Vacío, bajas/altas temperaturas, conexión DIN y M12 [Serie 21] Funciones 2/2, 3/2 y 4/2, tamaños de puerto de 1/4" a 1-1/2".

Descripción general del producto

La válvula ROSS Controls es la variante con clasificación de vacío y conexiones DIN y M12 de la plataforma de válvulas direccionales de asiento en línea de la Serie 21. Diseñadas específicamente para circuitos neumáticos y de vacío que operan en rangos de temperatura extremos, desde -40 °F (-40 °C) hasta 300 °F (150 °C), estas válvulas combinan la construcción de asiento de alto caudal de la Serie 21 con un rango de presión que se extiende hasta el vacío total, e incorporan conexiones eléctricas DIN EN 175301-803 y M12 de desconexión rápida para una instalación en campo y un reemplazo de bobina rápidos.

La serie admite funciones de válvula 2/2, 3/2 y 4/2 con puertos de 1/4" a 1-1/2", y un caudal máximo de Cv 33 (32 000 Nl/min). El rango de presión de funcionamiento abarca desde vacío hasta 150 psig (de vacío a 10 bar), lo que permite que la misma serie de válvulas se utilice tanto en aplicaciones de vacío como en circuitos de aire comprimido estándar sin necesidad de familias de productos separadas.

El servicio de vacío genera requisitos de válvula distintos a los del control de aire comprimido estándar. Cuando la presión dentro de la válvula cae por debajo de la atmosférica, la presión atmosférica empuja el aire hacia el interior, en lugar de la creencia errónea común de que el aire es succionado hacia adentro. Esta serie está específicamente diseñada y probada para este modo de servicio, lo que la hace confiable para aplicaciones de elevación, sujeción, envasado al vacío, transporte neumático y pruebas de fugas de precisión donde se requiere un sellado uniforme bajo presiones diferenciales de vacío.

Las opciones de sellado con fluorocarbono y Buna-N amplían el rango de operación tanto en entornos de procesos industriales de alta temperatura como en instalaciones de almacenamiento en frío o en climas árticos. La certificación TUV Rheinland SIL 2 (SIL 3 en configuración redundante) permite la integración en sistemas de control de maquinaria críticos para la seguridad. Las conexiones de bobina de desconexión rápida DIN y M12 reducen el tiempo de instalación eléctrica y permiten el intercambio de bobinas sin necesidad de desmontar el cuerpo de la válvula ni las tuberías de proceso.

Características de ingeniería clave

• Rango de presión nominal para vacío : funciona desde vacío total hasta 150 psig (vacío a 10 bar), cubriendo aplicaciones tanto de vacío como de aire comprimido estándar en una sola serie de válvulas. Validado para elevación, sujeción, envasado al vacío, transporte y pruebas de fugas.
• Sellos frontales de asiento perpendiculares : crean una alta capacidad de flujo con fugas casi nulas y un sellado positivo bajo vacío y diferenciales de presión, eliminando las pérdidas por derivación y la degradación del mantenimiento de vacío comunes en los diseños de válvulas de carrete.
• Diseño de pistón diferencial : proporciona tiempos de respuesta rápidos y consistentes durante toda la vida útil de la válvula, con fuerzas de cambio abrumadoras que garantizan una actuación positiva desde el vacío hasta la presión de funcionamiento máxima sin vacilaciones ni atascos.
• Funcionamiento sin adherencia : las abrumadoras fuerzas de desplazamiento garantizan una actuación fiable incluso después de largos períodos de inactividad en condiciones de vacío o en entornos industriales contaminados, lo que evita costosas interrupciones de la producción.
• Asientos de válvula autolimpiables de alta velocidad : el aire y el vacío fluyen a través de los asientos de válvula a alta velocidad, eliminando continuamente la contaminación por partículas durante el funcionamiento y reduciendo los requisitos de mantenimiento en entornos sucios de transporte o envasado por vacío.
• Sellos autocompensantes para una mayor durabilidad : el sistema de guiado interno superior ajusta automáticamente la longitud de la carrera a medida que los sellos se desgastan, manteniendo una fuerza de sellado constante y prolongando la vida útil sin necesidad de ajustes de mantenimiento periódicos.
• Conexiones de desconexión rápida DIN EN 175301-803 y M12 : simplifican la instalación eléctrica y permiten la sustitución rápida de la bobina sin necesidad de desmontar las tuberías de proceso ni el cuerpo de la válvula, lo que reduce significativamente el tiempo de mantenimiento planificado y no planificado en entornos de producción.
• Anulación manual sin bloqueo : estándar en todos los modelos controlados por solenoide para la puesta en marcha, la resolución de problemas y la verificación del sistema sin herramientas externas, especialmente útil durante la configuración del sistema de vacío y las pruebas de fugas.
• Opciones de sellado para temperaturas extremas : sellos de fluorocarbono para temperaturas de fluidos de hasta 150 °C (300 °F) y sellos de Buna-N para funcionamiento a bajas temperaturas de hasta -40 °C (-40 °F), que cubren congeladores para procesamiento de alimentos, entornos de hornos calientes e instalaciones exteriores en el Ártico.
• Certificación TUV SIL 2 (SIL 3 en configuración redundante) : permite la integración en arquitecturas de control relacionadas con la seguridad según las normas IEC 61508, IEC 61511 e ISO 13849, los niveles más altos de integridad de seguridad disponibles para componentes de control neumático y de vacío.
• Modelos CAD descargables : disponibles para todas las variantes de la serie a través del sitio web de ROSS Controls para optimizar la integración del diseño de la máquina y reducir el tiempo de desarrollo de ingeniería.

