Estructura de Circuitos Hidráulicos en Ingeniería Industrial
- Válvulas de alivio de acción directa
- Válvulas de alivio de operación piloto
- Circuitos de control remoto para válvulas de alivio operadas por piloto
- Válvulas by pass, 0 válvulas de secuencia y descarga
- Válvulas hidráulicas de reducción de presión .
- Mantenimiento de una presión
- Descarga de bombas
- Válvulas de comando de centro tandem 0 centro abierto
- Control de la velocidad en circuito hidráulicos .
- Operación desde diversas posiciones
- Bibliografía y Sitios WEB de interés para Ingenieros Industriales
VÁLVULAS DE ALIVIO DE ACCIÓN DIRECTA
Tal como observamos en la Fig. 5.1 una forma simple esta constituida por una esfera cargada por un resorte. Varias formas de elementos de cierre pueden ser realizados en reemplazo de la esfera y que pueden actuar como del tipo de las válvulas anti-retorno
Estas válvulas de alivio de acción directa deben ser únicamente como elementos de seguridad, su funcionamiento y rendimiento son muy inferiores a las válvulas de alivio compensadas y pilotadas
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Las razones de su limitación de funcionamiento podemos enumerarlas de la siguiente forma :
1) El valor diferencial existente entre la presión de apertura y la presión de flujo total de la válvula es demasiado amplio, tal como podemos observarlo en la figura nº 5.2.
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La acción ideal de una válvula de alivio es la de aliviar el flujo total generado por la bomba una vez que se ha llegado al limite de presión fijado mediante la carga del resorte , desafortunadamente esta condición es prácticamente imposible de lograr.
La presión de ruptura esta definida por el valor de presión al cual el aceite comienza a pasar del circuito principal al tanque. En las válvulas de alivio de acción directa, para que ello ocurra el sistema de presión tiene que balancear la tensión de oposición del resorte. La compresión de este resorte hace que para obtener una apertura total de la válvula de alivio deba incrementarse la presión a valores no aceptables en un circuito bien diseñado.
En la Fig. 5.2, observamos la performance de una típica válvula de alivio de acción directa de construcción sumamente económica , ella está ajustada a una de ruptura de 1.000 lb./pulg² y está conectada a un sistema que entrega 20 galones por minuto hacia un cilindro hidráulico.
Cuando este cilindro alcanza el final de su carrera o se detiene por acción de su trabajo, la presión se incrementa llegando al punto A del diagrama al nivel e 1.000 lb./pulg² .
Cuando la carga se incrementa, parte del aceite que entrega la bomba es descargado al tanque y el cilindro desciende su velocidad de trabajo. Por ejemplo cuando la presión está a 1.200 libras. aproximadamente 10 galones por minuto son entregados al cilindro moviéndose este a la mitad de la velocidad. A 1.500 lb. el cilindro se detiene, recién a esa presión todo el caudal de la bomba es enviado al tanque a través de la válvula de alivio.
De este hecho podemos deducir que no solo el cilindro ve afectada su velocidad de desplazamiento sino, que se produce una gran perdida de energía transformada en calor que concluye con el sobrecalentamiento de todo el sistema hidráulico.
VÁLVULAS DE ALIVIO DE OPERACIÓN PILOTO
Una válvula de alivio accionada por piloto está constituida por un vástago principal cerrado en una cámara primaria donde se hace presente la presión hidráulica , el nivel de regulación es efectuado por una pequeña válvula de alivio de acción directa ubicada sobre el cuerpo de la válvula principal y controlada a través de un volante de ajuste. El resorte principal es relativamente liviano , motivado porque el vástago principal en cuestión está compensado en cualquier rango de presión a que opera la válvula , por otra parte puede ser montado en cualquier posición. Las ventajas de este tipo de válvulas son las siguientes:
1) La diferencial existente entre la presión de ruptura y la de alivio total es mucho menor que las válvulas de acción directa .
2) Tiene un rango de ajuste mucho más extendido que las válvulas de acción directa.
3) Pueden ser controladas en forma remota para cambiar y variar la presión de servicio como ser desviadas totalmente permitiendo descargarla bomba libremente al tanque .
ACCIÓN DE UNA VÁLVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO
En la Fig. 5.3 observamos el diagrama de acción de una válvula de este tipo.- En el diagrama surge que la diferencial de presiones entre el punto A ( presión de ruptura) y el punto B ( total alivio del sistema) es de escasamente 100 lb., lo que en el caso del circuito anterior permitiría la detención absoluta del cilindro sobrecargado .
