Guida completa alle valvole pneumatiche e ai loro azionamenti

Funzioni delle valvole

Le valvole sono quei dispositivi che consentono di controllare l’aria compressa. Esse possono esser utilizzate per:

- distribuire l’aria ove necessario;

- regolare una pressione o una portata;

- intercettare il fluido bloccandolo o modificandone il percorso.
La più semplice valvola distributrice è costituita da una valvola a sfera la quale consente il passaggio di un fluido, o ne consente l’arresto, in funzione della posizione di una sfera forata interna al corpo valvola.

Nelle valvole ad otturatore i fori per il passaggio dell’aria vengono chiamati vie o bocche. Il numero delle vie è uno degli elementi che caratterizzano una valvola; se esse sono due la valvola viene chiamata a due vie. Vi è poi un otturatore a sfera che permette il passaggio o l’arresto dell’aria. Se l’asta di comando non viene azionata, una molla spinge la sfera contro la sua sede impedendo il passaggio dell’aria. Il passaggio dell’aria si ha solo quando, azionando l’asta di comando, si allontana la sfera dalla sede contro cui era premuta. La valvola disegnata viene detta normalmente chiusa in quanto, non azionata, non lascia passare l’aria.

Valvole a due vie e posizioni

Una valvola che può essere commutata in due modi distinti, in ciascuno dei quali l’otturatore assume una diversa posizione, viene chiamata valvola a due posizioni. La valvola in esame è quindi una valvola a due vie e due posizioni, cioè sinteticamente una valvola 2/2: la prima cifra si riferisce al numero delle vie, la seconda al numero delle posizioni. Vi devono esser almeno due vie, una di ingresso e una di uscita. Oltre ad avere delle valvole NC si possono avere anche valvole normalmente aperte, tali cioè che non azionate lasciano passare il flusso di aria. Tale flusso si arresta azionando l’asta di comando.

Valvole monostabili e bistabili

Le valvole ora esaminate hanno tutte il riposizionamento automatico tramite molla, cioè queste valvole assumono sempre una posizione di riposo ben definita; esse vengono chiamate monostabili per indicare che hanno solo posizione stabile. Pertanto tale valvola è di tipo bistabile in quanto le sue due posizioni sono entrambe stabili.

Si hanno quindi valvole in cui la spola assume una posizione ben definita: esse vengono definite monostabili e si hanno valvole in cui la spola permane stabilmente in una qualsiasi delle due posizioni che essa può assumere: pertanto tali valvole vengono chiamate bistabili.

Valvole per cilindri a semplice effetto

Per movimentare un cilindro a semplice effetto si deve avere una valvola che possa essere commutata in due modi diversi e che abbia tre vie: pressione, entrata e scarico. Si deve quindi avere una valvola a tre vie, due posizioni tale che abbia:

- O la pressione interdetta e l’utilizzatore in scarico;

- O l’utilizzatore collegato con la pressione.

La posizione di riposo può essere una qualsiasi delle vie; nel primo caso l’azionamento del cilindro (NC) e nel secondo (NA) provocando l’arresto del flusso d’aria. Queste valvole possono essere ad otturatore o a cassetto. Nelle prime si sfrutta l’azione di un piattello o di una sfera, nelle seconde l’azione di una spola.

Valvole per attuatori pneumatici

Si abbia un attuatore pneumatico costituito da un cilindro a doppio effetto. Per la sua movimentazione occorre una valvola distributrice che consenta di inviare l’aria in pressione in una delle due camere in cui il pistone suddivide il volume del cilindro e che metta in scarico la camera che non deve essere in pressione. Successivamente la camera che prima era in scarico deve essere collegata con la pressione, mentre quella era in pressione deve esser collegata con lo scarico. Si può quindi utilizzare una valvola che abbia due possibili commutazioni e quattro vie, cioè la pressione, due attuatori e uno scarico.

Valvole 5/2 e 4/2

Simili alle 4/2, sono le valvole 5/2 che le differenziano per un particolare. Si ha la presenza di due scarichi distinti che consentono due distinte regolazioni della portata allo scarico. In pneumatica, usualmente, invece delle 4/2, si usano le 5/2 perché sono più semplici e danno anche la possibilità di ottenere due distinte regolazioni per la velocità consentendo di montare dei regolatori direttamente sugli scarichi. Tuttavia negli schemi che seguono verranno utilizzate prevalentemente valvole 4/2, che funzionalmente si comportano nello stesso identico modo di valvole 5/2, la cui rappresentazione risulta più semplice.

Valvole 5/3 e loro complessità

Si hanno anche valvole con più posizioni, noi abbiamo esaminato le 5/3. Esistono tre tipi di valvole 5/3 e sono: valvole 5/3 con centri in pressione, valvole 5/3 con centri in scarico, valvole 5/3 con centri chiusi. Sono raramente usate per via della loro complessità e difficoltà nella rappresentazione, si usano per grandi impianti a pressione.
Si suddividono in cinque gruppi e a loro volta in vari categorie:

- azionamenti manuali (generico, a pulsante, a pedale, a leva, a più posizioni);

- azionamento meccanico (a puntale, a molla, a rullo-leva, unidirezionale);

- azionamento pneumatico;

- azionamento elettrico;

- azionamento elettropneumatico.

Per definire ed identificare le fonti di pressione, gli scarichi, gli attuatori, gli azionamenti, i comandi e tutte le parti di una valvola qualsiasi, si utilizzano numeri e lettere specifiche leggibili in una tabella.