Especificaciones técnicas

Especificaciones generales

Clasificación de temperatura

Esta serie está diseñada específicamente para operar fuera de los rangos de temperatura estándar. La selección del material de sellado determina el rango de temperatura aplicable. Estas válvulas están clasificadas para operar tanto en vacío como a presión positiva en todas las configuraciones de temperatura.

Importante: Para temperaturas del fluido inferiores a 4 °C (40 °F), el aire comprimido debe estar libre de vapor de agua para evitar la formación de hielo dentro de la válvula. En aplicaciones de vacío, asegúrese de que la fuente de vacío esté libre de vapores condensables a bajas temperaturas de funcionamiento.

Datos eléctricos (válvulas piloto solenoides)

Todos los solenoides están diseñados para funcionamiento continuo y cuentan con un grado de protección IP65.

Opciones de conexión eléctrica

Datos de rendimiento del flujo

Datos de rendimiento de flujo para válvulas de control piloto de solenoide 2/2 (se muestran tamaños seleccionados). El rango de presión de operación abarca desde vacío hasta 150 psig para todas las configuraciones.

Fórmula del tiempo de respuesta: Tiempo de respuesta (ms) = M + (F x V), donde M es la constante de respuesta mínima, F es el factor de llenado/vaciado y V es el volumen de salida en pulgadas cúbicas. Los valores de M y F se publican para cada tamaño de puerto y función en el catálogo de la serie ROSS 21.

Certificaciones y cumplimiento

Aplicaciones e industrias típicas

Automatización de manipulación de materiales por vacío y de recogida y colocación

• Sistemas automatizados de ventosas para levantar, posicionar y sujetar piezas en líneas de montaje, incluyendo paneles de vidrio, paneles de carrocería de automóviles, chapa metálica y grandes componentes de plástico donde las pinzas mecánicas dañarían los acabados superficiales.
• Operaciones de recogida y colocación de alta velocidad en embalaje, logística y montaje de productos electrónicos, donde la combinación de una rápida respuesta de la válvula y un sellado al vacío eficaz permite una manipulación precisa y repetible de las piezas a altas velocidades de ciclo.
• Circuitos de herramientas robóticas para el extremo del brazo que requieren control de encendido y apagado del vacío con respuesta rápida y mantenimiento del vacío entre ciclos, donde las conexiones de desconexión rápida DIN o M12 simplifican la integración en sistemas de gestión de cables robóticos.
• Sistemas de transporte por vacío para el traslado de polvos, gránulos y materiales a granel, como harina, azúcar, gránulos de plástico y polvos farmacéuticos, donde se requieren niveles de vacío constantes y un ciclo de válvulas fiable.