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PRINCIPIO DE OPERACIÓN DE UNA VÁLVULA DE ALIVIO OPERADA POR PILOTO
En la Fig. 5,4, observemos que el vástago principal está cerrado contra el asiento inferior mediante la acción de un resorte de oposición
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La presión proveniente de la bomba pasa a la zona superior a través de un pequeño orificio realizado en el vástago . de esta manera de ambas caras de las válvula tenemos el mismo valor de presión, El nivel de presión de la cámara superior es mantenido mediante una pequeña válvula piloto de alivio directa controlada por la perilla de ajuste , cuando la presión de suministra supera el valor de ajuste del resorte de la válvula piloto el asiento de esta se retira permitiendo un drenaje de la cámara superior del vástago principal hacia el tanque este drenaje produce un descarga de presión que desbalancea el vástago principal forzándolo a abrir el asiento , esta apertura del asiento es proporcional a la diferencial de presión que existe, produciéndose entonces el alivio de la bomba hacia el tanque manteniendo en el circuito el valor de presión ajustado.
En la Fig. 5,5, en parte A , observamos el símbolo completo USA de la válvula de alivio , las varias partes corresponden a las reales en su construcción .
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En la Parte B, vemos el símbolo simplificado de usa general en diagramas de circuito , donde la línea marcada como control remoto la distingue de las válvulas de alivio de acción directa.
CONTROL REMOTO DE VÁLVULAS DE ALIVIO POR ACCIÓN PILOTO
La mayoría de las válvulas de alivio operadas por piloto llevan una conexión externa de control que usualmente es de 1/4" B.S.P.T. Este orificio esta generalmente identificado por las letras RC, o por la palabra VENT, Para que las condiciones de control remoto de la válvula sean adecuadas es aconsejable no montar los sistemas de control a más de diez pies de la válvula principal.
En la Fig. 5.6 la válvula 1, es una pequeña válvula de alivio auxiliar instalada en un punto distante en la válvula de alivio principal y conectada al venteo mediante una cañería de un cuarto o 3/8". Esto permite al aperador controlar remotamente la presión de servicio.
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La válvula 1 esta conectada en paralelo con la válvula 2 que es la sección piloto de la válvula principal, y que a su vez está controlada por un volante de ajuste. Cuando dos válvulas de alivio se encuentran conectadas en paralelo sobre la misma línea de presión hidráulica aquella que esta ajustada al valor más bajo tiene preponderancia sobra el circuito, es por ello que debemos tomar la siguiente precaución el volante de ajuste de la válvula principal debe estar colocando al valor más elevado de presión deseada, de esta forma la válvula de control remoto 1 puede ser ajustada a valores más bajos que el anunciado precedentemente. La válvula de control remoto nunca podrá ser ajustada a valores superiores fijados en la válvula 2.
Un uso común del control remoto es la colocación de válvulas de control remoto montadas en panel y conectadas mediante tuberías de pequeña sección, a los efectos de que los operadores puedan efectuar el control de un equipo a distancias .
La máxima separación de 3 metros es sugerida a causa de que con líneas más largas la respuesta tiende a ser perezosa , separaciones más largas son posibles en algunas instalaciones con adecuados tipos de válvulas de alivio.
En la Fig. 5.7 observamos un tipo de válvula de alivio de acción directa de tamaño reducido fabricada para ser utilizada como control remoto de una válvula de alivio principal.
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VENTEO DE UNA VÁLVULA DE ALIVIO DE ACCIÓN PILOTO
En la Fig.5.8. la válvula (1) es una válvula de ventea, puede ser instalada en forma adyacente en la válvula de alivio principal a a una distancia de 3 metros.
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Generalmente es una válvula a miniatura de apertura manual , accionada a solenoide, o por acción mecánica. Refiriéndonos al diagrama la operación es la siguiente: la conexión RC a la válvula principal es directa venteando ese orificio al tanque mediante la válvula exterior (1) , se reduce la presión al valor O , entonces el aceite proveniente de la bomba impulsa al vástago principal de la válvula de alivio hacia arriba y se produce una apertura libre de descarga al tanque.
El resorte principal que sostiene el vástago principal cierra este a valores relativamente bajos similares a los de tensión de una válvula de retención. Este valor crea una presión remanente cuando la válvula principal es venteada, valor que llega según las diferentes marcas de válvulas al nivel de 15 a 75 lbs/pulg.2.
