- ¿Qué es una válvula solenoide de presión de hidrógeno?
- ¿Cuál es el principio de funcionamiento de una válvula solenoide de presión de hidrógeno?
- ¿Cuáles son los ámbitos de aplicación de estas válvulas?
- ¿Qué gamas de presión cubren las válvulas solenoides de presión en la economía del hidrógeno?
- ¿Cuáles son los criterios de rendimiento de la válvula solenoide de presión de hidrógeno?
- ¿Cuáles son los principales parámetros técnicos necesarios para utilizar estas válvulas?
- ¿Son importantes los materiales utilizados para las válvulas solenoides de presión de hidrógeno?
- ¿Qué condiciones y procedimientos de prueba se utilizan para producir válvulas solenoides de presión de hidrógeno, por ejemplo, en una estación de repostaje de hidrógeno?
- ¿Cuáles son los parámetros de seguridad/precauciones relacionados con las válvulas solenoides de presión de hidrógeno?
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¿Qué es una válvula solenoide de presión de hidrógeno?
Una válvula solenoide de presión de hidrógeno es un dispositivo accionado electromecánicamente que se utiliza para controlar el flujo de gas hidrógeno. El solenoide genera un campo magnético que mueve un émbolo dentro de la válvula, el cual abre o cierra la válvula permitiendo que el hidrógeno fluya a través de ella o bloqueándola. La válvula solenoide tiene un diseño compacto y suele utilizarse en sistemas que requieren un control preciso del caudal de fluido.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de una válvula solenoide de presión de hidrógeno?
Existen dos tipos principales de principios de funcionamiento que se utilizan comúnmente para aplicaciones de hidrógeno: de acción directa y de accionamiento por piloto. La principal diferencia entre los solenoides de acción directa y los de accionamiento por piloto es que las válvulas de accionamiento por piloto utilizan el fluido del proceso para ayudar a abrir y cerrar la válvula junto con el campo magnético, mientras que las válvulas de acción directa dependen únicamente de la fuerza magnética del solenoide para abrir o cerrar el orificio.
- Acción directa: una válvula solenoide de acción directa genera una fuerza electromagnética al pasar una corriente eléctrica a través de una bobina de solenoide. La bobina de solenoide está enrollada alrededor de un émbolo móvil dentro de la válvula. Cuando una corriente eléctrica pasa a través de la bobina de solenoide, la válvula solenoide se activa y se crea un campo magnético que empuja un pistón o émbolo hacia el solenoide. El movimiento del émbolo abre o cierra la válvula, lo que permite o impide el flujo de gas hidrógeno a través de la válvula. Un resorte devuelve la válvula a su posición original cuando el solenoide se desactiva.
- Accionamiento por piloto: a diferencia de una válvula solenoide de acción directa, una válvula solenoide accionada por piloto controla el flujo de fluido a través de la válvula principal mediante una pequeña válvula auxiliar (la "piloto"). Cuando se activa el solenoide, abre la válvula piloto, lo que permite que una pequeña cantidad de fluido ingrese a la válvula principal. Esto provoca el cambio en la presión de la línea del sistema que abre la válvula principal, lo que permite que el fluido fluya a través de ella. Cuando se desactiva el solenoide, la válvula piloto se cierra, lo que hace que la válvula principal se cierre y cese el flujo de fluido.
¿Cuáles son los ámbitos de aplicación de estas válvulas?
Las válvulas solenoides de presión de gas hidrógeno se utilizan en una amplia gama de aplicaciones industriales y automotrices. Se utilizan principalmente donde se requiere un control preciso sobre el flujo de un fluido (líquido o gas). Un área de aplicación común de estas válvulas es en las estaciones de servicio de hidrógeno, donde se instalan válvulas para permitir o detener el flujo de hidrógeno.
También se utilizan en diversas aplicaciones industriales, como en plantas químicas y petroquímicas, generación de energía, procesamiento de alimentos y bebidas, automoción, aeroespacial y equipos médicos para regular el flujo de agua, aire, gas y petróleo.
¿Qué gamas de presión cubren las válvulas solenoides de presión en la economía del hidrógeno?
En general, las válvulas solenoides de hidrógeno se utilizan en dos categorías de presión principales: 500 bar y 1000 bar. Estos rangos se eligen en función de los requisitos de presión de la aplicación específica.
Las válvulas solenoides de presión en la economía del hidrógeno generalmente funcionan en el rango de 0 a 10 000 psi (0 a 700 bar). El rango de presión exacto dependerá de la aplicación específica y los requisitos del sistema en el que se utiliza la válvula.
