Vannes à vide série 21 Vanne à clapet en ligne avec connexion DIN et M12 avec plage de température accrue

Présentation du produit

La vanne ROSS Controls est la version étanche au vide, avec raccords DIN et M12, de la plateforme de vannes de régulation directionnelles à clapet en ligne de la série 21. Conçues spécifiquement pour les circuits pneumatiques et de vide fonctionnant dans des plages de températures extrêmes allant de -40 °C (-40 °F) à 150 °C (300 °F), ces vannes combinent le débit élevé du clapet de la série 21 avec une plage de pression s'étendant jusqu'au vide absolu. Elles sont dotées de raccords électriques rapides DIN EN 175301-803 et M12 pour une installation rapide sur site et un remplacement aisé de la bobine.

Cette série de vannes prend en charge les fonctions 2/2, 3/2 et 4/2 avec des orifices de 1/4" à 1-1/2", et un débit maximal de Cv 33 (32 000 Nl/min). Sa plage de pression de service s'étend du vide à 150 psig (du vide à 10 bar), permettant ainsi à une même série de vannes de convenir aussi bien aux applications sous vide qu'aux circuits d'air comprimé standard, sans nécessiter de gammes de produits distinctes.

Le fonctionnement sous vide impose des exigences spécifiques aux vannes par rapport à la commande par air comprimé standard. Lorsque la pression interne de la vanne chute en dessous de la pression atmosphérique, cette dernière repousse l'air vers l'intérieur, contrairement à l'idée reçue selon laquelle l'air serait aspiré. La série est spécifiquement conçue et testée pour ce mode de fonctionnement, ce qui garantit sa fiabilité pour les applications de levage, de maintien, de conditionnement sous vide, de transport pneumatique et de contrôle d'étanchéité de précision, où une étanchéité constante sous vide différentiel est indispensable.

Les joints en fluorocarbone et en Buna-N offrent une plage de fonctionnement étendue, aussi bien pour les environnements industriels à haute température que pour les installations frigorifiques ou arctiques à basse température. La certification TÜV Rheinland SIL 2 (SIL 3 en configuration redondante) permet l'intégration dans les systèmes de commande de machines critiques pour la sécurité. Les raccords rapides DIN et M12 pour les bobines réduisent le temps d'installation électrique et permettent le remplacement des bobines sans intervention sur le corps de vanne ni sur la tuyauterie.

Principales caractéristiques techniques

• Plage de pression nominale pour le vide : fonctionne du vide absolu à 150 psig (vide à 10 bar), couvrant les applications sous vide et à air comprimé standard au sein d’une même série de vannes. Validée pour le levage, le maintien, le conditionnement sous vide, le transport et les tests d’étanchéité.
• Joints d'étanchéité à clapet perpendiculaires - Créent une capacité de débit élevée avec une fuite quasi nulle et une étanchéité positive sous vide et différentiels de pression, éliminant les pertes par contournement et la dégradation du maintien du vide courantes dans les conceptions de vannes à tiroir.
• Conception à piston différentiel : assure des temps de réponse rapides et constants tout au long de la durée de vie de la vanne, avec des forces de changement de vitesse exceptionnelles garantissant une actionnement positif du vide à la pression de fonctionnement maximale sans hésitation ni blocage.
• Fonctionnement sans blocage - Des forces de déplacement exceptionnelles garantissent un actionnement fiable même après de longues périodes d'inactivité dans des conditions de maintien sous vide ou dans des environnements industriels contaminés, évitant ainsi des interruptions de production coûteuses.
• Sièges de clapet autonettoyants à haute vitesse - L'air et le vide circulent à grande vitesse à travers les sièges de clapet, éliminant en continu les contaminants particulaires pendant le fonctionnement et réduisant les besoins de maintenance dans les environnements de convoyage ou d'emballage sous vide sales.
• Joints auto-compensateurs pour une durée de vie prolongée - Un système de guidage interne supérieur ajuste automatiquement la longueur de course à mesure que les joints s'usent, maintenant une force d'étanchéité constante et prolongeant la durée de vie sans nécessiter de réglages d'entretien périodiques.
• Raccordements rapides DIN EN 175301-803 et M12 - Simplifient l'installation électrique et permettent un remplacement rapide de la bobine sans perturber la tuyauterie de process ni le corps de vanne, réduisant ainsi considérablement le temps de maintenance planifiée et non planifiée dans les environnements de production.
• Commande manuelle sans verrouillage - Standard sur tous les modèles à commande par solénoïde pour la mise en service, le dépannage et la vérification du système sans outils externes, particulièrement utile lors de la configuration du système de vide et des tests d'étanchéité.
• Options d'étanchéité pour températures extrêmes - Joints en fluorocarbone pour des températures de fluides jusqu'à 300 °F (150 °C) et joints en Buna-N pour un fonctionnement à basse température jusqu'à -40 °F (-40 °C), couvrant les congélateurs de transformation alimentaire, les environnements de fours chauds et les installations extérieures arctiques.
• Certification TUV SIL 2 (SIL 3 en configuration redondante) - Permet l'intégration dans les architectures de contrôle liées à la sécurité selon les normes IEC 61508, IEC 61511 et ISO 13849, les niveaux d'intégrité de sécurité les plus élevés disponibles pour les composants de contrôle pneumatiques et de vide.
• Modèles CAO téléchargeables - Disponibles pour toutes les variantes de la série via le site Web de ROSS Controls afin de simplifier l'intégration de la conception des machines et de réduire les délais d'ingénierie.