La válvula (1) puede ser una válvula de dos vías normalmente, o normalmente abierta dependiendo ello de las condiciones en que vanos a utilizar el circuito, Usualmente una válvula normalmente abierta es preferida especialmente si es del tiempo tiempo de accionamiento a solenoide.
Reviendo la operación de ventea podemos decir: cuando la válvula remoto (1) está cerrada la válvula de alivio funciona en sus condiciones normales coma si el orificio RC estuviera taponado.
Cuando la válvula (1) es abierta, se alivia la presión de la cámara superior, provocando la apertura total de la válvula de alivio al tanque.
CIRCUITOS DE CONTROL REMOTO PARA VÁLVULAS DE ALIVIO OPERADAS POR PILOTO
En la Fig. 5.9, observamos una combinación de ventea y reducción de presión . La válvula de control remoto (1) puede ser accionada en forma manual a a través de una solenoide. En su posición central tiene la presión conectada a tanque y la salida al cilindro bloqueadas. Cuando el Solenoide A es energizado , la línea de venteo es bloqueada y la válvula (3) funciona normalmente como una válvula de alivio. Cuando el solenoide 8 es energizado, la conexión RC es conectada a la válvula 2 asumiendo entonces el circuito la presión ajustada en esta.
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En la Fig. 5.10 observamos un sistema de presiones múltiples , con la válvula (1) en posición central, la conexión RC está bloqueada, y el sistema se encuentra operando al máximo valor de presión ajustado en el volante de la válvula principal (4). Cuando el solenoide A o B son energizados la conexión RC es conectada a las válvulas de control remoto 2 o 3 que colocan el circuito a sus correspondientes valores de ajuste.
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Es realmente ilimitado el numero de niveles de presión que pueden ser obtenidos de esta forma pero siempre el valor máximo de presión debe quedar fijado en la válvula 4.
VÁLVULAS BY PASS, 0 VÁLVULAS DE SECUENCIA Y DESCARGA
La válvula hidráulica by-pass , que observamos en las ilustraciones cumplen propósitos generales en el control de la presión de un circuito hidráulico, pueden operar como contrabalanceo, secuencia , descarga y otras funciones requeridas por una válvula de dos vías operada .
En la fig. 5.11 en su parte A vemos el corte básico de una válvula de by-pass sin retención incorporada para el libre flujo en sentido inverso. Un uso común para estas válvulas es descarga de bombas, en estos casos el flujo siempre es de la entrada a la salida, y nunca en dirección opuesta
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En la parte B , vemos el corte básico con la adición de una válvula de retención incorporada, Su uso común es el de secuencia a contrabalanceo, cuando el flujo debe ser reverso durante una parte del ciclo.
La válvula de by-pass a válvula de secuencia es una válvula de dos vías, normalmente cerrada y operada por piloto, el vástago compensado a la presión se encuentra en posición normalmente cerrada mediante la acción de un resorte ajustable.
La válvula puede ser abierta mediante la aplicación de una presión piloto en el extremo del vástago opuesto al resorte, la tensión de este determina el nivel de la presión piloto necesaria para efectuar la apertura de la válvula.
SUMINISTRO PILOTO La válvula esta realizada para recibir señales piloto procedentes del suministro interno de presión o de un suministro externo, conectado en la conexión piloto externo. Si el suministro piloto es externo, el pasaje interno debe ser bloqueado mediante un tapón en algunos modelos de válvulas este pasaje interno es bloqueado mediante la rotación de la tapa inferior de la válvula 180º .
El suministro de presión piloto externo es empleado en los casos de descarga de bomba y en cierto tipos de contrabalanceo. El pilotaje interno es empleado en otros casos de contrabalanceo y para aplicaciones de secuencia.
Drenaje. Es necesario una especial atención para el venteo a drenaje de la cámara en la cual actúa el resorte del vástago principal de la válvula by-pass a secuencia. La cámara donde actúa el resorte debe ser venteada aproximadamente a presión atmosférica, cuando el vástago se mueve el volumen de la cámara del resorte varía , de esta forma necesitamos mantener esta cámara a presión atmosférica a los efectos de no interferir la acción del vástago principal. Un drenaje externo es provisto en la válvula y debe ser conducido al tanque sin restricciones apreciable. En muchos circuitos la cámara del resorte puede ser drenada hacia el conducto de la salida principal de la válvula y para obtener ello podemos abrir el pasaje del drenaje interno que normalmente se encuentra taponado. En muchos tipos de válvulas puede obtenerse el drenaje interno a externo mediante la simple rotación de 180º de la tapa superior,
Podamos tomar como patrón para efectuar los drenajes de una válvula de secuencia o descarga el siguiente axioma: sólo podamos drenar internamente una válvula de descarga o secuencia, cuando su conexión principal de salida va dirigida al tanque,
APLICACIONES DE LA VÁLVULA BY PASS
En la Fig. 5.12 podemos observar un sistema de presión alta y baja mediante el empleo de una bomba de baja presión PF-1 y una de alta presión y pequeños volumen PF-2 .
