dimencionamento de valvulas solenoides ascoval

Esta seo de informaes tcnicas contm uma completa descrio de operao das vlvulas, tipos disponveis,

terminologia das partes das vlvulas, bobinas e informaes sobre vazo.

1) PRINCPIO DE OPERAO

Uma vlvula solenoide uma combinao de duas unidades bsicas funcionais : (1) um solenoide com seu ncleo e (2)

uma vlvula contendo um orifcio, no qual um disco de vedao posicionado para interromper ou permitir a passagem de

fluido.

A vlvula aberta ou fechada pelo movimento do ncleo, que atrado pelo solenoide quando a bobina energizada.

As vlvulas ASCO, tm o solenoide montado diretamente no corpo da vlvula com seu ncleo. O ncleo tem movimento

livre dentro de um tubo permanentemente selado, que, por sua vez, est introduzido na cavidade da bobina. Este tipo de

construo permite uma montagem compacta e livre de vazamento.

Vlvula de Ao Direta

Nas vlvulas solenoide de ao direta, o ncleo mecanicamente

ligado ao disco de vedao da vlvula e diretamente abre ou fecha

o orifcio interno de passagem, dependendo se a bobina est

energizada ou desenergizada. O funcionamento no depende da

presso da linha ou da vazo e a vlvula opera de zero ao valor

mximo da presso ( Kgf/cm) especificada.

Vlvula Pilotada Internamente

Estes tipos de vlvulas tm trs orifcios internos, um orifcio

principal localizado no corpo da vlvula e dois outros orifcios,

sendo um piloto e outro de equilbrio, localizado no diafragma ou

pisto. Este tipo de vlvula utiliza a presso da linha para operar.

Quando o solenoide energizado, ele abre o orifcio piloto e, alivia a

presso localizada na parte superior do pisto ou diafragma para a

conexo de sada da vlvula. Isto provoca um desbalanceamento

de presso, que faz com que a presso da linha levante o pisto ou

diafragma e abra a vlvula. Quando o solenoide desenergizado, o

orifcio piloto fechado e a presso total da linha aplicada na parte

superior do pisto ou diafragma atravs do orifcio de equilbrio,

produzindo, portanto, uma fora que provoca o fechamento

hermtico da vlvula.

Dois tipos de construo esto disponveis :

A) Diafragma ou pisto flutuante, que requer uma mnima queda

de presso atravs da vlvula para mant-la na posio aberta.

B) Diafragma ou pisto tipo suspenso, que mecanicamente

mantido aberto pelo ncleo do solenoide e opera de zero presso

mxima especificada.

Vlvula Pilotada Externamente

Esta uma vlvula de diafragma ou pisto, equipada com uma

vlvula piloto de 3 vias, que alternadamente aplica ou remove uma

presso auxiliar ao pisto, para abrir ou fechar a vlvula principal.

Vlvula de Rearme Manual

A vlvula de rearme manual deve ser operada manualmente. Ela

retorna sua posio normal quando o solenoide energizado ou

desenergizado, dependendo da construo.

INFORMAES TCNICAS

1

2

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

06

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

Vlvulas de 2 vias

Vlvulas de 2 vias de fechamento rpido (shut-off) possuem uma conexo de entrada e outra de sada e esto disponveis nas

seguintes construes :

Construo Normalmente Fechada - A vlvula est fechada quando desenergizada e aberta quando energizada.

Construo Normalmente Aberta - A vlvula est fechada quando energizada e aberta quando desenergizada.

2) TIPOS DE VLVULAS SOLENOIDE

1

2

2

1

Vlvulas de 3 vias

As vlvulas de 3 vias tm trs conexes e dois orifcios (estando sempre um orifcio aberto e outro fechado). Estas vlvulas so

comumente usadas para alternadamente aplicar presso ou dar escape de presso a uma vlvula tipo diafragma, atuador

pneumtico ou cilindro de simples ao. Elas tambm podem ser usadas para convergir ou desviar fluxo e esto disponveis

nas seguintes construes :

Construo Normalmente Fechada - A vlvula est fechada quando desenergizada e aberta quando energizada.

