válvulas neumáticas
1) Definición
1) Las válvulas
son dispositivos utilizados para controlar la presión o el flujo en un circuito
neumático.
2) Clasificación
1. Válvulas de
distribución. Como su propio nombre indica son las encargadas de distribuir el
aire comprimido en los diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los
cilindros.
2. Válvulas de bloqueo. Son válvulas con la capacidad de
bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas condiciones en el
circuito.
3. Válvulas reguladoras. Aquí nos encontramos con las
válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.
4. Válvulas secuenciales.
Las válvulas neumáticas son considerados elementos de
mando, de hecho, necesitan o consumen poca energía y a cambio, son capaces de
gobernar una energía muy superior. Asimismo, cada clase de válvula mencionada
tiene sus diferentes tipos:
3) Válvulas de distribución.
Se pueden clasificar de varias maneras, por su
construcción interna, por su accionamiento y por el número de vías y
posiciones.
La clasificación más importante es por el número de vías
y posiciones, aunque en este tipo de clasificación no se tiene presente su
construcción ni el pilotaje que lleva.
Si tenemos la clasificación de estas válvulas por su tipo
de accionamiento, tendremos la información precisa para saber si la válvula
acciona directamente o indirectamente.
En cambio, si hacemos una clasificación por su
construcción física, sabremos si es de corredera, de disco o de asiento.
Válvulas de bloqueo.
En este tipo de válvulas encontraremos, válvulas anti
retorno, de simultaneidad, de selección de circuito y de escape.
Válvulas de regulación.
En esta clase de válvulas encontraremos que tipo de
regulación hacen, si son con aire de entrada o de salida, y las válvulas de
presión.
3) Válvulas direccionales
En los circuitos
hidráulicos las válvulas de control direccional llamadas válvulas de vías o
válvulas direccionales son las que controlan los actuadores dirigiendo su
funcionamiento en una dirección o otra, permitiendo o bloqueando el paso de
aceite o aire ya sean hidráulicas o neumáticas, tanto con presión o al tanque.
Este componente dentro del nombre ya tenemos indicada las
características del mismo siendo este formado por el número de vías, seguido
del número de posiciones.
El número de vías nos indica el número de conexiones que
tiene la válvula, el número de posiciones es el número de maniobras distintas
que puede realizar una válvula, estas posiciones están representadas en los
esquemas neumáticos o hidráulicos por cuadrados que en su interior indica las
uniones que realizan internamente la válvula con las diferentes vías y la
dirección de circulación del líquido o aire, o en el caso de una línea que sale
de una vía y no tiene unión con otra vía sería en el caso de estar bloqueada esa
vía en esa posición.
Los tipos de válvulas de control direccional que nos
podemos encontrar son los siguientes:
Válvula direccional 2/2: En este caso la válvula en una
posición une las dos vías y en la otra posición las separa.
Válvula direccional 3/2: Tiene dos posiciones y tres vías
donde una de ellas va al actuador, normalmente un cilindro de simple efecto o
actuador que tiene un retorno mecánico, normalmente por muelle y las otras dos
vías van al tanque y a la presión haciendo que en una posición el aceite o
aire, dependiendo si el circuito es hidráulico o neumático, vaya al actuador
presión y en la otra posición retorne del actuador al tanque.
Válvula direccional 4/2: Tiene dos posiciones como en el
caso anterior de la válvula 3/2 pero en este caso tiene dos vías al actuador,
permitiendo que en una posición provoque el funcionamiento del actuador en
sentido contrario, ya siendo un cilindro de doble efecto haciendo que en una
posición salga el pistón y en la otra entre el pistón del cilindro. En el caso
que el actuador sea un motor hidráulico girará en un sentido al estar en una
posición y en el sentido contrario al cambiar la válvula de posición.
Válvula direccional 4/3: Estas válvulas siguen teniendo 4
vías, que son presión (P), tanque (T), A y B que son las vías que van al
actuador ya sea cilindro o bomba hidráulica. La variación está en que tiene
tres posiciones siendo iguales los circuitos internos de las posiciones
laterales que las encontradas en las válvulas 4/2, pero nos encontramos con la
posición central cuyo circuito puede ser de varias formas diferentes:
Válvula direccional 4/3 con centro abierto: El centro
abierto significa que las cuatro vías están unidas internamente.
Válvula direccional 4/3 con centro cerrado: El centro
cerrado significa que las cuatro vías están bloqueadas internamente impidiendo
la circulación del aceite o aire en ninguna de las direcciones.
Válvula direccional 4/3 de centro en tándem: el centro en
tándem significa que tiene las dos vías que van al actuador bloqueadas y las
dos vías que van a la presión y al tanque conectadas permitiendo que se quede
el actuador bloqueado y la presión enviarla al tanque o a otra válvula mientras
está ese actuador inmovilizado.