Spécifications techniques

Spécifications générales

Classes de température

Cette série est spécialement conçue pour fonctionner en dehors des plages de températures standard. Le choix du matériau d'étanchéité détermine la plage de températures applicable. Ces vannes sont conçues pour fonctionner sous vide et sous pression positive, quelle que soit la température.

Important : Pour les fluides dont la température est inférieure à 4 °C (40 °F), l’air comprimé doit être exempt de vapeur d’eau afin d’éviter la formation de glace à l’intérieur de la vanne. En fonctionnement sous vide, assurez-vous que la source de vide est exempte de vapeurs condensables à basse température.

Données électriques (électrovannes pilotes)

Tous les solénoïdes sont conçus pour un fonctionnement continu et possèdent un indice de protection IP65.

Options de raccordement électrique

Données de performance du débit

Données de performance de débit pour les électrovannes 2/2 à commande pilote (tailles sélectionnées indiquées). La plage de pression de fonctionnement s'étend du vide à 150 psig pour toutes les configurations.

Formule du temps de réponse : Temps de réponse (ms) = M + (F x V), où M est la constante de réponse minimale, F le facteur de remplissage/d'échappement et V le volume aval en pouces cubes. Les valeurs de M et F sont publiées par taille d'orifice et fonction dans le catalogue de la série ROSS 21.

Certifications et conformité

Applications et industries typiques

Automatisation de la manutention de matériaux par aspiration et du prélèvement et du placement

• Systèmes automatisés de ventouses pour le levage, le positionnement et le maintien de pièces sur les chaînes de montage, notamment les panneaux de verre, les panneaux de carrosserie automobile, la tôle et les grands composants en plastique, là où les pinces mécaniques endommageraient les finitions de surface.
• Opérations de prélèvement et de placement à grande vitesse dans les secteurs de l'emballage, de la logistique et de l'assemblage électronique, où la combinaison d'une réponse rapide des vannes et d'une étanchéité sous vide positive permet une manipulation précise et répétable des pièces à des cadences de cycle élevées.
• Circuits d'outillage robotisé en bout de bras nécessitant une commande marche/arrêt du vide avec une réponse rapide et un maintien du vide positif entre les cycles, où les connexions à déconnexion rapide DIN ou M12 simplifient l'intégration dans les systèmes de gestion des câbles robotisés.
• Systèmes de convoyage sous vide transportant des poudres, des granulés et des matériaux en vrac, notamment la farine, le sucre, les granulés de plastique et les poudres pharmaceutiques, nécessitant des niveaux de vide constants et un cycle de vanne fiable.

