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Une armature de soupape pneumatique (souvent appelée piston) est le noyau ferromagnétique mobile à l'intérieur d'une électrovanne qui réagit à un champ magnétique pour ouvrir ou fermer l'orifice de la soupape. Agissant idéalement comme le “ cœur ” de la soupape, elle convertit l'énergie électrique en mouvement mécanique afin de contrôler avec précision le débit d'air.
Le calcul du temps de commutation des vannes nécessite l'analyse des facteurs pneumatiques (pression d'air, débit, taille des vannes) et électriques (temps d'activation de la bobine, tension d'alimentation, caractéristiques du signal de commande) afin de déterminer le temps de réponse total entre l'entrée du signal et le changement complet de position de la vanne.
La géométrie de l'orifice de la vanne influe directement sur les caractéristiques du débit d'air selon les principes de la dynamique des fluides. Les orifices circulaires assurent un écoulement laminaire, tandis que les designs à arêtes vives créent des turbulences et des chutes de pression. Les géométries optimisées, telles que les arêtes chanfreinées ou arrondies, peuvent améliorer les coefficients d'écoulement de 15 à 30% par rapport aux designs standard.
La pression pilote interne contrôle directement la vitesse d'actionnement de la vanne en déterminant la force disponible pour surmonter la résistance du ressort et déplacer les tiroirs de la vanne. Des pressions pilotes plus élevées réduisent les temps de commutation de 50 ms à 15 ms, tandis qu'une pression pilote insuffisante peut augmenter les délais de réponse de 200 à 300% dans les applications critiques.
Une chute de pression dans les passages communs du collecteur de vannes se produit lorsque la vitesse d'écoulement dépasse les limites de conception, entraînant généralement des pertes de 5 à 15 PSI dans les collecteurs sous-dimensionnés. Un dimensionnement approprié nécessite des sections transversales de passage 2 à 3 fois plus grandes que les orifices individuels des vannes afin de maintenir la pression et les performances du système.