Ejemplo: Válvula solenoide de alta presión de hidrógeno
¿Cuáles son los criterios de rendimiento de la válvula solenoide de presión de hidrógeno?
Los criterios de rendimiento de una válvula solenoide de presión de gas hidrógeno varían según la aplicación y los requisitos específicos. Sin embargo, existen seis indicadores clave de rendimiento (KPI) que se utilizan comúnmente para evaluar el rendimiento de estas válvulas.
- Tamaño del orificio: el tamaño de la abertura de la válvula que controla el flujo de hidrógeno, que normalmente se mide en milímetros o pulgadas.
- Presión máxima de trabajo permitida: la presión más alta que puede soportar la válvula manteniendo un funcionamiento seguro y confiable.
- Coeficiente de flujo máximico: una medida de la capacidad de la válvula para controlar el flujo de hidrógeno.
- Pérdida de presión: la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la válvula, medida en bares o libras por pulgada cuadrada.
- Fuga interna y externa de la válvula: la cantidad de hidrógeno que se filtra a través de la válvula, medida en centímetros cúbicos por minuto o pies cúbicos por hora.
- Vida útil (número de ciclos): la cantidad de veces que se puede abrir y cerrar la válvula antes de que sea necesario reemplazarla, que normalmente se mide en millones de ciclos.
Los KPI mencionados anteriormente se utilizan para evaluar el rendimiento de una válvula solenoide de presión de hidrógeno, y esto garantiza que la válvula cumpla con los requisitos de la aplicación específica. La aplicación específica determinará en qué KPI centrarse más.
¿Cuáles son los principales parámetros técnicos necesarios para utilizar estas válvulas?
Al utilizar válvulas solenoides de hidrógeno de alta presión, se requieren siete parámetros técnicos para garantizar que la válvula sea apropiada para la aplicación específica y que funcione como se espera.
- Tipo de fluido a controlar: el tipo de fluido, ya sea líquido o gas, y sus propiedades, como la viscosidad y la densidad, afectarán el rendimiento de la válvula.
- Rango de temperatura del fluido: el rango de temperaturas a las que fluirá el fluido a través de la válvula, ya que esto puede afectar el rendimiento y la durabilidad de la válvula.
- Rango de temperatura del entorno: el rango de temperaturas en el entorno en el que se instalará la válvula, ya que esto también puede afectar el rendimiento y la durabilidad de la válvula.
- Flujo mínimo y máximo requerido: el rango de caudales que la válvula deberá manejar.
- Presión de entrada mínima y máxima: el rango de presiones de entrada que la válvula deberá manejar.
- Presión de salida mínima y máxima: el rango de presiones de salida que la válvula deberá mantener.
- Tamaño de la tubería de entrada y salida: el tamaño de las tuberías de entrada y salida, ya que afectará el caudal y la pérdida de presión a través de la válvula.
¿Son importantes los materiales utilizados para las válvulas solenoides de presión de hidrógeno?
Los materiales utilizados para las válvulas solenoides de presión de hidrógeno son importantes porque el gas hidrógeno plantea dos dificultades específicas. Debido a su pequeño tamaño, el hidrógeno puede difundirse rápidamente en la mayoría de los materiales o a través de ellos, lo que puede provocar fugas u otros problemas. También se sabe que el hidrógeno afecta a algunos materiales aumentando su fragilidad, un fenómeno conocido como fragilización por hidrógeno. Esto puede hacer que la válvula se vuelva frágil y más propensa a fallar.
Por lo tanto, la elección del metal y el polímero utilizados para la construcción de la válvula es muy importante. El cuerpo de la válvula y otros componentes deben estar hechos de materiales que sean resistentes a la difusión de hidrógeno y la fragilización por hidrógeno. El acero inoxidable, el titanio y otros metales resistentes a la corrosión se utilizan a menudo para el cuerpo de la válvula y otros componentes. Además, el polímero utilizado en la construcción de la válvula debe estar aprobado contra la descompresión explosiva.
También es importante tener en cuenta que los materiales utilizados para las válvulas solenoides de presión de hidrógeno también deben cumplir otros requisitos, como la resistencia a la alta presión, la resistencia a la temperatura y la resistencia a la corrosión. La válvula debe poder soportar las condiciones de la aplicación, tanto en términos de presión, temperatura y exposición a productos químicos.
