Différents types d'électrovannes pneumatiques
Les électrovannes pneumatiques sont les héros méconnus de l'automatisation industrielle moderne. De nombreux secteurs, tels que les machines, les outils et les robots, nécessitent une grande quantité d'actionneurs pneumatiques. Ces vannes contribuent au bon fonctionnement des systèmes automatisés à air comprimé en contrôlant le débit, la pression et la direction de l'air.
Il existe cependant différents types de vannes conçues pour des applications spécifiques. Quelle que soit l'application, on peut l'optimiser grâce à différents types de vannes 2/2, voire 5/2, ce qui permet d'améliorer les performances et de réduire les coûts d'exploitation. Découvrons ensemble ce que sont les électrovannes pneumatiques, leurs différents types, leur fonctionnement et bien plus encore. Alors, poursuivez votre lecture !
Figure n° 1 Électrovanne
1) Que sont les électrovannes pneumatiques ?
« Les électrovannes pneumatiques sont utilisées dans les systèmes pneumatiques pour activer et désactiver le flux d'air ou les systèmes de gaz comprimé. »
Ces vannes fonctionnent généralement comme des interrupteurs : l’application d’un courant provenant d’une source électrique ou d’une bobine de solénoïde les ouvre. Le courant électrique alimentant le solénoïde génère un champ magnétique qui actionne le piston interne, permettant ou interrompant ainsi le passage de l’air à travers la vanne.
Faciles d'utilisation et fiables, les électrovannes pneumatiques sont présentes dans de nombreux secteurs, notamment la fabrication, l'automobile et même la santé. Elles sont essentielles au contrôle des dispositifs, outils et machines pneumatiques lors de la régulation de la pression et de la direction de l'air. De plus, elles constituent des éléments de base des bras robotisés sur les chaînes de production et des dispositifs médicaux de précision.
Figure n° 2 Électrovanne pneumatique
Ces vannes peuvent être à 2, 3 ou 5 voies (détails dans les sections suivantes), entre autres, selon l'application. Chaque configuration détermine le mode d'ouverture et de fermeture de la vanne afin de diriger le flux d'air et d'assurer ses fonctions respectives. Leur petite taille, leur temps d'actionnement rapide et leur grande stabilité les rendent adaptées à de nombreuses applications.
2) Comment fonctionne une électrovanne pneumatique ?
Le principe de fonctionnement d'une électrovanne pneumatique nécessite une attention particulière. Décomposons le processus en étapes simples ;
Étape 1) En l'absence d'alimentation, c'est-à-dire lorsque le plateau de l'électrovanne n'est pas alimenté, le piston reste en position initiale. Selon la conception de la vanne, cela peut entraîner l'ouverture ou le blocage du passage du fluide.
Étape 2) Dès que l'alimentation électrique du solénoïde est établie, la bobine génère des forces magnétiques.
Figure n° 3 Génération de champ magnétique
Étape 3) Ce mouvement peut consister à déplacer le piston vers le haut ou vers le bas, selon la configuration de la vanne.
Étape 4)L'air pénètre dans la vanne par les orifices et sera acheminé via des réservoirs spécialement conçus pour les actionneurs pneumatiques. Cylindre pneumatiques, ou d'autres composants du système.
Étape 5) Même en coupant l'alimentation électrique, celle-ci n'est plus appliquée à la bobine, et il n'y a donc plus de champ magnétique. La bobine est alors au repos ; l'air peut être coupé de la cavité. Ces caractéristiques simples de commutation permettent aux électrovannes pneumatiques d'atteindre une précision et une rapidité très élevées.
3) Quels sont les types d'électrovannes pneumatiques ?
Les électrovannes pneumatiques sont classées en différents types selon la configuration de leurs orifices et les divers mécanismes qui permettent différentes fonctionnalités dans un système pneumatique. Voici une analyse détaillée :
i) Électrovannes 2/2 (à deux voies, à deux positions)
Les électrovannes 2/2 possèdent deux orifices (une entrée et une sortie) et seulement deux positions de fonctionnement : marche ou arrêt. Ces vannes, également appelées vannes de commande directionnelle, permettent de contrôler le flux d'air. Elles sont particulièrement adaptées aux applications simples, comme la mise en marche ou l'arrêt d'outils ou de processus d'alimentation en air comprimé.
ii) Électrovannes 3/2 (trois voies, deux positions)
Ces vannes à trois orifices fonctionnent comme des alternateurs : l’un des orifices alimente l’air, tandis que le troisième sert à l’échappement. Un orifice est relié à l’arrivée d’air, un autre à l’actionneur et le troisième à l’échappement. Elles sont particulièrement adaptées aux vérins ou actionneurs simple effet, c’est-à-dire à mouvement unidirectionnel. Elles permettent d’effectuer facilement des opérations simples comme le serrage ou le desserrage.
iii) Électrovannes 4/2
Les électrovannes 4/2 possèdent quatre connexions : deux pour le raccordement à l'actionneur, une pour l'aspiration de l'air comprimé et une pour son refoulement. Elles alimentent en air comprimé l'une des deux liaisons de l'actionneur et désactivent l'autre. On les utilise couramment avec des vérins double effet pour obtenir un mouvement bidirectionnel, notamment dans les secteurs de la robotique et des systèmes de convoyage.