Emballage sous vide et transformation des aliments

• Machines d'emballage sous vide utilisées dans l'industrie agroalimentaire pour la viande, les produits laitiers et les denrées périssables, où la vanne doit contrôler de manière fiable l'évacuation de la chambre et le rétablissement de l'atmosphère sur des milliers de cycles par poste.
• Applications d'emballage sous vide à basse température fonctionnant dans des environnements de traitement réfrigérés ou congelés jusqu'à -40 °F, où les joints Buna-N conservent leur flexibilité et leur intégrité d'étanchéité à des températures qui rendent les joints de vannes standard cassants.
• Emballages pharmaceutiques et de dispositifs médicaux nécessitant des niveaux de vide constants et une étanchéité parfaite des valves pour garantir la stérilité du produit et l'intégrité de l'emballage.
• Emballage sous vide pour les biens de consommation et les produits électroniques, où cette série assure le contrôle du vide nécessaire aux applications d'emballage inviolable et barrière contre l'humidité.

Tests d'étanchéité et contrôle de la qualité

• Stations de test d'étanchéité automatisées pour les composants automobiles, les réservoirs sous pression et les assemblages étanches, où l'étanchéité interne quasi nulle de la vanne et l'étanchéité positive du clapet sont essentielles à la précision des mesures.
• Équipement de test d'étanchéité par chute de vide et chute de pression où la vanne doit maintenir une référence de vide ou de pression stable sans dérivation interne, garantissant que les résultats du test ne reflètent que la pièce testée.
• Dispositif de test séquentiel nécessitant une commutation fiable du circuit de vide sur plusieurs canaux de test, utilisant la fonction 4/2 pour alterner le vide et la ventilation entre les chambres de test.

Applications de procédés industriels à haute température

• Traitement de l'acier et des métaux, y compris les laminoirs à chaud, les lignes de recuit et les lignes de galvanisation, où les températures ambiantes et des fluides dépassent régulièrement 180 °F et où des joints en fluorocarbone sont nécessaires pour un fonctionnement fiable des vannes.
• Le thermoformage et la fabrication de plastiques pour contrôler le maintien du vide sur des surfaces de moules chauffées où les températures des fluides atteignent 300 °F et où les joints Buna-N standard se dégraderaient et perdraient leur intégrité d'étanchéité.
• Fabrication du verre nécessitant un contrôle directionnel de l'air et du vide à proximité des fours et des stations de formage fonctionnant à des températures extrêmes.
• Opérations de fonderie et de traitement thermique nécessitant une commande d'actionneur pneumatique à proximité immédiate de procédés de fusion de métaux ou d'environnements de fours à haute température.

Entreposage frigorifique, réfrigération et environnements arctiques

• Les installations de stockage frigorifique et de réfrigération utilisant des actionneurs sous vide et pneumatiques dans des environnements de congélation jusqu'à -40 °F, où les joints Buna-N conservent leur flexibilité et leur intégrité d'étanchéité à des températures qui provoquent des défaillances dans les composés d'étanchéité de vannes standard.
• Lignes de surgélation rapide et d'emballage cryogénique pour l'industrie agroalimentaire où un contrôle constant du vide est nécessaire dans des environnements exigeant également une tolérance au froid extrême de tous les composants pneumatiques.
• Installations extérieures dans les zones arctiques ou les climats froids : contrôle des pipelines, installations de traitement et systèmes d’automatisation à distance où les températures ambiantes descendent en dessous de -40 °F et où les vannes standard gèlent ou se bloquent.

Configuration de la commande et du numéro de modèle

La série ROSS 21 utilise un système de numérotation structuré. Vous trouverez ci-dessous le détail d'une électrovanne 2/2 à commande pilote. Les modèles de cette série comprennent des configurations pour applications sous vide, indiquées par le code de taille du corps et des orifices.

Codes de tension : H = 12 V CC, W = 24 V CC, Z = 120 V CA/60 Hz, Y = 240 V CA/60 Hz.

Codes de type de bobine pour les modèles de solénoïde : 1 = DIN Form A (standard), 2 = DIN Form B (standard), 3 = M12, 4 = Conduit 1/2" (standard), 5 = DIN Form B (basse température, Buna-N requis), 6 = Conduit 1/2" (haute température, fluorocarbone requis).

Pour les filetages G (BSPP), ajoutez « D » après le préfixe de la série (par exemple, D2171B2001W-1). Les électrovannes basse température sont disponibles uniquement en diamètres de corps 3/8 et 3/4.

