Uso delle valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque

Gli impianti di trattamento acque hanno un campo di applicazione molto ampio, dalle strutture industriali agli hotel, dagli ospedali alle linee di produzione e dalle aziende alimentari agli impianti energetici. Per filtrare l'acqua grezza, addolcirla, farla passare attraverso l'osmosi inversa, trasformarla in acqua di processo e distribuirla in modo controllato a punti diversi, numerose apparecchiature lavorano insieme. Uno di questi componenti sono le soluzioni di valvola con attuatore elettrico, che spesso determinano direttamente la qualità di automazione dell'intero impianto.

Oggi gli utenti e il settore acquisti cercano molto spesso nei motori di ricerca domande come:Dove si utilizzano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?A cosa serve una valvola motorizzata in un impianto RO?Servono valvole elettriche negli impianti di filtrazione?Si utilizzano valvole con attuatore negli impianti di addolcimento?Perché negli impianti di trattamento si preferiscono le valvole motorizzate in acciaio inox?Qual è la differenza tra una valvola con attuatore elettrico e una valvola pneumatica?Quale tipo di valvola scegliere nel trattamento acque?

Queste domande hanno un punto in comune: negli impianti di trattamento acque non basta spostare l'acqua da un punto all'altro. Allo stesso tempo il flusso deve essere aperto e chiuso al momento giusto, indirizzato alla linea corretta, gestito in modo automatico, controllato negli scenari di controlavaggio, commutato tra i serbatoi e fatto funzionare in modo efficiente con un intervento umano minimo. È proprio per questo che le valvole con attuatore elettrico sono diventate una delle parti più importanti della moderna infrastruttura di trattamento acque.

In questa guida completa tratteremo in dettaglio le domande su dove si utilizzano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque, in quali impianti vengono preferite, quali funzioni svolgono nelle linee RO, di ultrafiltrazione, filtro a sabbia, filtro a carbone attivo, addolcimento, CIP e di processo, come si selezionano, quali tipi di valvole si utilizzano e perché sono così importanti. Inoltre tratteremo con chiarezza i termini cercati di frequente nel settore:valvola motorizzata per trattamento, valvola motorizzata RO, valvola con attuatore elettrico in acciaio inox, valvola a farfalla per linea di filtrazione, valvola a sfera, valvola deviatrice automatica, valvola CIP, valvola di controllo dell'acqua di processo.

Che cos'è una valvola con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

Una valvola con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque è un sistema di valvola che controlla in modo automatico il passaggio, la quantità o la direzione dell'acqua, dei fluidi ausiliari chimici o dei liquidi di processo. In questo sistema il corpo valvola consente il passaggio del fluido, mentre l'attuatore elettrico apre, chiude o, in alcune applicazioni, porta la valvola in una determinata posizione.

Questa struttura è composta in generale da due parti:

1. Corpo valvola

È la parte principale attraverso cui passa il fluido e in cui viene effettuato il controllo fisico del flusso.

2. Attuatore elettrico

È la parte motorizzata che muove la valvola in base al segnale proveniente da PLC, pannello di controllo, sensore, sistema di automazione o relè temporizzatore.

Nel settore del trattamento acque questi prodotti possono essere noti anche con i seguenti nomi:

• valvola motorizzata
• valvola con attuatore elettrico
• valvola automatica
• valvola motorizzata RO
• valvola deviatrice di processo
• valvola a farfalla elettrica
• valvola a sfera elettrica
• valvola motorizzata in acciaio inox

Perché si utilizzano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

In un impianto di trattamento acque esistono molti scenari di flusso. Ad esempio:

• l'acqua grezza viene immessa nel sistema
• viene indirizzata alla filtrazione
• si passa alla modalità di lavaggio
• l'acqua prodotta viene inviata al serbatoio
• viene gestita la linea di scarto (reject)
• viene attivata la linea CIP
• quando il serbatoio è pieno, il flusso viene deviato su un'altra linea
• alcune linee vengono chiuse per sicurezza

Eseguire queste operazioni manualmente è difficile, rischioso e inefficiente. Soprattutto negli impianti industriali e semiautomatici, queste operazioni devono essere automatizzate.

Vantaggi principali offerti dalla valvola con attuatore elettrico:

• apertura e chiusura automatiche
• deviazione di linea
• sicurezza di processo
• commutazioni di serbatoi e circuiti
• automazione del controlavaggio
• commutazione CIP
• controllo remoto
• riduzione dell'errore umano
• aumento dell'efficienza del sistema

Dove si utilizzano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

Arriviamo ora alla sezione più importante. Queste valvole possono essere utilizzate in molti punti diversi del trattamento acque. Il tipo di valvola, il materiale del corpo e la logica di controllo variano in base all'applicazione.