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El circuito esta realizado para proveer un alto volumen de aceite procedente de ambas bombas a baja presión, para producir el rápido avance de un cilindro hasta el punto de trabajo. Cuando se llegue a este punto la bomba PF-1 debe ser automáticamente descargada, empleando la válvula by pass quedando entonces. aplicada toda la potencia del motor eléctrico para mover la bomba de alta presión PF-2. En este circuito la válvula 1 es la by pass, 2 es la válvula de alivio del circuito y 3 es la válvula de retención que aísla ambas bombas.
Para esta aplicación la válvula 1, que alivia la bomba PF-1 es externamente pilotada desde la bomba PF-2. Siendo que la salida principal de la válvula 1 está permanentemente conectada al tanque , ella está drenada internamente tal como su símbolo . La presión a la cual la válvula 1 descargará la bomba al tanque es controlada mediante su volante de ajuste. La acción de la válvula 1 es diferente a la de la válvula de alivio en este circuito . Si empleáramos una válvula de alivio en reemplazo de la válvula 1, cuando la bomba PF-1 llegue al valor ajustado aliviará la bomba PF-1 a ese valor permanente esto producirá un calentamiento como así también una demanda de potencia del motor eléctrico . Empleando una válvula by-pass,cuando esta es descargada por la señal piloto procedente de la otra bomba la bomba PF-1 es completamente descargada y consume solamente la potencia necesaria para las pérdidas por fricción no generando calor en el sistema hidráulico.
La válvula de retención 3 en este circuito proviene a la bomba PF-2 de la descarga cuando PF-1 está conectada al tanque. La válvula 2 de alivio cumple la función de regular la presión general del sistema .
En la Fig. 5,13 observamos un cilindro hidráulico soportando un peso ,este debe ser contrabalanceado para prevenir su caída libre y descontrolada cuando la válvula direccional 2 es cambiada.
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Si no se contrabalanceara el cilindro caería rápidamente por la gravedad produciendo vacío ya que no podría ser satisfecha la demanda mediante el caudal de la bomba,
La válvula 1 es la válvula de contrabalanceo conectada por piloto interno, y drenaje externo , su volante es ajustado usualmente a una presión ligeramente superior para soportar la carga sin la acción ido la bomba. Es necesario llevar este valor al mínimo a los efectos de no sustraer fuerza en el movimiento de descenso del cilindro . Para asta aplicación la válvula by-pass tiene válvula de retención incorporada para que el circuito no pueda funcionar normalmente en la carrera de retracción , de esta forma el flujo de aceite reverso es libra hacia el extremo delantero del cilindro .
Un drenaje externo es recomendado en esta aplicación , ya que de hacerla en forma interna los pequeños volúmenes de aceite de la cámara del resorte quedarían dirigidos a la cámara delantera del cilindro produciendo este un movimiento no deseable.
En la Fig., 5.14 la válvula by-pass es empleada para permitir desplazamiento de un gran volumen de aceite asistiendo en la función a una válvula de cuatro vías llamada válvula 2, dispuesta de tal forma que descarga el caudal de aceite proceden te de la cara ciega del cilindro cuando este se retrae .
Cuando se emplean cilindros con vástagos de gran diámetro , el aceite descargado de la cara ciega puede ser considerablemente mayor que el volumen de la bomba . Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior
En el caso de una relación 2:1 en radio de cilindros el volumen desplazado por la ciega es dos veces el volumen de la bomba , esto implica el empleo de una válvula de cuatro vías de gran tamaño para evitar ello el agregado de una válvula 1 by-pass como ayudante opera de la siguiente forma: para este caso la válvula es conectada con operación de piloto externo esta operación de piloto proviene de la conexión de cilindro opuesto. La válvula puede ser drenada internamente ya que su descarga principal esta conectada permanentemente al tanque,
En uso la válvula 1 es ajustada a un nivel de presión ligeramente superior al valor de presión de retorno en la carrera de retroceso del cilindro, es por eso que cuando el cilindro hace su carrera de avance la válvula 1 permanece cerrada y la acción del circuito es normal, Cuando el cilindro hace su carrera de retroceso la presión piloto abre la válvula 1 , permitiendo un flujo adicional al tanque. La acción es enteramente automática.