Construo Normalmente Aberta - A vlvula est fechada quando energizada e aberta quando desenergizada.

Construo Universal - A vlvula pode se comportar como Normalmente Fechada, Normalmente Aberta ou desviadora de fluxo,

dependendo de onde se aplica a presso de entrada

Normalmente

Aberta

Normalmente

Fechada

Vlvulas de 4 ou 5 vias

As vlvulas de 4 ou 5 vias so normalmente usadas para operar cilindros ou atuadores pneumticos de dupla ao.

Estas vlvulas tm quatro ou cinco conexes - uma entrada, duas sadas e um ou dois escapes. Em uma posio da vlvula,

a presso aplicada a um lado do cilindro ou atuador, o outro lado est conectado com o escape da vlvula. Na outra posio

feita a inverso de posio, possibilitando a troca de estado do cilindro ou atuador

B

EP

A

2

35

144

12

1

07

INFORMAES TCNICAS

USO GERAL

Grau de proteo Caractersticas OpcionaisTipo

IP-40

IP-00

IP-65

IP-65

Compacto

Caixas em ao carbono, estampada com revestimento em

epxi para uso em ambiente internos. Furo de 7/8 para

instalao de prensa cabo e conduite, bobina moldada em

epxi com saida de 2 fios ( 18 AWG) 12.

Bobina moldada em epxi sob presso, fornecida com

conector tipo plug-in conf. ISO 4400/EN 175301-803. Prensa

cabo ( 6 a 10 mm).

Bobina moldada em epxi sob presso, fornecida com

conector tipo plug-in conf. DIN 43650. Prensa cabo ( 6 a 8

mm).

Conector plugin c/ led e

supressor de rudo.

T conduite de 1/2 NPT

Ex: T8320A184 24v /60Hz

Bobinas classe Isolamento H


Conector plugin c/ led e

supressor de rudo.

*

*

*

*

M12MXX

M6

Sem caixa, com armadura em chapa de ao carbono zincada

para instalaes em painis ou locais abrigados.

A ASCOVAL coloca sua disposio a mais completa linha de Vlvulas Solenoide e a combinao adequada de operadores,

invlucros e bobinas para atender s mais severas condies de trabalho.

1 NMERO 2 NMERO

Definio Teste Definio Teste

No protegido No protegido

Protegido contra slidos

superiores a 50 mm

objetosProtegido contra gotas d gua caindo verticalmente

Protegido contra objetos slidos

estranhos de 12 mm a maior

Protegido contra gotas dgua caindo verticalmente

quando o invlucro inclinado em at 15.

Protegido contra slidos

superiores de 2,5 mm a maior

objetosProtegido contra asperso dgua

Protegido contra objetos slidos

estranhos de 1 mm a maiorProtegido contra projees dgua

Protegido contra a poeira Protegido contra jatos dgua

Totalmente protegido contra a poeiraProtegido contra jatos potentes dgua

Protegido contra os efeitos de imerso temporria

em gua

Protegido contra os efeitos de imerso contnua

em gua

06

15

cm

min

i

1 m

15

cm

min

i

1 m

15 12,5 mm

2,5 mm

1 mm

50 mm

1

2

3

4

5

6

7

0

1

2

3

4

5

6

8

0

Um invlucro designado com segundo numeral caractersticos 7 ou 8 somente, considerado inadequado para a exposio a jatos dagua (designado

pelo segundo numeral caractersticos 5 ou 6) e no necessita atender aos requisitos dos numerais 5 ou 6, a menos que seja duplamente codificado:

Ex. IP65 / IP67

Grau de proteo dos revestimentos do material eltrico

Segundo a norma NBR IEC 60529, smbolo IP seguido de 2 nmeros Ex: IP65. O primeiro nmero indica o grau de proteo contra objetos slidos

estranhos. O segundo nmero indica o grau de proteo contra a penetrao de gua. Letra adicional indica o grau de proteo de pessoas contra

pontos perigosos.