1. Uso negli impianti di osmosi inversa (RO)

Una delle aree di utilizzo più importanti delle valvole con attuatore elettrico nel trattamento acque sono gli impianti di osmosi inversa. Negli impianti RO l'acqua deve muoversi nell'ordine corretto, alla pressione corretta e sulla linea corretta.

Punti di utilizzo:

• linea di ingresso dell'acqua grezza
• linea di deviazione dell'acqua prodotta
• controllo ausiliario della linea di scarto
• linea di flushing
• linea CIP
• deviazione del riempimento del serbatoio
• linea di by-pass o di servizio

A cosa serve?

• gestisce gli scenari di start-stop dell'impianto
• indirizza l'acqua prodotta al serbatoio corretto
• attiva la modalità di flushing o di risciacquo
• fornisce il cambio di linea durante il CIP
• migliora la qualità di funzionamento automatico

Nella selezione delle valvole negli impianti RO non bisogna dimenticare che il fluido non è solo acqua. La resistenza del materiale è molto importante, soprattutto nei circuiti di CIP e di pulizia chimica.

2. Uso negli impianti con filtro a sabbia e filtro multimedia

Nei filtri a sabbia, nei filtri multimedia e in apparecchiature di pretrattamento simili, l'acqua deve essere commutata tra le modalità di filtrazione e di controlavaggio. Questo rende importante l'automazione delle valvole.

Aree di utilizzo:

• linea di servizio
• linea di controlavaggio
• linea di risciacquo
• deviazione della linea di drenaggio
• controllo ingresso-uscita del filtro

Perché si utilizza?

• per automatizzare i processi di controlavaggio
• per ridurre l'intervento dell'operatore
• per rendere regolare la pulizia del filtro
• per aumentare l'affidabilità del sistema

Sebbene in questo tipo di impianti a volte si utilizzino valvole automatiche multivia, in alcune installazioni industriali vengono realizzate configurazioni di automazione speciali con valvole a farfalla o a sfera con attuatore elettrico.

3. Uso negli impianti con filtro a carbone attivo

Anche i filtri a carbone attivo hanno esigenze di controllo simili per quanto riguarda i processi di servizio, controlavaggio e risciacquo. Una valvola con attuatore elettrico può essere utilizzata per gestire automaticamente queste fasi.

Luoghi di utilizzo:

• linea di alimentazione del filtro
• linea di lavaggio
• linea di uscita
• deviazione del drenaggio
• selezione della linea nei gruppi di filtri in parallelo

Vantaggi:

• gestione del filtro integrata con l'automazione
• controlavaggio più regolare
• riduzione dell'errore umano
• uso semplice negli impianti ad alta portata

4. Uso negli impianti di addolcimento dell'acqua

Sebbene le valvole automatiche classiche siano molto diffuse negli impianti di addolcimento dell'acqua, negli impianti industriali di grandi dimensioni o speciali si utilizzano anche soluzioni con valvola con attuatore elettrico.

Dove si utilizzano?

• linea di servizio
• linea di rigenerazione
• linee ausiliarie di passaggio della salamoia
• commutazioni di serbatoi in parallelo
• linee di selezione e deviazione dei serbatoi

Perché vengono preferite?

• offrono un'automazione flessibile negli impianti di grandi dimensioni
• semplificano il controllo dei serbatoi di addolcimento che funzionano in parallelo
• è possibile creare scenari diversi in base alle esigenze di processo

Soprattutto negli impianti di addolcimento a doppio serbatoio o multiserbatoio, una valvola motorizzata offre un vantaggio importante negli scenari di deviazione.

5. Uso negli impianti di ultrafiltrazione e a membrana

Anche negli impianti di ultrafiltrazione l'acqua deve commutare tra le modalità di servizio, controlavaggio, lavaggio chimico e risciacquo. Qui la valvola con attuatore elettrico è uno dei componenti importanti dell'automazione di processo.

Aree di utilizzo:

• linea di ingresso
• linea di uscita
• linea di backwash
• linea CIP
• linea di drenaggio
• linee di isolamento delle membrane

Vantaggi offerti:

• gestione automatica del processo
• cicli di lavaggio regolari
• riduzione della dipendenza dall'operatore
• funzionamento della membrana più stabile

6. Uso nelle linee CIP (Clean in Place)

I sistemi CIP sono molto importanti nel trattamento acque. Per la pulizia chimica di membrane, serbatoi, linee e determinate apparecchiature è necessario un circuito CIP. Su questa linea la selezione della valvola diventa critica.