Envasado al vacío y procesamiento de alimentos

• Máquinas de envasado al vacío en el procesamiento de alimentos para carnes, productos lácteos y productos perecederos, donde la válvula debe controlar de forma fiable la evacuación de la cámara y la restauración de la atmósfera a lo largo de miles de ciclos por turno.
• Aplicaciones de envasado al vacío a baja temperatura que operan en entornos de procesamiento refrigerados o congelados hasta -40 °F, donde los sellos de Buna-N mantienen la flexibilidad y la integridad del sellado a temperaturas que hacen que los sellos de válvula estándar se vuelvan quebradizos.
• Envases para productos farmacéuticos y dispositivos médicos que requieren niveles de vacío constantes y un sellado hermético de las válvulas para garantizar la esterilidad del producto y la integridad del envase.
• Envasado al vacío de productos de consumo y electrónicos, donde la serie proporciona el control de vacío necesario para aplicaciones de envasado a prueba de manipulaciones y con barrera contra la humedad.

Pruebas de fugas y control de calidad

• Estaciones automatizadas de prueba de fugas para componentes de automoción, recipientes a presión y conjuntos sellados, donde la fuga interna prácticamente nula de la válvula y el sellado positivo del obturador son fundamentales para la precisión de la medición.
• Equipo de prueba de fugas por caída de vacío y caída de presión, donde la válvula debe mantener una referencia de vacío o presión estable sin derivación interna, lo que garantiza que los resultados de la prueba reflejen únicamente la pieza bajo prueba.
• Dispositivo de prueba secuencial que requiere una conmutación fiable del circuito de vacío a través de múltiples canales de prueba, utilizando la función 4/2 para alternar el vacío y la ventilación entre las cámaras de prueba.

Aplicaciones en procesos industriales de alta temperatura

• Procesamiento de acero y metales, incluyendo laminadores en caliente, líneas de recocido y líneas de galvanizado, donde las temperaturas ambiente y del fluido superan habitualmente los 180 °F y se requieren sellos de fluorocarbono para un funcionamiento fiable de las válvulas.
• Termoformado y fabricación de plásticos para controlar el vacío en superficies de moldes calentadas donde las temperaturas del medio alcanzan los 300 °F y los sellos estándar de Buna-N se degradarían y perderían su integridad de sellado.
• Fabricación de vidrio para el control direccional del aire y el vacío cerca de hornos y estaciones de conformado que operan a temperaturas extremas.
• Operaciones de fundición y tratamiento térmico que requieren el control de actuadores neumáticos en las proximidades de procesos con metal fundido o en entornos de hornos de alta temperatura.

Almacenamiento en frío, refrigeración y entornos árticos

• Instalaciones de almacenamiento en frío y refrigeración que utilizan actuadores neumáticos y de vacío en entornos de congelación a temperaturas de hasta -40 °F, donde las juntas de Buna-N mantienen la flexibilidad y la integridad del sellado a temperaturas que provocan fallos en los compuestos de sellado de válvulas estándar.
• Líneas de ultracongelación y envasado criogénico de alimentos y bebidas donde se requiere un control de vacío constante en entornos que también exigen una tolerancia al frío extremo de todos los componentes neumáticos.
• Instalaciones exteriores en zonas árticas o de clima frío para el control de oleoductos, plantas de procesamiento y sistemas de automatización remota donde las temperaturas ambiente descienden por debajo de los -40 °F y las válvulas estándar se congelan o se atascan.

Configuración de pedidos y número de modelo

La serie ROSS 21 utiliza un sistema de numeración de modelos estructurado. A continuación se muestra un desglose para una válvula de control piloto de solenoide 2/2. Los modelos de la serie incluyen configuraciones con clasificación de vacío, indicadas por el código de tamaño del cuerpo/puerto.

Códigos de voltaje: H = 12 VCC, W = 24 VCC, Z = 120 VCA/60 Hz, Y = 240 VCA/60 Hz.

Códigos de tipo de bobina para modelos de solenoide: 1 = DIN Forma A (estándar), 2 = DIN Forma B (estándar), 3 = M12, 4 = Conducto de 1/2" (estándar), 5 = DIN Forma B (baja temperatura, se requiere Buna-N), 6 = Conducto de 1/2" (alta temperatura, se requiere fluorocarbono).

Para roscas G (BSPP), añada "D" después del prefijo de la serie (por ejemplo, D2171B2001W-1). Las opciones de solenoide para bajas temperaturas solo están disponibles en tamaños de cuerpo de 3/8 y 3/4.