Les modèles de la série sont des variantes conçues pour fonctionner sous vide. Consultez le catalogue ROSS série 21 pour le tableau complet des numéros de modèle, qui répertorie toutes les tailles de corps et d'orifices compatibles avec le vide.

Accessoires

Connecteurs électriques

ROSS propose une gamme complète de connecteurs DIN EN 175301-803 précâblés et autonomes, en configurations A et B, avec options de serrage de câble ou d'entrée de conduit NPT 1/2". Des versions lumineuses sont disponibles pour 24 V CC, 120 V CA et 230 V CA, indiquant visuellement la mise sous tension du solénoïde. Des câbles M12 sont également disponibles pour les systèmes utilisant une infrastructure de câblage à déconnexion rapide M12.

Silencieux d'échappement

Des silencieux d'échappement en aluminium sont disponibles pour des diamètres d'orifice de 1/2", 1" et 1-1/2", avec une pression nominale de 290 psig (20 bar). Remarque : dans les applications sous vide, les silencieux d'échappement ne sont généralement pas installés côté vide du circuit. Ils sont adaptés aux orifices d'alimentation et d'échappement d'air comprimé dans les circuits mixtes vide/pression.

Avertissement : Les silencieux d’échappement doivent avoir un débit au moins égal à celui des soupapes. Des silencieux encrassés peuvent entraîner une augmentation de la contre-pression et affecter le fonctionnement des soupapes.

Produits et accessoires associés

• Vannes série 21 basse/haute température DIN et M12 (sans vide) - Version à pression standard (sans vide) de la série 21 avec raccords DIN et M12 pour applications à températures extrêmes, fonctionnant de 30 à 150 psig. https://www.rosscontrols.com/en/series/2759-lowhigh-temperatures-din-m12-connection-21-series
• Vannes basse/haute température série 21 Classic - Versions à raccordement standard de 1/2" de la série 21 pour les applications à températures extrêmes. https://www.rosscontrols.com/en/series/231-low-high-temperatures-classic-21-series
• Vannes à température standard série 27 - Vannes à clapet en ligne à température standard avec des orifices jusqu'à 2-1/2" pour des débits plus élevés. https://www.rosscontrols.com/en/series/230-standard-temperatures-classic-27-series
• Connecteurs électriques : connecteurs DIN et M12, câbles précâblés et voyants lumineux pour électrovannes ROSS. https://www.rosscontrols.com/en/series/91-electrical-connectors
• Silencieux d'échappement - Silencieux en aluminium conçus pour une pression de 290 psig et des orifices de 1/2" à 1-1/2" afin de réduire le bruit d'échappement. https://www.rosscontrols.com/en/series/90-silencers
• Vannes de consignation (isolation énergétique) - Vannes de consignation LOX pour une isolation énergétique sécurisée lors des opérations de maintenance, conformément aux exigences de consignation/étiquetage de l'OSHA. https://www.rosscontrols.com/en/series/1287-lockout-valves-15-series

Foire aux questions (FAQ)

Q : Qu'est-ce qui différencie cette série de la série 2759 ?

A : La principale différence réside dans la plage de pression de fonctionnement. La série est conçue pour le vide, avec une plage de pression allant du vide absolu à 150 psig (du vide à 10 bar). La série 2759 fonctionne de 30 à 150 psig et n'est pas conçue pour le vide. Les deux séries partagent les mêmes raccords rapides DIN et M12 ainsi que les mêmes options de joints pour températures extrêmes. Choisissez la série 2759 dès que l'application requiert un fonctionnement à une pression inférieure à la pression atmosphérique.

Q : À quelles applications sous vide ces vannes sont-elles adaptées ?

A : Cette série est adaptée au levage et au maintien sous vide à l'aide de ventouses, au conditionnement sous vide, au transport pneumatique sous vide et aux tests d'étanchéité de précision. La source de vide est généralement une pompe à vide ou un éjecteur Venturi. En fonctionnement sous vide, la pression atmosphérique pousse l'air dans la vanne par l'aval, et non par la pression positive comme c'est généralement le cas. La conception du clapet de cette série est spécifiquement optimisée pour garantir une étanchéité et un fonctionnement fiables dans ces conditions.

Q : Quelle est la température de fonctionnement maximale ?