Aree di utilizzo:

• uscite dei serbatoi chimici CIP
• linea di circolazione CIP
• linea di ritorno CIP
• passaggio alla modalità di lavaggio
• deviazione tra la linea di processo e la linea CIP

Perché è importante?

• automatizza la pulizia chimica
• accelera il processo di pulizia
• evita che i prodotti chimici vadano sulla linea sbagliata
• aumenta la sicurezza di processo

Sul lato CIP, una valvola con attuatore elettrico in acciaio inox è spesso la scelta decisamente migliore.

7. Uso nelle linee di distribuzione dell'acqua di processo

L'acqua trattata non va sempre verso un unico punto. A volte deve essere indirizzata a diverse linee di produzione, serbatoi, macchine di processo o aree di stoccaggio. È qui che entra in gioco la valvola con attuatore elettrico.

Aree di utilizzo:

• linee di distribuzione dell'acqua prodotta
• deviazione dei serbatoi
• fornitura di acqua a processi diversi
• commutazione di priorità tra le linee
• scenari di riempimento e trasferimento

Cosa offre?

• l'acqua prodotta viene inviata automaticamente al punto corretto
• è possibile deviare in base al livello di riempimento del serbatoio
• il sistema funziona in modo più intelligente
• si riducono la perdita d'acqua e il rischio di errore

8. Uso nelle linee di ingresso-uscita dei serbatoi e con controllo di livello

Negli impianti di trattamento possono essere presenti molti serbatoi, come il serbatoio dell'acqua grezza, il serbatoio intermedio, il serbatoio dell'acqua prodotta, il serbatoio CIP o il serbatoio di servizio. La valvola con attuatore elettrico svolge un ruolo importante nella gestione del riempimento e dello svuotamento di questi serbatoi.

Aree di utilizzo:

• linea di riempimento del serbatoio
• linea di prevenzione del troppo pieno
• commutazione tra serbatoio pieno/vuoto
• messa in servizio del serbatoio di riserva
• deviazione tra i serbatoi

Perché si utilizza?

• può funzionare integrata con un sensore di livello
• quando il serbatoio è pieno, il flusso passa automaticamente a un'altra linea
• riduce il rischio di funzionamento a secco o di troppo pieno
• aumenta la continuità del processo

9. Uso nelle linee ausiliarie industriali

Negli impianti di trattamento acque non esiste solo la linea di trattamento principale, ma anche molte linee ausiliarie. Ad esempio:

• linea di acqua ausiliaria del dosaggio chimico
• linea di servizio
• deviazione del drenaggio
• isolamento prima del campionamento
• linee di manutenzione e di by-pass

Anche in queste aree, l'uso di una valvola motorizzata offre flessibilità al sistema.

10. Uso nelle linee principali di grande diametro

Soprattutto negli impianti di trattamento acque ad alta portata, per l'apertura, la chiusura e la deviazione delle linee principali emerge l'uso di una valvola a farfalla con attuatore elettrico.

Aree di utilizzo:

• linea principale dell'acqua grezza
• linea principale di trasferimento dell'acqua prodotta
• collettori di ingresso-uscita del filtro
• linea principale di drenaggio
• linee di alimentazione dei serbatoi di grandi dimensioni

Perché si preferisce la valvola a farfalla?

• è economica nei grandi diametri
• offre una struttura compatta
• è adatta all'automazione
• è potente negli scenari di apertura-chiusura

Quali tipi di valvole con attuatore elettrico si utilizzano negli impianti di trattamento acque?

In base all'applicazione si selezionano tipi di valvole diversi. Non esiste un'unica soluzione.

1. Valvola a sfera con attuatore elettrico

Diffusa nelle linee di piccolo e medio diametro.

Dove si utilizza?

• deviazione dell'acqua prodotta
• linee dei serbatoi
• linee di servizio ausiliarie
• circuiti ausiliari CIP
• piccoli sistemi skid

Vantaggi:

• struttura compatta
• apertura e chiusura rapide
• uso pratico nei piccoli diametri

2. Valvola a farfalla con attuatore elettrico

Emerge nelle linee di medio e grande diametro.

Dove si utilizza?