Figure n° 4, vanne série 4/2
iv) Électrovannes 5/2
Ces vannes sont presque identiques aux vannes 4/2, mais elles comportent un orifice d'échappement supplémentaire. Cet orifice supplémentaire contribue à optimiser la distribution du flux d'air, améliorant ainsi l'efficacité et les performances. Elles sont particulièrement utiles dans les systèmes exigeant un contrôle plus rapide et plus précis de l'échappement d'air, notamment pour les actionneurs double effet à fonctionnement complexe.
v) Électrovanne à membrane à passage direct
Les vannes à action directe sont indépendantes de la pression du système. L'actionnement de la vanne par un solénoïde provoque son ouverture ou sa fermeture immédiate, ce qui est le comportement souhaité. Ce type de vanne convient à la plupart des systèmes basse pression, ou aux applications nécessitant une réponse rapide. Ces vannes sont généralement compactes et fiables pour une utilisation dans les petits systèmes pneumatiques.
vi) Électrovannes à commande pilote
Les vannes pilotes, également appelées vannes à commande pilote, utilisent la force pneumatique du système pour alléger le travail effectué par l'électrovanne, augmentant ainsi son rendement. Elles sont particulièrement performantes dans les applications à débit ou pression élevés, car elles peuvent fonctionner avec un important volume d'air consommé tout en conservant leur efficacité.
vii) Électrovannes proportionnelles
Les vannes proportionnelles permettent de contrôler un paramètre précis en modulant leur position. Contrairement aux vannes tout ou rien, elles commutent, mais le débit d'air ou la pression est modulable. Cette caractéristique les rend idéales pour des applications exigeant une grande précision de réglage, comme dans le domaine médical ou pour les machines de fabrication de précision.
Voici un point important à aborder avec vous : FoyeAuto propose une série d’électrovannes pneumatiques et de vis mécaniques avec :
- Électrovannes série 4V100 : Format compact adapté aux applications légères. Fonctionnement en pilotage interne. Applications à deux ou trois positions. Idéales pour les petits systèmes pneumatiques.
Figure n° 5 série 4V100
- Électrovannes série 4V200 : disponibles en versions 5 voies 2 positions et 5 voies 3 positions. Elles fonctionnent à une pression d'environ 0,15 à 0,8 MPa et supportent des pressions jusqu'à 1,2 MPa. Fabriquées en alliage d'aluminium, elles résistent à des températures de -20 °C à 70 °C. Ce dispositif est compatible avec les tensions d'alimentation CA et CC.
Figure n° 6 Série 4V200
- Électrovannes série 4V300 : Le remplacement des ressorts plats par une structure à colonne coulissante améliore la durée de vie et la réactivité. Ce dispositif remplit les fonctions d'une vanne trois positions avec fonction mémoire. Il fonctionne sur une large plage de tension et sans lubrification. Conçu pour le contrôle précis des débits, il est idéal pour les applications industrielles.
Figure n° 7 série 4V300
- Électrovannes série 4V400 : Ce dispositif est doté d’électrovannes de plus grande capacité, adaptées aux applications exigeantes. Il fonctionne sur une large plage de pressions et de températures extrêmes. Grâce à des fonctions telles que les interrupteurs marche/arrêt, une certaine commande manuelle est possible, simplifiant ainsi la maintenance.
Figure n° 8 Série 4V400
Ces appareils sont toutefois utilisés dans les secteurs de la fabrication, de l'automatisation et de l'emballage en raison de leur conception robuste et de leurs pièces interchangeables. Une description plus détaillée de leurs caractéristiques et une aide au choix sont disponibles plus loin dans le catalogue FoyeAuto.
4) Comment choisir l'électrovanne pneumatique appropriée ?
Plusieurs facteurs entrent en jeu lors du choix d'une électrovanne pneumatique pour optimiser le fonctionnement du système. Voici quelques étapes clés :
? Veuillez prendre en considération l'application : Quel type de vanne est nécessaire ? S’agit-il d’une vanne de régulation pneumatique actionnant un vérin simple effet, un vérin double effet, ou d’une vanne capable de réguler la pression ou de diriger le débit ?
? Configuration des ports : Indiquez la configuration de ports appropriée, par exemple 2/2, 3/2, 4/2 ou 5/2. Cela dépendra du nombre de ports d'alimentation en air, d'actionneur et d'échappement dont le système aura besoin.
Pression et débit de fonctionnement : Vérifiez si la vanne est capable de résister à la pression de service et au débit du système.
? Type d'actionnement : Choisissez le type de vanne (à action directe ou à commande pilote) en fonction du niveau de pression et des exigences de temps de réponse de votre système.
? Compatibilité des matériaux : Choisir des matériaux adaptés aux conditions de travail et au fluide (air, gaz ou liquides). En conditions extrêmes, utiliser des matériaux résistants à la corrosion.
5) Conclusion
Il est avéré que les systèmes d'automatisation industrielle actuels utilisent une vaste gamme d'électrovannes pneumatiques permettant un contrôle précis du débit d'air et de la pression. Celles-ci comprennent tous les types de vannes 2/2, 3/2, 4/2 et 5/2, les séries spéciales de Foye, ainsi que divers autres modèles.
L'assortiment disponible pour ces systèmes est également très vaste. Tous ces types de vannes offrent aux entreprises la possibilité de choisir la vanne la mieux adaptée à leurs besoins, afin d'améliorer l'efficacité, la fiabilité et les performances de leur système.