A : La configuration la plus performante, une vanne à pression contrôlée avec joints en fluorocarbone, supporte des températures ambiantes et de fluide jusqu'à 150 °C (300 °F). Pour les modèles à commande par solénoïde avec joints en fluorocarbone, la température maximale du fluide est de 150 °C (300 °F), la température ambiante maximale du boîtier du solénoïde étant de 82 °C (180 °F).

Q : Quelle est la température minimale de fonctionnement ?

A: Grâce aux joints Buna-N, les modèles basse température fonctionnent jusqu'à -40 °F (-40 °C) dans des conditions ambiantes et de fluides, ce qui les rend adaptés aux environnements arctiques et aux applications de stockage frigorifique ou de congélation rapide.

Q : Ces vannes peuvent-elles être utilisées dans des applications critiques pour la sécurité (classées SIL) ?

R : Oui. La plateforme de la série 21 est certifiée TÜV Rheinland SIL 2 (IEC 61508/61511) et PL c (EN ISO 13849-1) en application simple. En configuration redondante (1oo2), les vannes atteignent les niveaux SIL 3 et PL e, applicables aux circuits de régulation de vide et de pression au sein des systèmes de commande de machines critiques pour la sécurité.

Q : Quel matériau d'étanchéité dois-je choisir ?

A : Choisissez un joint en fluorocarbone pour les applications à haute température où la température du fluide atteint 150 °C (300 °F). Choisissez un joint en Buna-N pour les applications à basse température où la température du fluide ou ambiante descend jusqu'à -40 °C (-40 °F). Le serpentin basse température DIN Forme B (code 5) nécessite des joints en Buna-N, tandis que le serpentin haute température pour conduit (code 6) nécessite des joints en fluorocarbone. Les deux types de joints sont adaptés au vide.

Q : Les options de filetage NPT et BSPP (G) sont-elles toutes deux disponibles ?

R : Oui. Les modèles standard sont livrés avec un filetage NPT. Pour commander un modèle avec un filetage G (BSPP), ajoutez « D » en préfixe à la référence (par exemple, D2151B2V51).

Q : Quelle pression d'alimentation pilote est requise pour le service sous vide ?

A : Pour une alimentation pilote interne, la pression d'entrée doit respecter le seuil de fonctionnement minimal. Pour les applications sous vide, une alimentation pilote externe est généralement requise, car l'orifice d'entrée fonctionne à une pression inférieure à la pression atmosphérique. La pression pilote externe doit être égale ou supérieure à la pression d'entrée requise. Consultez le catalogue de la série ROSS 21 pour connaître les exigences spécifiques d'alimentation pilote en fonction de la taille et de la fonction du corps.

Q : Ces soupapes nécessitent-elles une lubrification ?

R : La vanne elle-même ne nécessite pas de lubrification du circuit d'air. En application sous vide, l'introduction de lubrifiant dans le circuit de vide est généralement déconseillée. Lorsque des accessoires optionnels, tels que des dispositifs d'indexation pneumatique, sont installés sur des orifices non soumis au vide, une lubrification peut s'avérer nécessaire. Le cas échéant, le lubrifiant doit être à base de pétrole, de viscosité ISO 32 ou inférieure.

Q : Quel est l'indice de protection IP du boîtier du solénoïde ?

A: Toutes les électrovannes pilotes sont dotées d'un indice de protection IP65, assurant une protection étanche à la poussière et une résistance aux jets d'eau à basse pression pour les environnements industriels difficiles, notamment les lignes d'emballage sous vide et les zones de transformation des aliments soumises au lavage.

Q : La vanne peut-elle être convertie sur site entre une alimentation pilote interne et externe ?

R : Oui. Les vannes de la série ROSS 21 peuvent être converties sur site d'une alimentation pilote interne à une alimentation pilote externe en déplaçant le bouchon de tuyauterie entre l'orifice pilote externe et le passage pilote interne. Pour les applications sous vide, l'alimentation pilote externe est la configuration standard. Veuillez contacter ROSS pour obtenir la référence de modèle mise à jour et conserver la documentation appropriée.

Q : Les modèles CAO 3D sont-ils disponibles pour l'intégration dans la conception ?

R : Oui. Des modèles CAO téléchargeables sont disponibles pour toutes les variantes de la série sur le site Web de ROSS Controls à l'adresse rosscontrols.com.