¿Qué condiciones y procedimientos de prueba se utilizan para producir válvulas solenoides de presión de hidrógeno, por ejemplo, en una estación de repostaje de hidrógeno?
Al producir válvulas solenoides de hidrógeno de alta presión para aplicaciones de hidrógeno, se utilizan varias condiciones y procedimientos de prueba para garantizar que las válvulas cumplan con las especificaciones requeridas y funcionen según lo previsto. La válvula de hidrógeno se probará de acuerdo con la última versión de la norma ISO 19880-3. Esta norma especifica los procedimientos de prueba y los criterios de aceptación para las válvulas de alta presión utilizadas en sistemas de hidrógeno.
La norma cubre varios aspectos del rendimiento de la válvula, incluidas las pruebas de presión y fugas, las pruebas de flujo y las pruebas de resistencia. Las pruebas de presión se realizan para garantizar que la válvula pueda soportar la presión de trabajo máxima permitida sin fugas ni daños. Las pruebas de fugas se realizan para verificar si hay fugas internas o externas de hidrógeno. Las pruebas de flujo se realizan para verificar si la válvula puede controlar el flujo de hidrógeno de acuerdo con el caudal especificado. Las pruebas de resistencia se realizan para verificar el ciclo de vida de la válvula.
Además de estas pruebas, las válvulas también pueden someterse a pruebas ambientales, como pruebas de vibración y temperatura, para garantizar que puedan soportar las condiciones de la aplicación prevista.
¿Cuáles son los parámetros de seguridad/precauciones relacionados con las válvulas solenoides de presión de hidrógeno?
El hidrógeno es un gas incoloro e inodoro que se evapora muy fácilmente y es extremadamente inflamable. Por lo tanto, las válvulas de hidrógeno deben cumplir con la directiva ATEX 2014/34/UE para equipos de categoría 2. Esta directiva establece requisitos de seguridad para los equipos utilizados en atmósferas potencialmente explosivas, incluido el hidrógeno.
Las válvulas deben diseñarse y fabricarse para minimizar el riesgo de ignición y evitar fugas. A nivel mundial, IECEx en combinación con directivas específicas de cada país certifica el uso de componentes en aplicaciones de hidrógeno. El sistema IECEx proporciona certificación de equipos e instalaciones de servicio para su uso en atmósferas explosivas, incluido el hidrógeno.
Además del cumplimiento de estas directivas, es importante asegurarse de que las válvulas se instalen y mantengan de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Esto implica una manipulación y almacenamiento correctos de las válvulas, así como controles frecuentes para garantizar que estén en buen estado de funcionamiento. También es fundamental garantizar que las válvulas solo se utilicen para el propósito previsto y que las personas que las operan estén debidamente capacitadas y sean competentes.
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SeitzValve es una empresa familiar independiente con más de 60 años de experiencia. El negocio principal de Eugen Seitz AG es la tecnología de válvulas solenoides para aplicaciones técnicamente exigentes. Desarrollamos soluciones para medios gaseosos a presión media y alta (16 a 1000 bar). Estamos completamente integrados verticalmente: todos nuestros productos se desarrollan, producen, empaquetan y envían desde nuestra oficina central en Suiza, en Wetzikon, cerca de Zúrich. Nuestra oferta competitiva es posible gracias a un alto grado de automatización: la producción funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana y con una mínima intervención manual. Nuestras válvulas líderes en la industria para aplicaciones de estaciones de servicio de hidrógeno (HRS) permiten una tranquilidad a la hora de repostar. Admitimos arquitecturas H35 y H70 con el máximo rendimiento de repostaje a bajo consumo, temperaturas excepcionales y con un espacio mínimo. Todas las válvulas se suministran con instrucciones de funcionamiento y CoC (CE/PED, IECEx, ATEX, Nepsi, CCC y más). La disponibilidad y la fiabilidad son los diferenciadores clave de todas las válvulas Seitz. Cada válvula de hidrógeno se prueba completamente en un banco de pruebas automatizado para comprobar su funcionamiento y evitar fugas con gas formador de hidrógeno. Gracias a nuestro profundo conocimiento en ingeniería de aplicaciones, podemos integrar nuestras válvulas solenoides de primera calidad en módulos de sistemas adaptados a las necesidades de nuestros clientes. El equipo de SeitzValve está preparado para afrontar sus desafíos. No dude en ponerse en contacto con nosotros; estaremos encantados de ayudarle a crear una economía basada en el hidrógeno.
Última actualización: 15.02.2023