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Un'armatura di valvola pneumatica (spesso chiamata pistone) è il nucleo ferromagnetico mobile all'interno di una valvola solenoide che reagisce a un campo magnetico per aprire o chiudere l'orifizio della valvola. Agendo idealmente come il “cuore” della valvola, converte l'energia elettrica in movimento meccanico per controllare con precisione il flusso d'aria.
Il calcolo del tempo di spostamento della valvola richiede l'analisi sia dei fattori pneumatici (pressione dell'aria, portata, dimensioni della valvola) sia dei fattori elettrici (tempo di eccitazione della bobina, tensione di alimentazione, caratteristiche del segnale di controllo) per determinare il tempo di risposta totale dall'ingresso del segnale al completamento del cambiamento di posizione della valvola.
La geometria dell'orifizio della valvola influisce direttamente sulle caratteristiche del flusso d'aria attraverso i principi della fluidodinamica: gli orifizi circolari garantiscono un flusso laminare, mentre quelli con bordi affilati creano turbolenze e cadute di pressione. Le geometrie ottimizzate, come i bordi smussati o arrotondati, possono migliorare i coefficienti di flusso del 15-30% rispetto ai modelli standard.
La pressione pilota interna controlla direttamente la velocità di azionamento della valvola determinando la forza disponibile per superare la resistenza della molla e muovere i cursori della valvola; pressioni pilota più elevate riducono i tempi di commutazione da 50 ms a 15 ms, mentre una pressione pilota insufficiente può aumentare i ritardi di risposta di 200-300% in applicazioni critiche.
La caduta di pressione nei passaggi comuni del collettore delle valvole si verifica quando la velocità del flusso supera i limiti di progetto, causando in genere perdite di 5-15 PSI nei collettori sottodimensionati. Per mantenere la pressione e le prestazioni del sistema, è necessario un dimensionamento adeguato che richieda aree della sezione trasversale dei passaggi 2-3 volte più grandi delle singole porte delle valvole.