• linee dell'acqua grezza
• linee di filtro ad alta portata
• linee principali di distribuzione e collettori
• linee principali di alimentazione dei serbatoi

Vantaggi:

• soluzione economica nei grandi diametri
• ridotto ingombro
• facile integrazione con l'automazione

3. Valvola con attuatore elettrico in acciaio inox

Preferita nelle applicazioni igieniche, corrosive o di processo speciali.

Dove si utilizza?

• acqua prodotta RO
• CIP
• linee chimiche ausiliarie
• processi di acqua per alimenti e bevande
• linee di acqua farmaceutiche e cosmetiche

Vantaggi:

• resistenza alla corrosione
• uso igienico
• lunga durata
• funzionamento più sicuro in ambienti aggressivi

4. Valvole a 2 vie e a 3 vie

Valvola a 2 vie

Si utilizza per aprire e chiudere il flusso.

Valvola a 3 vie

Preferita negli scenari speciali che richiedono miscelazione o deviazione.

Nel trattamento acque l'uso più comune è per lo più orientato verso la valvola a 2 vie; tuttavia, negli scenari speciali di serbatoi e linee possono essere utilizzate anche soluzioni di deviazione a 3 vie.

Come si selezionano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

Se non si effettua la selezione corretta, le prestazioni, la sicurezza e la durata del sistema possono essere gravemente compromesse. Per questo motivo i seguenti criteri devono essere valutati insieme.

1. Tipo di fluido

Questo è il punto più critico. Il fluido è solo acqua, contiene prodotti chimici, è una soluzione CIP o è salamoia?

2. Scopo di utilizzo della valvola

• apertura-chiusura?
• deviazione?
• isolamento di processo?
• commutazione di serbatoio?
• circuito CIP?

3. Diametro e portata

Il diametro della linea e la portata desiderata devono essere noti correttamente.

4. Pressione e temperatura

Le linee RO e di filtrazione e la linea CIP potrebbero non avere le stesse condizioni di temperatura.

5. Materiale del corpo

Ottone, ghisa, acciaio inox, una soluzione speciale compatibile con il PVC o altri materiali adatti al processo devono essere valutati in base all'applicazione.

6. Tipo di attuatore

• on-off?
• modulante?
• 24V?
• 230V?

7. Infrastruttura di automazione

Deve essere compatibile con PLC, HMI, sensore di livello, sensore di conducibilità, sensore di pressione o uno scenario temporizzato.

8. Condizioni ambientali

In casi come ambienti umidi, aree esterne, vapori chimici o aree di lavaggio, la classe di protezione IP è importante.

Quando si preferisce una valvola in acciaio inox negli impianti di trattamento acque?

Questo argomento è particolarmente importante per il vostro settore. Una valvola con attuatore elettrico in acciaio inox è la scelta più adatta nelle seguenti situazioni:

• se è presente una linea CIP
• se l'acqua prodotta ha una sensibilità igienica
• se c'è contatto chimico
• se l'ambiente è molto umido
• se si utilizza salamoia o acqua di mare
• se si tratta di acqua alimentare/farmaceutica/di processo
• se sono richieste lunga durata e resistenza alla corrosione

Soprattutto nelle applicazioni di RO, CIP e acqua di processo speciali, un corpo in acciaio inox offre spesso un vantaggio considerevole.

Quali sono i vantaggi dell'uso delle valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

Il motivo principale per cui questi prodotti si sono diffusi così tanto nel settore del trattamento sono i vantaggi che offrono.

1. Migliora la qualità dell'automazione

Può portare il sistema da un funzionamento semiautomatico a uno completamente automatico.

2. Riduce l'errore umano

Riduce gli errori dovuti all'apertura-chiusura e alla deviazione manuali.

3. Garantisce la continuità del processo

I processi di filtrazione, lavaggio e trasferimento funzionano in modo più regolare.

4. Offre facilità di gestione

Riduce l'intervento dell'operatore.

5. Fa risparmiare tempo

I processi di controlavaggio, commutazione e CIP vengono accelerati.

6. Aumenta la sicurezza

Può evitare che il flusso vada sulla linea sbagliata.

7. Garantisce una gestione professionale nei sistemi di grandi dimensioni

È un grande vantaggio soprattutto nei sistemi a più serbatoi e a più linee.

Errori più comuni nella selezione delle valvole negli impianti di trattamento acque

Questa sezione è molto importante. Perché molti guasti non derivano dalla qualità del prodotto, ma da una selezione errata.

1. Scegliere il materiale del corpo sbagliato

Utilizzare una valvola standard su una linea chimica o umida può causare problemi in breve tempo.