Cdigo IP utilizando letras opcionais:

Letras de cdigo

Primeiro numeral caracterstico

Segundo numeral caracterstico

Letra adicional

Letra suplementar

IP 2 3 C S

Letras Suplementares

W

Apropriado para uso sob condies ambientais especificadas e fornecido com

caractersticas ou processos de proteo adicionais.

* Na primera edio da IEC60529, esta letra foi posicionada imediatamente

aps o cdigo da letra IP

-

3) INVLUCROS DO SOLENOIDE

08

INFORMAES TCNICAS

BR-Ex ia II T6

SeguranaIntrnseca

WBIS=IP-66

JIS=IP-45

Bobina WBIS - JIS com caixa de ligao

acoplada a terminais parafuso.

Parmetros:

UVmax = 32 VDC Ci = 0 nF

Imax = 500 mA Li = 0 mH

Pi = 1.5 W

Conduite de 1/2 NPT.

Conduite 1/2 IS

Conector M12 ISVT

Conector DIN ISSC

8314B300

8314B300

8314B300

Marcao Grau Proteo Caractersticas OpcionaisTipo

BR-Ex dm IIC T6

BR-Ex dm IIC T6

BR-Ex e mb II T6

BR-Ex d II B T3/T4

BR-Ex e mb II T3/T4

BR-Ex mb II T6

BR-Ex mb IIIC T6 Db

PVA= IP-66/67

BR-Ex dm IIC T3/T4

Proteo

Encapsulada

LP - Low Power

1,4 w

LP - Low Power

Proteo

Encapsulada

LP - Low Power

0,55 w

SeguranaAumentada

ProteoEncapsulada

Prova de Exploso

SeguranaAumentada

ProteoEncapsulada

Proteo

Encapsulada

Proteo

Encapsulada

EF= IP-66

EF= IP-66

EM= IP-66/67

EM= IP-66

IP-65

EF= IP-66

EV= IP-66W

EV= IP-66W

WSEM= IP-66/67W

WSEM= IP-67W

EV= IP-66W

Bobina moldada em epxi sob presso,

baixa potncia LP, 1,4W, fusvel

trmico interno, conduite 1/2 NPT (F) a 3

fios (18 AWG).

EF= conduite em ao carbono

EV= conduite em ao inox 316


baixa potncia LP, 0,55W fusvel

trmico interno, conduite 1/2 NPT (F) a 3

fios (18 AWG).



Caixa em ao estampada, com prensa cabo

M20x1,5 (cabo de 7 a 12mm). Bobina

encapsu lada LP em segurana

aumentada (at 18 AWG). Disponvel

terminal de aterramento interno/externo.

EM - caixa de ao carbono pintada em

epoxi.

Caixa em ao estampada, com prensa cabo

M20x1,5 (cabo de 7 a 12mm). Bobina

encapsulada, BP em segurana aumentada

(at 18 AWG). Disponvel terminal de

aterramento interno/externo.

WSEM - caixa em ao inox 316.

Caixa em ao carbono estampado, ou

alumnio fundido, pintadas em epxi, com

conexo eltrica de NPT, sada a 3 fios

(18 AWG), bobina moldada em epxi sob

presso.

Bobina moldada em epxi, sob presso,

baixa potncia LP, sada a cabo (18 AWG),

1 metro de comprimento 3 fios.


Potncia Bsica BP, fusvel trmico

interno, conduite 1/2 NPT (F) a 3 fios

(18 AWG).



.

MF diodo supressor de pico

Ex. EFMF 8314G300 24 DC

Caixa de ligao (junction Box)

MF diodo supressor de pico

Ex. EFMF 8314H300 24 DC

Caixa de ligao (junction Box)

Caixa de ligao (junction box)



Comprimento de cabo superior

T conduite de 1/2 NPT para

interligao eltrica.