Válvula direccional 4/3 de centro abierto negativo: En
este caso el centro tiene la presión bloqueada y el actuador retorno por las
dos vías la presión al tanque.
Nos podemos encontrar con más tipos de circuitos en la
válvula 4/3 que dependiendo de la necesidad del circuito pueden ser:
A y T abiertos con P y B cerrados.
P, A y B abiertos entre si y T cerrado.
A y P abiertos y B y T cerrados.
B, P y T abiertos y A cerrado
4) válvulas reguladoras de flujo
Limitan el flujo en una tubería, esto con el fin de
evitar daños a los elementos o reducir la velocidad con que estos actúan. Son
muy usados para aumentar la seguridad de una instalación y deben ir después de un compresor, El aire
puede circular por la estrangulación o por el anti retorno, cuando el anti
retorno le deje paso libre circulará a la misma velocidad que en el resto del
circuito, sin embargo, cuando el anti retorno le corte el paso el único camino
que le quedará será la estrangulación y por lo tanto disminuirá su velocidad.
5) válvulas de bloqueo
Las válvulas de bloqueo cortan el paso del aire
comprimido. En ellas se bloquea un solo sentido de paso, de forma que el otro
sentido queda libre. Las válvulas de bloqueo se suelen construir de forma que
el aire comprimido actúa sobre la pieza de bloqueo y así refuerza el efecto
cierre.
Válvula anti retorno
Libera el paso en un sentido y bloquea el paso en el
sentido contrario. Cuando la fuerza del aire a presión es superior a la tensión
previa del muelle, el obturador se levanta de su asiento y deja pasar el aire
comprimido. En el sentido contrario, la presión afianza la posición del
obturador, sumando su fuerza a la ya existente del muelle.
Válvula Anti retorno Pilotada
Si la presión en la conexión 1 es mayor que la de la
salida 2, la válvula de anti retorno permite la circulación libre del aire.
Funciona del mismo modo que la válvula anti retorno simple. Pero además, la
válvula puede desbloquearse por la línea de pilotaje 12, liberando el
obturador, permitiendo el paso del aire en la dirección 2-1.
6) válvulas de presión
Una válvula reguladora de
presión controla la presión del aire del circuito, los valores de presión que
proporciona a su salida pueden oscilar entre 0 y el máximo que proporcione el
compresor (6 - 10 bar)
Para seleccionar la presión
de trabajo a la que se quiere trabajar los reguladores disponen de un elemento
externo, por ejemplo un tornillo. Este elemento tensa un muelle que va unido a
un soporte mecánico; este soporte abre o cierra dos pasos de aire: el de la
entrada y el que permite liberar el aire sobrante.
A continuación se presenta
el principio de funcionamiento de las válvulas reguladoras de presión. Podrás
regular la presión con los botones de giro dcha. he izqda. como si un regulador
real se tratase.
7) válvulas especiales
Las válvulas solenoides
pueden ser de dos tipos, de vástago que se utilizan en válvulas pequeñas y algo
antiguas y de membrana. Todas tienen sentido de circulación, deben funcionar en
posición horizontal con la bobina hacia arriba y su consumo eléctrico es muy
pequeño. Cuando la bobina del solenoide no tiene tensión la válvula está
cerrada mediante un muelle y la presión de alta que se queda en la parte
superior. Cuando excitamos la bobina hacemos subir el vástago y abre la
válvula. La bobina no hace ningún esfuerzo ya que no tienen que vencer ninguna
presión. Las válvulas se suministran por partes, ofreciendo la posibilidad de
diseñar la válvula según sus requisitos. Están disponibles en diferentes
tamaños, tipos de conexiones y con bobinas de diferentes tensiones y
frecuencias.
Sirven para líneas de líquido, aspiración y gas
caliente con amoníaco o refrigerantes fluorados.
Diferentes tipos de válvulas
solenoides
Las bobinas están
especialmente diseñadas para trabajar en ambientes agresivos con alta humedad y
fluctuaciones de temperatura, condiciones usuales en la mayoría de las
instalaciones de refrigeración.
Son de fácil montaje y desmontaje, lo cual asegura una
instalación sin errores. Las bobinas se montan sin ningún tipo de herramientas
y para desmontarlas solo se precisa un destornillador.
Aspecto exterior de dos válvulas
inversoras
Esta válvula está compuesta
por la válvula principal y una válvula piloto, esta última tiene como función
ayudar a desplazar el patín interior para realizar el cambio de ciclo. Por otro
lado la válvula principal está compuesta
por cuatro vías que, para entender su funcionamiento fijaremos las posiciones
que no varían en el circuito y así la comprensión en el funcionamiento del paso
de refrigerante se simplifica.
En primer lugar la descarga
del compresor ira siempre sobre la tubería que está sola y opuesta a las otras
tres por tanto esta línea será gas a alta presión.
