula se cerrará cuando se acumule suficiente presión de fluido en la cámara superior para superar la fuerza que el fluido en la cámara inferior está ejerciendo sobre el sello del bonete. Por lo general, se usa un resorte débil para ayudar a forzar el sello del bonete hacia abajo, disminuyendo el tiempo que se tarda en cerrar la válvula.

Problemas comunes con las válvulas solenoides de accionamiento asistido

La válvula no se abre ni se cierra correctamente. Esto puede ser causado por suciedad, escombros o sellos dañados en los componentes de la válvula, o diferencias de presión insuficientes.
Tiempos de respuesta lentos. La válvula puede tardar más en abrirse o cerrarse, especialmente en escenarios de bajo flujo o cuando el sistema no tiene el tamaño correcto.
Válvula con fugas. Los sellos desgastados o dañados o los residuos en la válvula pueden provocar fugas.
Operación ruidosa. Puede producirse una vibración o un parloteo si la válvula no funciona correctamente, a menudo debido a residuos o a una instalación incorrecta.
Falla del solenoide. Los problemas eléctricos, como una bobina de solenoide quemada o un cableado suelto, pueden impedir que la válvula funcione.

Preguntas frecuentes

¿Por qué mi válvula no se cierra?

Las causas más comunes incluyen:

Un orificio de equilibrio obstruido o un drenaje de solenoide. Limpie estos componentes para garantizar un funcionamiento adecuado.
Sellos dañados o mal asentados. Inspeccione y reemplace el bonete y los sellos del solenoide si es necesario.
Los caudales bajos provocan una lenta acumulación de presión en la cámara superior. Ajuste la perilla de control de medición para limitar el flujo máximo, lo que puede ayudar en este escenario.

Primero, verifique que todos los componentes estén limpios y funcionen correctamente. El solenoide es la parte que controla la apertura y el cierre de la válvula, y no es raro que fallen. Abra/cierre la válvula usando el controlador de bloques Verdi y verifique que el solenoide esté haciendo clic. La suciedad y los residuos pueden obstruir los puertos dentro de la válvula, así que verifique el orificio de equilibrio y el drenaje del solenoide y límpielo si está sucio. Finalmente, los sellos reventados también pueden hacer que la válvula no se cierre, así que verifique que ambos sellos (capó y solenoide) estén en buenas condiciones y asentados correctamente.

Debido al principio de funcionamiento de la válvula (el agua tiene que llenar la cámara superior para crear la fuerza de sellado), el tiempo de respuesta de la válvula no es instantáneo. En algunas condiciones, como los escenarios de bajo flujo, no hay una gran diferencia entre la presión en la cámara superior e inferior. Esto hace que la válvula se cierre lentamente, ya que el fluido tardará más tiempo en volver a llenar la cámara superior en comparación con un escenario en el que hay una gran diferencia de presión.

¿Por qué mi válvula no se abre?

Compruebe lo siguiente:

Verifique que el cable o la bobina del solenoide no estén dañados y escuche un sonido de "clic" cuando se envíe la señal de apertura.
Inspeccione el puerto piloto y el orificio de equilibrio en busca de obstrucciones causadas por suciedad o escombros. Límpialos a fondo.
Compruebe la presión de entrada. Una presión insuficiente puede impedir que la válvula funcione.

¿Por qué mi válvula se abre o cierra lentamente y qué puedo hacer para obtener un tiempo de respuesta más rápido?

Muchas válvulas están diseñadas para proporcionar un flujo óptimo y una baja resistencia en el extremo superior de su rango de flujo, por lo que es importante asegurarse de que su sistema de riego esté correctamente especificado para su uso (es decir, que el tamaño de la tubería no supere los requisitos de flujo). De esta manera, el escenario de bajo flujo no ocurrirá con el uso regular.

También puede usar la perilla de control de medición para controlar el flujo máximo a través de la válvula, esto funciona limitando cuánto se abre el sello del capó. Reducir el flujo máximo lo más bajo posible sin obstruir el flujo mejorará el tiempo de respuesta de la válvula, a un costo potencial de una mayor caída de presión a través de la válvula.

El cambio a una válvula de una cámara más pequeña (generalmente de menor diámetro) también conducirá a tiempos de respuesta más rápidos, también esto limitará el flujo máximo a través del sistema. Si se espera más flujo en el futuro, una opción es colocar dos válvulas más pequeñas en paralelo y mantener una de ellas cerrada hasta que se necesite más flujo.

Al cambiar a un diseño de válvula que no requiere presión de fluido para cerrarse, este problema se encuentra principalmente en las válvulas accionadas por piloto. Las válvulas de acción directa, como las válvulas de bola electrónicas, funcionan de manera diferente y no tendrán este problema.