Q : Quel est le délai de livraison prévu ?

R: Les délais de fabrication standard pour des quantités de 10 unités ou moins sont généralement de 3 à 4 semaines, avec une livraison disponible dans tous les États-Unis.

Q : Comment calculer le temps de réponse d'une vanne ?

A : Utilisez la formule : Temps de réponse (ms) = M + (F x V), où M est la constante de réponse minimale, F le facteur de remplissage/d'échappement et V le volume aval en pouces cubes. Les valeurs de M et F sont publiées par taille d'orifice et fonction dans le catalogue de la série ROSS 21. Pour les circuits à vide, utilisez les constantes d'échappement publiées, car l'application du vide réduit le volume au lieu de le remplir.

Instructions d'installation et d'entretien

• Montage en ligne dans n'importe quelle orientation ; le montage vertical est préférable pour des performances optimales et l'évacuation des condensats.
• Pour les applications sous vide, une alimentation pilote externe est généralement nécessaire car la pression à l'orifice d'entrée est inférieure à la pression atmosphérique. Assurez-vous que l'air d'alimentation pilote externe est propre, sec et à une pression suffisante pour respecter les exigences minimales de fonctionnement de la vanne.
• Fournir de l'air comprimé filtré (filtration de 5 microns recommandée) sur n'importe quel côté air comprimé du circuit afin de maximiser la durée de vie de la vanne.
• Ne pas obstruer les conduites d'alimentation ou les orifices d'échappement du côté air comprimé, car cela peut réduire la pression en dessous du seuil de fonctionnement minimal et provoquer un fonctionnement erratique.
• L'air et le gaz circulant à travers la vanne en service sous vide doivent être exempts de vapeur d'eau à des températures de fluide inférieures à 40 °F (4 °C) pour éviter la formation de glace à l'intérieur des passages de la vanne.
• Vérifiez que la capacité de la source de vide (pompe ou venturi) est suffisante pour maintenir les niveaux de vide requis après avoir pris en compte le volume du circuit et tout taux de dégradation du vide admissible.
• Utilisez exclusivement des lubrifiants à base de pétrole, avec un point d'aniline compris entre 82 °C et 104 °C (180 °F et 220 °F) et une viscosité ISO 32 ou inférieure, sur les orifices des circuits non soumis au vide nécessitant une lubrification. Évitez les additifs à base de phosphate.
• Vérifiez que les silencieux d'échappement des orifices d'air comprimé ont un débit au moins égal à celui des soupapes d'échappement. Des silencieux encrassés peuvent entraîner une augmentation de la contre-pression.
• Lors de l'installation dans des environnements à haute température (supérieure à 180 °F ambiants) pour les modèles à solénoïde, vérifiez que la bobine du solénoïde est adaptée à la température d'application et que des joints en fluorocarbone sont spécifiés.
• Pour les installations à basse température inférieures à 0°F, vérifiez que des joints Buna-N sont spécifiés et que l'alimentation en vide ou en air comprimé est séchée jusqu'à un point de rosée inférieur à la température minimale de fonctionnement.
• N’effectuez aucune intervention de service ou de maintenance uniquement après avoir arrêté le système, évacué toute la pression et le vide, et mis en œuvre les procédures de consignation/étiquetage conformément aux normes OSHA 1910.147 et EN 1037.

Garantie et assistance mondiale

ROSS Controls offre une garantie d'un an sur tous ses produits, couvrant les défauts de matériaux et de fabrication à compter de la date d'achat.

Une assistance technique mondiale est disponible via les bureaux de ROSS aux États-Unis (siège social à Ferndale, Michigan), au Canada, au Brésil, en Allemagne, en France, au Royaume-Uni, en Inde, en Chine et au Japon.

Contactez ROSS Controls USA au +1-248-764-1800 ou visitez rosscontrols.com pour la configuration des produits, le support technique et les services de localisation des distributeurs.

Pour obtenir des données techniques complètes, des dessins dimensionnels et un accès au configurateur de vannes, visitez la page produit de ROSS Controls ou contactez ROSS Controls au (800) 438-7677.

Télécharger le catalogue : https://www.rosscontrols.com/en/documents/5342/vacuum-21-series-din-m12