En segundo lugar la
aspiración del compresor será siempre la tubería central que está acompañada de
las otras dos tuberías, las tuberías de los extremos serán las que cambien
siendo en función del modo de empleo del equipo (frío o calor) será aspiración
o descarga.
Funcionamiento en modo frio
Desde el compresor descarga
refrigerante hacia la válvula de 4 vías penetrará por la tubería que está sola,
y pasará a la tubería lateral derecha donde entrará en el intercambiador
exterior, aquí el refrigerante se licuará, después se expansionará en el
elemento de expansión para entrar en el intercambiador interior y evaporarse
saldrá hacia la válvula inversor donde se dirigirá a la tubería lateral
izquierda pasara a través del patín interior a la tubería fijada como
aspiración (tubería central), y llegará al compresor.
8) determinación del tamaño
de una válvula
Existen diez parámetros
básicos que definen las principales características de funcionamiento y
rendimiento de las válvulas direccionales neumáticas, y que es preciso
presentarlos para establecer criterios de comparación entre los mismos
productos de distintos fabricantes:
1. Número de vías y
posiciones.
2. Tamaño (caudal).
3. Tipos de mando.
4. Características de
presión.
5. Montajes.
6. Frecuencia de actuación.
7. Solenoides.
8. Temperaturas de uso.
9. Modularidad.
10. Repuestos.
9) mantenimiento a válvulas
La vida de las válvulas
direccionales queda determinada por los ciclos de conmutación realizados. Por
lo tanto en función de este parámetro se encara también el programa de
mantenimiento preventivo de válvulas. Puede establecerse un plan de
mantenimiento preventivo que considere intervenciones por períodos semanales,
cada 8 millones de ciclos de conmutación (ó 1 año) y cada 24 millones de ciclos
de conmutación (ó 3 años). Estipular por ejemplo controles visuales de fugas y
recambios preventivos de partes deterioradas La frecuencia de intervenciones es
afectada además por un correcto montaje y por la calidad del aire suministrado
(limpieza, humedad y lubricación). El montaje inadecuado o la mala calidad del
aire pueden reducir notablemente la vida de las válvulas, y como consecuencia
requerirán una mayor carga de mantenimiento. Desarme de unidades La tarea de
desarme puede ser realizada “en banco” retirando la válvula de la máquina. En
ambos casos se deber interrumpir el suministro de aire a fin de evitar
accidentes o rotura.
Limpieza de partes
El lavado de partes puede
realizarse por inmersión en nafta y pincel o cepillo de limpieza, soplete ando
con aire a presión limpio y seco. Es conveniente repetir la operación varias
veces hasta obtener una limpieza a fondo de las partes. EI uso de solventes o
desengrasantes industriales queda limitado a aquellos que no contengan
productos clorados.
10) resumen
Una válvula se puede definir
como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la
circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre,
cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
Las válvulas son unos de los
instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y
materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular,
modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples
hasta los más corrosivos o tóxicos.
El símbolo representa el
funcionamiento de la válvula su accionamiento y su y/o reacción.
Dependiendo del uso de las
válvulas de un circuito podemos encontrar diferente tipos como válvulas de
vías, anti retorno, de estrangulación o reguladoras de flujo y las especiales.
11. cuestionario.
1. ¿Qué es una válvula?
Las válvulas son
dispositivos utilizados para controlar la presión o el flujo en un circuito
neumático.
2. ¿Cómo se clasifican las
válvulas?
Válvulas de vías, de cierre
(anti retorno), de estrangulación o reguladoras de flujo.
3. ¿Cuáles son las
características de las válvulas de vías?
Las características de las
válvulas de vías, son el número de conexiones (vías), el número de posiciones,
su tipo de accionamiento y la forma en la que esta vuelve en su posición
original.
4. ¿Qué función tienen las
válvulas de cierre o anti retorno?
Permiten que el flujo de
aire pase a través de esta en una sola dirección.
5. ¿Qué función tienen las
válvulas de regulación o estranguladoras de flujo?
Limitan el flujo en una
tubería, esto con el fin de evitar daños a los elementos o reducir la velocidad
con que estos actúan.
6. ¿Qué tipos de válvula de
bloqueo hay?
Anti retorno, simultáneas,
selectivas y de escape.
7. ¿para que se utiliza una
válvula de presión?
Para controlar la presión de
aire en un circuito.
8. ¿Qué función tiene la
válvula reguladora de flujo?
Las válvulas reguladoras de
caudal permiten controlar la velocidad de avance o retroceso de un cilindro.
9. ¿De qué otra forma se les
conoce a las válvulas de vías?
Válvulas direccionales.
10. menciona algún tipo de
válvula especial y su funcionamiento.
La válvula de guillotina
unidireccional y de uso fijo es para la regulación y control de fluidos con una
elevada carga de partículas en suspensión.
12. bibliografía.