Los modelos de la serie son variantes aptas para vacío. Consulte el catálogo de vacío de la serie ROSS 21 para obtener la tabla completa de números de modelo que incluye todos los códigos de tamaño de cuerpo/puerto aptos para vacío.

Accesorios

Conectores eléctricos

ROSS ofrece una gama completa de conectores DIN EN 175301-803 precableados e independientes en configuraciones de tipo A y B, con opciones de sujeción de cable o entrada de conducto NPT de 1/2". Hay disponibles versiones de conectores iluminados para 24 V CC, 120 V CA y 230 V CA, que proporcionan una indicación visual de la activación del solenoide. También se ofrecen conjuntos de cables M12 para sistemas que utilizan infraestructura de cableado de desconexión rápida M12.

Silenciadores de escape

Los silenciadores de escape de aluminio están disponibles para puertos de 1/2", 1" y 1-1/2", con una presión nominal de 290 psig (20 bar). Nota: en aplicaciones de vacío, los silenciadores de escape generalmente no se instalan en el lado de vacío del circuito. Los silenciadores son aplicables a los puertos de suministro y escape de aire comprimido en circuitos mixtos de vacío/presión.

Advertencia: Los silenciadores de escape deben tener una capacidad de flujo al menos igual a la capacidad de escape de las válvulas. Los silenciadores contaminados pueden aumentar la contrapresión y afectar el funcionamiento de las válvulas.

Productos y accesorios relacionados

• Válvulas DIN y M12 de baja/alta temperatura serie 21 (sin vacío) : variante de presión estándar (sin vacío) de la serie 21 con conexiones DIN y M12 para aplicaciones de temperaturas extremas, con un rango de operación de 30 a 150 psig. https://www.rosscontrols.com/en/series/2759-lowhigh-temperatures-din-m12-connection-21-series
• Válvulas clásicas de baja/alta temperatura de la serie 21 : variantes de la serie 21 con conexión de conducto estándar de 1/2" para aplicaciones de temperaturas extremas. https://www.rosscontrols.com/en/series/231-low-high-temperatures-classic-21-series
• Válvulas de temperatura estándar serie 27 : válvulas de asiento en línea de temperatura estándar con puertos de hasta 2-1/2" para caudales más elevados. https://www.rosscontrols.com/en/series/230-standard-temperatures-classic-27-series
• Conectores eléctricos : conectores DIN y M12, conjuntos precableados e indicadores luminosos para electroválvulas ROSS. https://www.rosscontrols.com/en/series/91-electrical-connectors
• Silenciadores de escape : Silenciadores de aluminio con una presión nominal de 290 psig para puertos de 1/2" a 1-1/2" para reducir el ruido del escape. https://www.rosscontrols.com/en/series/90-silencers
• Válvulas de bloqueo (aislamiento de energía) : válvulas de bloqueo LOX para un aislamiento seguro de la energía durante el mantenimiento, de acuerdo con los requisitos de bloqueo/etiquetado de OSHA. https://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Qué diferencia a esta serie de la serie 2759?

A: La principal diferencia radica en el rango de presión de funcionamiento. La Serie 2759 está diseñada para vacío, con un rango de presión que abarca desde vacío total hasta 150 psig (de vacío a 10 bar). La Serie 2759 opera de 30 a 150 psig y no está diseñada para servicio de vacío. Ambas series comparten las mismas conexiones de desconexión rápida DIN y M12, así como las mismas opciones de sellado para temperaturas extremas. Seleccione la Serie 2759 siempre que la aplicación requiera operar a presión inferior a la atmosférica.

P: ¿Para qué aplicaciones de vacío son adecuadas estas válvulas?

A: Esta serie es adecuada para elevación y sujeción por vacío mediante ventosas, envasado al vacío, transporte neumático bajo vacío y pruebas de fugas de precisión. La fuente de vacío suele ser una bomba de vacío o un eyector Venturi. En funcionamiento al vacío, la presión atmosférica empuja el aire hacia la válvula desde el lado de salida, en lugar de la dirección convencional de presión positiva, y la construcción del obturador de esta serie está específicamente diseñada para garantizar un sellado y una actuación fiables en estas condiciones.