Ex. de codificao:

EMT 8314A300 - conduite em alumnio

WSEMT 8314A301 - conduite em inox

316

T condute de 1/2 NPT para

interligao eltrica.

Ex. de codificao:

EMT 8314A300 - condute em alumnio

WSEMT 8314A301 - caixa e condute

em inox 316

REAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS

Consultar a fbrica para especificao.

Caixa em ao inox ou alumnio, pintadas em

epxi, com conexo eltrica de NPT,

terminais para dois fios, bobina moldada em

epxi sob presso.

BR-Ex d IIC T4/T6

BR-EX D A21

Prova de Exploso

IP-67


T conduite de NPT para

interligao eltrica

09

INFORMAES TCNICAS

4) MXIMA PRESSO DIFERENCIAL DE OPERAO (M.P.D.O.)

A mxima presso diferencial de operao a mxima presso diferencial entre a entrada e sada da vlvula, na qual o solenoide pode

operar a vlvula com segurana. Isto normalmente conhecido como M.P.D.O.

5) MNIMA PRESSO DIFERENCIAL DE OPERAO

A mnima presso diferencial de operao a mnima presso entre a entrada e sada da vlvula necessria para o solenoide operar.

Para as vlvulas de 2 vias com pisto ou diafragma, a vlvula comea a fechar quando a presso diferencial est abaixo da mnima

especificada. Para vlvulas solenoide de 3 e 4 vias pilotadas, a mnima presso deve ser mantida atravs do ciclo de operao para

assegurar completa transferncia de uma posio para a outra.

Nota : Vlvulas de ao direta, diafragma e pisto suspenso no necessitam da mnima presso diferencial. Porm a mxima vazo

no pode ser atingida em baixas presses diferenciais.

6) TEMPO DE RESPOSTA

O tempo de resposta entre completamente fechada e completamente aberta ou vice-versa depende do tamanho da vlvula, condies

de operao, caractersticas eltricas, do fluido e sua temperatura, presso da linha e queda de presso. O tempo de resposta para

vlvulas em corrente alternada, operando com ar em condies normais, pode ser estabelecido como segue :

A) Vlvulas pequenas de ao direta - 5 a 10 milsimos de segundo.

B) Vlvulas grandes de ao direta - 20 a 40 milsimos de segundo.

C) Vlvulas pilotadas internamente:

1) Vlvulas pequenas tipo diafragma - 15 a 50 milsimos de segundo.

2) Vlvulas grandes tipo diafragma - 50 a 75 milsimos de segundo.

3) Vlvulas pequenas tipo pisto - 100 a 150 milsimos de segundo.

Operao com lquidos altera o tempo de resposta das vlvulas. tendo efeito desprezvel para pequenas vlvulas de ao direta e

retardo de 50 a 100% em vlvulas grandes e/ou pilotadas internamente.

vlvulas em construo DC tem tempo de resposta 50% maior. Para aplicaes onde o tempo de resposta crtico, consulte a ASCO

fornecendo todos os detalhes de aplicao.

DIMENSIONAMENTO DE VLVULAS

O Dimensionamento da Vlvula importante, visto que uma vlvula solenoide quando superdimensionada ou subdimensionada pode

acarretar um elevado investimento inicial ou baixa eficincia no controle de processos industriais.

Os fatores bsicos para o dimensionamento de uma vlvula so : mxima e mnima vazo a ser controlada, mxima presso

diferencial atravs da vlvula, peso especfico e viscosidade do fluido assim como a temperatura .

O mtodo de dimensionamento (clculo de Kv) de vlvula tem provado ser prtico, uma vez que ele reduz todas as variveis a um

denominador comum. Para um dado problema, as condies variveis (presso diferencial, peso especfico, temperatura, etc.) do

fluido so referenciadas a um nico fator. Este chamado fator de fluxo (Kv). O fator de fluxo (Kv) definido como sendo o fluxo em

m/h de gua, cuja temperatura est entre 5 e 30C, passando atravs de uma vlvula com uma queda de presso de 1 Kgf/cm. Aps a

determinao do fator Kv, a escolha da vlvula feita pesquisando as vrias Sries do catlogo.