En la Fig., 5,15 la válvula by-pass es utilizada como válvula de secuencia para permitir el avance de cilindros en una predeterminada secuencia.
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El operador inicia el ciclo cambiando la válvula de cuatro vías 2.
El aceite es dirigido al cilindro 1 provocando su avances. El aceite no puede pesar a través de la válvula de secuencia 1 hasta que la presión en ese circuito no haya alcanzado el valor de ajuste de la válvula 1 . Cuando esto sucede, el cilindro 2 avanza, la válvula de secuencia 1 efectúa un trabajo de registro manteniendo una presión constante en el cilindro 1 a igual al ajuste de su resorte de carga.
Cuando el cilindro 2 alcanza el máximo de su carrera la válvula de secuencia se abre totalmente quedando aplicado entonces la presión total de la bomba en ambos cilindros
Es imperativo un drenaje externo en la válvula 1 a los efectos de que el total de la presión quede aplicado a ambos cilindros. De emplearse un drenaje interno los cilindros dividirán la presión entre ellos y ninguno de ellos recibiría el total de la presión .
En el circuito se ilustra otro punto importante . Una válvula de control de flujo es empleada para controlar la velocidad de avance del cilindro 1. En estas condiciones la válvula de secuencia debe ser conectada con piloto externo, ese punto de conexión debe ser tomado procedente directamente de la conexión del cilindro, Si esto no fuera así el incremento de presión que se produce antes de la restricción operaría la válvula de secuencia en forma prematura.
VÁLVULAS HIDRÁULICAS DE REDUCCIÓN DE PRESIÓN .
En la Fig. .5.6 aparece el corte esquemático y constructivo de una válvula de reducción de presión como así su símbolo completa y simplificado.
Fig. 5.16
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Refiriéndonos a la parte A de la figura, la válvula reductora de presión mantiene una presión reducida a su salida, independientemente de la presión más elevada en su entrada. El vástago de la válvula, en operación , asumen una posición intermedia controlando el flujo de tal manera de mantener la presión a la salida al valor deseado.
Si la presión en la salida tiende a su superar el valor de ajuste, el vástago se mueva hacia la derecha por la acción de la presión piloto en su cara izquierda, previendo de esta manera un incremento por sobre el valor de ajuste .
En nivel deseado de presión de salida es establecido no por el resorte principal sino por el valor de la presión de aceite, que es mantenida mediante una pequeña válvula de alivio controlada por el operador. El orificio de conexión a ésta válvula de alivio es de pequeño diámetro a los efectos de que pueda ser evacuado por la pequeña válvula de alivio .
Cuando el aceite pasa a través de la válvulas su vástago continuamente regula el flujo a los efectos de mantener una presión constante a la salida. Si el flujo de aceite cesa es decir si un cilindro llega al final de su. carrera , el vástago de la válvula accionado por la presión piloto en su cara derecha , se mueve completamente hacia la derecha previniendo un incremento de presión estática en la cara de salida, El vástago en condiciones estáticas ,drena a través de la válvula de alivio piloto, no permitiendo un incremento de la presión de salida.
Si la presión de entrada es tan baja como la del valor de ajuste de la válvula , el vástago se mueve completamente hacia la izquierda trabajando en condiciones de flujo libre a través dé la válvula .
En esas condiciones obviamente la presión de salida es igual a la presión de entrada.
Las válvulas reductoras de presión deben construirse mediante el adicional de válvulas de retención en paralelo para permitir el flujo reverso de aceite durante ciertas partes del ciclo de un circuito. Esto es comparable a la válvula de retención que hemos visto aplicadas en las válvulas by-pass.
Todas las válvulas reductoras de presión están provistas de una conexión de drenaje externo este debe ser siempre llevado al tanque en los circuitos. Esto se hace para cumplir dos propósitos :
1)Sin ese drenaje la válvula jamás podría mantener una presión constante con referencia a la presión atmosférica.
2) Sin este drenaje la válvula no podría mantener un valor constante de reducción de presión independientemente de las condiciones de presión de entradas .