P: ¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento?

A: La configuración de mayor rendimiento, una válvula controlada por presión con juntas de fluorocarbono, admite temperaturas ambiente y del fluido de hasta 150 °C (300 °F). Para los modelos con piloto de solenoide y juntas de fluorocarbono, la temperatura máxima del fluido es de 150 °C (300 °F), con un límite de temperatura ambiente de 82 °C (180 °F) para la carcasa del solenoide.

P: ¿Cuál es la temperatura mínima de funcionamiento?

A: Gracias a sus juntas de Buna-N, los modelos para bajas temperaturas funcionan hasta -40 °F (-40 °C) tanto en condiciones ambientales como en condiciones de fluidos, lo que los hace adecuados para entornos árticos y aplicaciones de almacenamiento en frío o ultracongelación.

P: ¿Se pueden utilizar estas válvulas en aplicaciones críticas para la seguridad (con clasificación SIL)?

R: Sí. La plataforma de la Serie 21 cuenta con la certificación TUV Rheinland SIL 2 (IEC 61508/61511) y PL c (EN ISO 13849-1) para aplicaciones individuales. En una configuración redundante (1oo2), las válvulas alcanzan SIL 3 y PL e, aplicables a circuitos de control de vacío y presión dentro de sistemas de control de maquinaria relacionados con la seguridad.

P: ¿Qué material de sellado debo elegir?

A: Elija fluorocarbono para aplicaciones de alta temperatura donde la temperatura del fluido alcance los 149 °C (300 °F). Elija Buna-N para aplicaciones de baja temperatura donde la temperatura del fluido o ambiente descienda hasta -40 °C (-40 °F). La bobina DIN Form B para baja temperatura (código 5) requiere juntas de Buna-N, mientras que la bobina de conducto para alta temperatura (código 6) requiere juntas de fluorocarbono. Ambas opciones de juntas están clasificadas para servicio al vacío.

P: ¿Están disponibles las opciones de rosca NPT y BSPP (G)?

R: Sí. Los modelos estándar vienen con roscas NPT. Para pedirlos con roscas G (BSPP), añada la letra "D" como prefijo al número de modelo (por ejemplo, D2151B2V51).

P: ¿Qué presión de suministro piloto se requiere para el servicio de vacío?

A: Para el suministro piloto interno, la presión de entrada debe cumplir con el umbral mínimo de operación. Para aplicaciones de servicio de vacío, generalmente se requiere un suministro piloto externo, ya que el puerto de entrada opera por debajo de la presión atmosférica. La presión piloto externa debe ser igual o superior a la presión de entrada requerida. Consulte el catálogo de la serie ROSS 21 para conocer los requisitos específicos de suministro piloto según el tamaño y la función del cuerpo.

P: ¿Estas válvulas requieren lubricación?

A: La válvula en sí no requiere lubricación de la línea de aire. En aplicaciones de vacío, generalmente no es apropiado introducir lubricante en el circuito de vacío. Cuando se instalan accesorios opcionales, como dispositivos de indexación de aire, en puertos sin vacío, puede ser necesaria la lubricación. Si se utiliza lubricante, este debe ser a base de petróleo, con una viscosidad ISO 32 o inferior.

P: ¿Cuál es el grado de protección IP de la carcasa del solenoide?

A: Todas las válvulas piloto solenoides cuentan con una clasificación de protección IP65, lo que proporciona protección contra el polvo y resistencia a chorros de agua a baja presión para entornos industriales exigentes, incluidas las líneas de envasado al vacío y las áreas de procesamiento de alimentos sujetas a lavado.

P: ¿Es posible convertir la válvula en campo para que funcione con alimentación piloto interna o externa?

R: Sí. Las válvulas de la serie ROSS 21 se pueden convertir en campo de alimentación piloto interna a externa simplemente reubicando el tapón de tubería entre el puerto piloto externo y el conducto piloto interno. Para aplicaciones de servicio de vacío, la alimentación piloto externa es la configuración estándar. Comuníquese con ROSS para obtener el número de modelo actualizado y mantener la documentación adecuada.

P: ¿Hay modelos CAD 3D disponibles para su integración en el diseño?

R: Sí. Los modelos CAD descargables están disponibles para todas las variantes de la Serie a través del sitio web de ROSS Controls en rosscontrols.com.