Esta seo fornece o procedimento completo e dados para um preciso dimensionamento das vlvulas solenoide ASCO, operando com

lquido, vapor, ar e gs. Os grficos fornecem os meios mais simples para a determinao do fator de fluxo (Kv) e so baseados na

seguinte frmula :

Kv =Vazo

Fator Grfico

DETERMINAO ESTIMADA DO Kv ou ORIFCIO INTERNO

A tabela abaixo pode ser utilizada para a determinao do Kv se o orifcio interno de uma vlvula conhecido ou vice-versa. Este mtodo

aproximado e baseado no projeto das vlvulas ASCO, tipo vlvula globo em linha.

Orifcio Kv Orifcio Kv

(mm) Aproximado (mm) Aproximado

0,8 0,02 12,7 3

1,2 0,05 16 3,8

1,6 0,08 17,5 4,3

2,4 0,17 19 6,4

3,2 0,25 25 11

3,6 0,31 32 14,5

4,8 0,45 38 21,3

6,4 0,6 50 41

7,9 1,45 63 51

Notas: 1) Para converso de Cv em Kv, utiliza-se a seguinte frmula: Kv = 0,85Cv;

2) significa queda de pressoP9,5 1,7 76 85

10

INFORMAES TCNICAS

CLCULO DO KV

Para um clculo preciso do fator Kv necessria a utilizao de grficos e frmulas fornecidas. Para uma melhor ilustrao,

seguem abaixo exemplos prticos.

LQUIDOS:

Para determinar o Kv : Qual o Kv necessrio para uma vazo de 22 l/min de leo com um peso especfico de 0,9 e uma queda de presso

de 1,5 Kgf/cm ?

A viscosidade est abaixo de 300 SSU.

Soluo : Aplicando a frmula:

Para encontrar Fg, utilize o Grfico de Vazo para Lquidos. O fator Fg que corresponde a uma queda de presso de 1,5 Kgf/cm,

equivale a 1,25. O Fsg pode ser obtido do Grfico de Fsg que para um peso especfico de 0,9 corresponde a um valor de 1,05.

Portanto:

P

Kv = m/h

Fg x Fsg

Kv =-60 x 22 x 10

1,25 x 1,05

~= 1

AR E GASES:

Para determinar o Kv : Qual o Kv necessrio para uma vazo de 14 Nm/h de dixido de carbono (CO2) a uma presso de entrada de 4

Kgf/cm e uma queda de presso ( P) de 0,5 Kgf/cm ?

Soluo : Entrando no grfico com escala de 1-10 Kgf/cm e utilizando a frmula:

Localize Fg na interseco de presso de entrada de 4 Kgf/cm e queda de presso ( P) de 0,5 Kgf/cm.

Leia-se Fg = 43

Localize o valor de Fsg que corresponde ao peso especfico do dixido de carbono, que igual a 1,5, portanto temos Fsg = 0,81;

colocando

os valores na frmula, teremos :

Kv = Nm/h

Fg x Fsg

VAPOR :

Para determinar o Kv : Qual o Kv necessrio para uma vazo de 25 Kg/h de vapor saturado a uma presso de entrada de 1 Kgf/cm e um

P = 0,2 Kgf/cm ?

Soluo : Utilizando-se dos grficos de vapor e aplicando a frmula abaixo, temos:

Localize Fg no grfico correspondente presso de entrada de 1 Kgf/cm e P = 0,2 Kgf/cm; temos portanto Fg = 13,8.

Inserindo-se estes valores na frmula, temos:

Kv = Kg/h

Fg

Kv = Kg/h

Fg1,8

25

13,8= =

11

INFORMAES TCNICAS

Kv = Nm/h

Fg x Fsg

~ 0,414

43 x 0,81= =

dimencionamento de valvulas solenoides ascoval

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