Una de las aplicaciones más comunes de la válvula reductora de presión es cuando en un determinado punto del circuito deseamos trabajar a una presión inferior que la presión máxima de servicio.
En la Fig. 6.17 observamos esto,
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La válvula de alivio principal no 2 está regulada a 5.000 lb./pulg² la válvula reductora de presión 1 está regulada para una presión de 1.000 lb./pulg² .
Si un circuito está conectado a la válvula reductora de presión llega a un punto de parada, por ejemplo un cilindro al extremo de su carrera, el vástago de la válvula reductora de presión 1, se cierra totalmente impidiendo de esta forma que la presión se incremente dentro del cilindro más allá del valor deseado. Esto sucede independientemente del resto de las condiciones de funcionamiento del circuito.
En la Fig. 5.18 estamos frente el caso de un cilindro que debe efectuar su carrera de avance a máxima presión mientras que la carrera de retroceso deseamos que se efectúe a valores menores, a los efectos de lograr esto , la válvula reductora de pensión 1 actúa situada entre la válvula de comando 2 y la cara delantera del cilindro cuando la válvula se encuentra en la posición del dibujo el aceite procedente de la bomba ingresa a la cara delantera del cilindro a través de la válvula reductora al valor fijado por el resorte de regulación en ella.
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La válvula de retención dispuesta en paralelo permite el flujo libre cuando el cilindro efectúa la carrera de avance, retornando entonces el aceite procedente de la cámara delantera libremente al tanque a través de la válvula de comando.
En la Fig. 5.19 en este circuito , el total de la presión de la bomba es requerida para el cilindro de trabajo pero la presión debe ser limitada en su valor para el cilindro de sujeción
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La válvula reductora de presión 1, está instalada en la línea de ingreso a la válvula direccional nº 2 que comanda el cilindro de trabajo por este motivo y siendo en esa línea, el flujo unidireccional, esta válvula no necesita tener una válvula de retención en paralelo.
En la Fig. 5.20 podemos observar el control remoto de una válvula reductora de presión. En el ejemplo usamos una válvula de dos vías normalmente abierta e instalada sobre la línea de drenaje de la válvula reductora de presión 1. Con la válvula 2 abierta la válvula reductora trabaja normalmente entregando una presión reducida a su salida, con la válvula 2 cerrada la válvula reductora pasa a queda inoperativa como tal y da a su salida la misma presión que a su entrada.
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Si en lugar de conectar en el drenaje una válvula como la 2 conectamos una válvula de alivio , el operador puede variar la presión de salida en cualquier valor entre 0 y la presión máxima de entrada a la válvula reductora .
En muchas aplicaciones, como la laminación y las prensas de moldeo, es necesario mantener la presión en el cilindro de actuación durante un determinado periodo .
Esta es posible, por supuesto, hacerlo en forma simple mediante la constante aplicación de la presión de la bomba en giro, pero sabemos que el caudal de la bomba será descargado a través de la válvula de alivio siendo esto incorrecto debido a la temperatura que se genera en el circuito hidráulico y al consumo de potencia que ello implica.
Estas limitaciones hacen que debamos buscar otros medios de mantener presiones durante ciertos periodos dentro de los cilindros.
En la Fig. 5.21 parte A, vemos un corte esquemático constructivo de una válvula de retención comandada. El flujo libre tiene una dirección desde la entra da (IN) y hacia la salida ( OUT) , su acción en sentido inverso es el de una válvula de retención ordinaria. Sin embargo, el flujo que en la dirección reversa se encuentra bloqueado puede ser liberado mediante la aplicación de una presión en la cámara piloto.
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En la parte B, de esta misma figura vemos un típico circuito empleando una válvula de retención comandada, Cuando el cilindro efectúa su carrera de descenso y ejerce presión puede centrarse la válvula de comando actuando entonces como retención de la presión en la cámara ciega del cilindro la válvula de retención comandada.
Para la carrera de elevación de este cilindro , al efectuarse el suministro a través de la válvula de comando, a la cara del lado del vástago queda aplicada una presión piloto a la válvula de retención abriéndose esta y permitiendo la evacuación del aceite procedente de la cara ciega del cilindro.
Estos circuitos son efectivos únicamente cuando el cilindro absolutamente estanco entre cámaras , es preferible el empleo en estos casos de pistones con guarniciones de múltiples " V" de tipo sintético.
En la Fig. 5.22 , la adición de un pequeño acumulador en la línea al cilindro permite resolver los problemas del mantenimiento de la presión .