P: ¿Cuál es el plazo de entrega previsto?

R: Los plazos de entrega estándar para la fabricación de cantidades de 10 unidades o menos suelen ser de 3 a 4 semanas, con envíos disponibles a todo Estados Unidos.

P: ¿Cómo calculo el tiempo de respuesta de la válvula?

A: Utilice la fórmula: Tiempo de respuesta (ms) = M + (F x V), donde M es la constante de respuesta mínima, F es el factor de llenado/vaciado y V es el volumen aguas abajo en pulgadas cúbicas. Los valores de M y F se publican para cada tamaño de puerto y función en el catálogo de la serie ROSS 21. Para circuitos de vacío, utilice las constantes de vaciado publicadas, ya que la aplicación de vacío extrae volumen en lugar de llenarlo.

Guía de instalación y mantenimiento

• Se puede montar en línea en cualquier orientación; se prefiere el montaje vertical para un rendimiento óptimo y un buen drenaje del condensado.
• Para aplicaciones de vacío, normalmente se requiere un suministro de aire piloto externo, ya que la presión en el puerto de entrada es inferior a la atmosférica. Asegúrese de que el suministro de aire piloto externo esté limpio, seco y a la presión suficiente para cumplir con los requisitos mínimos de funcionamiento de la válvula.
• Suministre aire comprimido filtrado (se recomienda una filtración de 5 micras) en cualquier lado del circuito de aire comprimido para maximizar la vida útil de la válvula.
• No restrinja las líneas de suministro ni los puertos de escape en el lado del aire comprimido, ya que esto puede reducir la presión por debajo del umbral mínimo de funcionamiento y provocar un funcionamiento errático.
• El aire y el gas que fluyen a través de la válvula en servicio de vacío deben estar libres de vapor de agua a temperaturas del fluido inferiores a 40 °F (4 °C) para evitar la formación de hielo dentro de los conductos de la válvula.
• Confirme que la capacidad de la fuente de vacío (bomba o venturi) sea suficiente para mantener los niveles de vacío requeridos, teniendo en cuenta el volumen del circuito y cualquier tasa de disminución de vacío permitida.
• En los puertos de circuitos sin vacío donde se requiera lubricación, utilice únicamente lubricantes a base de petróleo con un punto de anilina entre 82 °C y 104 °C, y una viscosidad ISO 32 o inferior. Evite los aditivos de tipo fosfato.
• Verifique que los silenciadores de escape en los puertos de aire comprimido tengan una capacidad de flujo al menos igual a la capacidad de escape de las válvulas. Los silenciadores contaminados pueden provocar un aumento de la contrapresión.
• Al instalar modelos de solenoide en entornos de alta temperatura, superiores a 180 °F (82 °C), verifique que la bobina del solenoide esté clasificada para la temperatura de aplicación y que se especifiquen juntas de fluorocarbono.
• Para instalaciones a bajas temperaturas, por debajo de 0 °F, confirme que se especifiquen juntas de Buna-N y que el suministro de vacío o aire comprimido esté secado hasta un punto de rocío inferior a la temperatura mínima de funcionamiento.
• Realice todas las tareas de servicio y mantenimiento únicamente después de apagar el sistema, liberar toda la presión y el vacío, e implementar los procedimientos de bloqueo/etiquetado según las normas OSHA 1910.147 y EN 1037.

Garantía y soporte global

ROSS Controls ofrece una garantía de un año en todos sus productos, que cubre defectos de material y mano de obra a partir de la fecha de compra.

El soporte técnico global está disponible a través de las oficinas de ROSS en EE. UU. (sede central en Ferndale, Michigan), Canadá, Brasil, Alemania, Francia, Reino Unido, India, China y Japón.

Comuníquese con ROSS Controls USA al +1-248-764-1800 o visite rosscontrols.com para obtener servicios de configuración de productos, asistencia técnica y localización de distribuidores.

Para obtener datos técnicos completos, planos dimensionales y acceso al configurador de válvulas, visite la página de productos de ROSS Controls o comuníquese con ROSS Controls al (800) 438-7677.

Descargue el catálogo: https://www.rosscontrols.com/en/documents/5342/vacuum-21-series-din-m12