2. Effettuare la selezione solo in base al diametro

Effettuare la selezione senza considerare la portata e lo scopo di utilizzo è un errore.

3. Utilizzare una valvola a farfalla dove serve una valvola a sfera, o viceversa

Il tipo corretto deve essere scelto in base alla struttura della linea.

4. Non considerare la classe di protezione dell'attuatore

Nelle aree di trattamento umide, questo è un grosso problema.

5. Non tenere conto del PLC e della logica di controllo

La valvola deve essere adatta all'automazione del sistema.

6. Considerare la linea CIP come una linea di processo standard

I prodotti chimici di pulizia possono richiedere un materiale diverso.

7. Configurare in modo errato lo scenario di commutazione dei serbatoi

Se la logica di deviazione è errata, l'intero funzionamento del sistema può essere compromesso.

Cosa succede se si seleziona la valvola sbagliata negli impianti di trattamento acque?

La selezione della valvola sbagliata può causare i seguenti problemi:

• la valvola si guasta frequentemente
• la direzione del flusso risulta errata
• si verificano problemi di riempimento-svuotamento dei serbatoi
• il CIP non funziona correttamente
• il controlavaggio è inefficiente
• l'acqua prodotta può andare sulla linea sbagliata
• la sicurezza del flusso chimico viene messa a rischio
• aumentano i costi di manutenzione
• si verificano fermi impianto

Nel trattamento acque la valvola non è solo un accessorio, ma una parte critica del processo.

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Domande frequenti

Dove si utilizzano le valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque?

Si utilizzano negli impianti RO, nei filtri a sabbia, nei filtri a carbone attivo, nell'ultrafiltrazione, negli impianti di addolcimento, nelle linee CIP, nella distribuzione dell'acqua di processo, nella deviazione dei serbatoi e nelle linee principali di trasferimento.

A cosa serve una valvola motorizzata in un impianto RO?

Si utilizza per gestire automaticamente l'ingresso dell'acqua grezza, la deviazione dell'acqua prodotta, la linea di flushing, la commutazione CIP e gli scenari di riempimento dei serbatoi.

In un impianto di trattamento si preferisce una valvola a sfera o una valvola a farfalla?

Nei piccoli e medi diametri di solito è più adatta una valvola a sfera, mentre nelle linee principali di grande diametro è più adatta una valvola a farfalla.

Quando si preferisce una valvola con attuatore elettrico in acciaio inox?

Si preferisce sulla linea CIP, nei processi igienici, nei luoghi con contatto chimico, negli ambienti umidi e nelle applicazioni con acqua di mare o acqua di processo speciali.

È più adatta una valvola con attuatore elettrico o una valvola pneumatica?

Questo varia in base all'infrastruttura del sistema. In molti impianti di trattamento acque privi di un'infrastruttura di aria compressa, la valvola con attuatore elettrico è la soluzione più pratica e diffusa.

Nel trattamento acque si utilizza una valvola on-off o una valvola modulante?

Nella maggior parte delle applicazioni di trattamento, una valvola on/off è sufficiente per l'apertura-chiusura e la deviazione. Nei luoghi che richiedono un controllo di processo speciale, si possono valutare soluzioni modulanti.

Conclusione

L'uso delle valvole con attuatore elettrico negli impianti di trattamento acque è uno degli argomenti più importanti dei moderni impianti di trattamento in termini di automazione, sicurezza ed efficienza. Queste valvole garantiscono che l'acqua, i liquidi di processo e i fluidi ausiliari vengano indirizzati alla linea corretta, al momento corretto e con lo scenario corretto.

Svolgono un ruolo critico soprattutto nelle seguenti aree:

• impianti di osmosi inversa
• filtri a sabbia e a carbone attivo
• impianti di ultrafiltrazione
• linee di addolcimento dell'acqua
• circuiti CIP
• linee di distribuzione dell'acqua di processo
• sistemi di riempimento e deviazione dei serbatoi
• linee principali di grande diametro dell'acqua grezza e dell'acqua prodotta

Per la selezione corretta della valvola non va valutato solo il diametro, ma insieme il tipo di fluido, la funzione di processo, la pressione, la temperatura, il materiale del corpo, la logica di automazione e le condizioni ambientali. Una valvola con attuatore elettrico selezionata correttamente garantisce un funzionamento più sicuro, un minore intervento umano, una gestione del processo più regolare e una maggiore efficienza del sistema nell'impianto di trattamento acque.