Un solénoïde push-pull étanche est utilisé dans de nombreuses industries où il est nécessaire d'utiliser un mouvement linéaire fiable dans des conditions environnementales humides ou difficiles.
En automatisation industrielle, ils servent à commander les portails, les serrures, les vannes, les verrous et les systèmes de tri. Dans les stations d'épuration, les électrovannes étanches régulent et contrôlent le débit d'eau. On les retrouve dans les machines agricoles pour gérer les systèmes d'irrigation, les engrais et autres outils agricoles automatisés, notamment lorsqu'ils sont exposés à la pluie et à l'humidité.
Les électrovannes étanches à commande par poussée-traction sont utilisées dans les dispositifs de sécurité pour sécuriser les entrées, les serrures électriques et les barrières automatiques. Elles sont également utilisées dans le domaine maritime pour la régulation des écoutilles, des écluses ou des instruments de navigation grâce à leurs propriétés d'étanchéité.
Ils sont utilisés dans les distributeurs automatiques, les bornes interactives et les systèmes de billetterie pour commander les dispositifs de distribution ou de verrouillage. Les solénoïdes étanches peuvent être utilisés dans les appareils médicaux et de laboratoire nécessitant un fonctionnement fiable en environnements stériles et humides.
Grâce à leur fiabilité et leur robustesse, les solénoïdes étanches sont utilisés dans les systèmes de transport, les systèmes d'énergies renouvelables et d'autres appareils électroniques d'extérieur. Ils assurent un contrôle précis du mouvement en toutes circonstances, ce qui en fait un composant essentiel des applications industrielles modernes.
Quels sont les défis liés à la conception d'un solénoïde push-pull étanche ?
Concevoir un solénoïde de type « push-pull » étanche est bien plus complexe que d'en concevoir un ordinaire. En effet, un tel solénoïde doit non seulement générer un mouvement de va-et-vient fiable, mais aussi présenter une étanchéité parfaite.
1. Le défi de l'étanchéité du piston mobile
Le principal défi d'un solénoïde push-pull réside dans la conception de son piston.
Un électrovanne à poussoir-tireur possède un piston qui se déplace à l'intérieur de son boîtier. Or, les pièces mobiles constituent toujours une voie d'infiltration potentielle de liquide.
Les problèmes possibles sont les suivants :
- Fuite d'eau au niveau de l'ouverture du piston
- Friction due au fonctionnement répété du joint
- Friction due à l'étanchéité
- Diminution de la vitesse et de la force due à un frottement élevé
Les solutions d'ingénierie comprennent :
Joints toriques
Joints d'arbre
En réalité, une meilleure étanchéité implique plus de friction et donc une force d'actionnement réduite.
2. Trouver le juste équilibre entre étanchéité et force de poussée
Un solénoïde à traction-poussée produit une force magnétique qui réduit l'entrefer entre le plongeur du solénoïde et le noyau en fer.
Lors de la conception de solénoïdes push-pull étanches, les éléments suivants doivent être pris en compte :
- Les joints ajoutés occupent un certain espace
- Des espaces d'air plus importants sont nécessaires
- Le frottement des joints s'oppose à la force d'action
Ainsi
- La force de traction diminue
- La force de poussée diminue
- La réaction ralentit
Ces pertes doivent être compensées lors de la conception.
3. Protection des serpentins imperméables
La bobine d'un solénoïde électromagnétique est un élément très sensible à l'humidité.
Et si de l'eau pénètre à l'intérieur :
- L'isolation se détériore
- Modifications de la résistance électrique
- La bobine peut se court-circuiter et griller.
Les mesures de protection technique comprennent :
Revêtement époxy
- Imprégnation de résine sous vide
- bobines étanches
- Assemblages de bobines entièrement étanches
L'astuce consiste à assurer une bonne dissipation de la chaleur et à tout sceller hermétiquement.
4. Entrée des câbles étanches
Une autre source potentielle de fuites est l'entrée d'un fil électrique.
Les problèmes sont les suivants :
- L'eau peut s'infiltrer par les espaces entre les câbles.
- Dommages causés par la flexion des câbles
- Dégradation du joint du câble au fil du temps
Les solutions sont :
- Utilisation de presse-étoupes (étanches)
- Sorties de câbles et de fils surmoulées
- Fils revêtus d'époxy
- Utilisation de connecteurs IP67
La grande majorité des défaillances des solénoïdes étanches sont dues à une étanchéité défectueuse de l'entrée du câble.
5. Problèmes de dissipation thermique
Un solénoïde ordinaire peut se refroidir par transfert de chaleur à travers son corps.
Toutefois, dans le cas d'un solénoïde poussoir-tireur étanche :
- Les joints empêchent la circulation de l'air
- Les matériaux d'enrobage empêchent la dissipation de la chaleur
- L'ensemble étant encapsulé, il ne peut pas dissiper correctement la chaleur.
Les résultats sont:
- Température plus élevée de la bobine
- cycle de service réduit
- Efficacité réduite
- Durée de vie réduite
Les ingénieurs doivent prendre en compte les éléments suivants :
- Besoins en énergie des bobines
- Taille de fil
- Matériaux utilisés dans la construction
- Méthodes de dissipation thermique
-
Résistance à la corrosion
Un solénoïde étanche est résistant à la corrosion, cependant, la résistance à la corrosion n'implique pas automatiquement l'étanchéité.
Ces solénoïdes fonctionnent à l'extérieur, où il peut y avoir des conditions météorologiques difficiles.
- Eau de pluie
- Brouillard salin
- Substances chimiques
- Humidité
Pour résister à la corrosion, les solénoïdes doivent contenir des matériaux qui :
- Pistons en acier inoxydable
- Nickelage de pièces en acier
- Galvanisation
- Revêtement en poudre
Le choix des matériaux influence le prix final du produit.
-
Fonctionnement plus fluide
Un solénoïde à poussée-traction nécessite :
Pas comme les simples solénoïdes à traction :
- Alignement correct du piston
- Système de guidage à faible friction
- Ressorts de rappel assurant une force perpétuelle
- Mouvement sans retour de flamme
Les joints d'un solénoïde étanche peuvent provoquer :
- Pression latérale
- Plus de friction
- Usure irrégulière
Résultat:
- Fixations
- AVC diminué
- Forces incohérentes
- Défaillance précoce
-
Obtenir des classifications IP plus élevées
Plus l'indice IP est élevé, plus il est difficile de concevoir un solénoïde push-pull étanche.
| Indice IP |
Difficulté |
| IP54 |
Low |
| IP65 |
Moyenne |
| IP66 |
Moyen-élevé |
| IP67 |
Haute |
| IP68 |
Très élevé
|