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El acumulador usualmente de aproximadamente 1/2 galón , es llenado cuando se produce la carrera de descenso del cilindro , en la entrada en la válvula el aceite acumulado a presión se encarga de mantener la presión dentro de la cámara ciega del cilindro compensando las perdidas que pudieran existir.
Es de hacer notar que el acumulador no mantiene en forma absolutamente constante el nivel de presión, y desciende a medida que el acumulador se descarga .
En la Fig. 5.23 observamos que dos bombas , la PF-1 y PF-2 están combinadas para entregar la suma de sus volúmenes a los efectos de obtener una velocidad deseada. Ambas bombas están preparadas para la máxima presión del circuito. Cuando la prensa y el cilindro de cierran y se requiera el total de la presión, la válvula 1 puede ser operada enviando la bomba PF-1 al tanque, permitiendo entonces que toda la potencia del motor eléctrico quede aplicada a la bomba PF-2 , a plena presión regulada por la válvula de alivio 2.
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La bomba PF-2 es de pequeño volumen, solamente del necesario para compensar las pérdidas que pueden ocasionarse en el circuito detenido. En la figura 5.24 vemos un multiplicador de presión –aire aceite, de acción reciproca, continua automática, puede mantener una presión constante de mantenimiento por un tiempo indefinido sin afectar absolutamente para nada las condiciones del circuito hidráulico en general .
Como observamos en este circuito en posición centrada, la válvula de comando debe comenzar a accionar el multiplicador de presión que se encargará de mantener la presión constantemente en la cara ciega del cilindro.
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Es necesario tomar algunas precauciones en los circuitos de mantenimiento de presión que emplean válvulas de cuatro vías con salidas bloqueadas el cilindro tales como las que hemos vista en las Fig.. 5.22 y 5,23, ligeras perdidas que pueden producirse a través del pistón del cilindro se irán acumulando en la cara correspondiente al vástago , produciendo una fuerza contraria en el área expuesta del pistón . Un manómetro instalado en la cara del lado del vástago nos indicará la existencia de una presión elevada durante el trabajo de mantenimiento de presión del circuito .
Esto hace necesario el empleo de válvulas de cuatro vías con un centro de vástago como el que muestra la Fig. 5.24 , donde una de las conexiones del cilindro en este caso la del lado del vástago está conectada a tanque junto con la bomba, de esta forma son evacuadas las posibles perdidas a través del pistón . Puede ser necesario en este caso adicionar una válvula de contrabalanceo como la que aparece en líneas punteadas para cuando se deseen efectuar detenciones intermedias de este cilindro.
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En la Fig. 5.25 en las bombas de pistones existe a veces la posibilidad de aislar mediante un circuito separados uno o más pistones , quedando de esta manera, a partir de una sola bomba dos circuitos diferentes.
La válvula 1 de alivio controla el flujo principal, mientras que la válvula de alivio 2 controla la presión de los pistones que han sido aislados en circuito separado .
En este circuito los pistones aislados proveen la presión de sostén , mientras que el flujo principal de la bomba es enviado al tanque a través del centro de la válvula 3.
La potencia electrica aplicada al movimiento de una bomba , cuando no es convertida en energía mecánica, lo es convertida en el calentamiento del aceite hidráulico . De esto surge que es necesario descargar las bombas de los circuito-hidráulicos cuando estos se encuentran en una posición pasiva evitándose en consecuencia consumo de energía eléctrica y calentamiento del circuito hidráulico .
La forma mas simple de descargar una bomba es proveyendo una válvula de globo o de esclusa , válvula 1 de la Fig. 5,26, la que puede ser operada manual mente por el operador permitiendo que el aceite bombeado circule al tanque con una muy pequeña contrapresión .
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En la parte B de esta misma figura la descarga es complicada mediante el venteo de la válvula de alivio principal 2 , que es del tipo operada por piloto, este sistema es particularmente usado en bombas de gran desplazamiento, donde se requeriría una válvula manual de gran tamaño y que generalmente sería pesada de utilizar por el operador.- En este circuito la válvula 1 manual o accionada B eléctricamente puede ser del tamaño de 1/4" suficiente para ventear la válvula de alivio nº2 siendo su operación remota, esta válvula puede estar ubicada en el lugar más conveniente para el operador.
RETRACCIÓN A BAJA PRESIÓN
En la Fig. 5.27 observarnos que cuando un cilindro requiere únicamente una pequeña presión para su retorno , una válvula de alivio separada, puede ser instalada en la cara del lado del vástago del cilindro de esta forma la presión que va a retraer el cilindro quedará determinada por el ajuste de esta válvula de alivio.- Cuando el cilindro se halle completamente retraído y alcance el final de su carrera la bomba descargará al tanque a través de esta válvula de alivio. En la carrera de avance del cilindro toda la presión estará aplicada para realizar el trabajo y regulada por la válvula de alivio principal nº2 .
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Este método es recomendado para sistemas de 5 HP o menos siempre y cuando la válvula 1, no está ajustada a valores superiores a las 150 lb./pulg.² Para equipos mayores aparecen problemas de calentamiento
VÁLVULAS DE COMANDO DE CENTRO TANDEM 0 CENTRO ABIERTO
En la Fig. 5.26. A vemos una de las populares formas de descargar una bomba hidráulica particularmente para sistema controlados manualmente.
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En la posición central de la válvula, el aceite es aislado en ambas caras del cilindro mientras que la bomba debe descargar libremente al tanque a través del vástago de la válvula. Este sistema, de operación automática no requiere atención por parte del operador. La mayoría de los equipos móviles que usan circuitos hidráulicas llevan válvulas de este tipo, Generalmente la válvula de alivio se encuentra incorpora da en la construcción de la válvula de comando.
En la Fig. 5.28 B estamos frente a un caso de centro abierto, su acción es similar en cuanto a la descarga de la bomba . Su aplicación es frecuente en el control de motores hidráulicos a causa de la que las conexiones al cilindro se encuentran abiertas al tanque en su posición central permitiendo de esta forma una detención natural del movimiento del motor .
CONTROL DE CILINDROS MÚLTIPLES.
Varias válvulas tandem o de centro abierto pueden ser unidas en una disposición de serie como muestra la Fig. 5.29 .
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En este casa las válvulas estén operados por solenoides, un solo cilindro puede ser operado a cada tiempo, con el total de la presión y volumen de la bomba, si más de uno de ellos es operado en fama simultánea queda dividida la presión aplicada.
Cuando todas las válvulas de encuentran centradas , la bomba queda descargando al tanque a través de sus vástagos conectados en serie.
En la figura 5.30, observamos un circuito tandem modificando esta disposición que emplea la combinación de válvulas de centro cerrado con válvulas de centro tandem.
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Cuando todas se encuentran en posición centrada la bomba es descarga a través del centro de la primera válvula no permitiéndose en este caso la operación de las dos restantes.
Este circuito puede ser empleado únicamente en aquellos lugares donde la primera válvula debe ser operada antes de la operación de la segunda y tercera. Existen muchos casos donde se dan estas condiciones siendo mejor esta disposición que la que hemos vista anteriormente.- Esta disposición es un excelente circuito de seguridad para prevenir una segunda o tercera operación cuando la primera no ha sido realizada .
En la Fig. 5.31 observamos la descarga de una bomba a través de una bomba mediante una válvula accionada mecánicamente , esta válvula n° 2 es accionada por el movimiento del cilindro o por un órgano de la máquina en movimiento. Cuando el cilindro llega al extremo final de su carrera acciona la válvula 2 descargándose entonces el aceite procedente de la válvula de comando 1 a través de la válvula 2 directamente al tanque.
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En la figura 5.32 observamos un banco de válvulas de operación a operación de cilindro.
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Un banco de válvulas contiene dos a más vástagos y usualmente la válvula de alivio incorporada en el mismo cuerpo. Algunas son accionadas a solenoide , pero en la mayor parte de los casos son accionadas manualmente . Mediante la combinación de válvulas es posible obtener diversas funciones que no son obtenibles mediante la conexión individual de válvulas. Por otra parte se obtienen unidades mucha mas compactas. Hay una infinidad de tipos de bancos de válvulas. Algunas tienen sistemas de presión en serie, otras sistemas de alimentación de presión en paralelo, algunas permiten únicamente una alteración a cada tiempo, tal como el de la figura.
Adicionando distintos tipos de vástago es posible accionar cilindros de doble efecto, simple efecto, flotantes, de centro totalmente abierto y otros.
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Las válvulas de este conjunto conforman un circuito que permite una función a cada tiempo cortando la alimentación de presión a los otros vástagos cuando uno de ellos es accionado.
Línea de alimentación de alta presión : Es un importante elemento obtenido únicamente mediante el empleo de bancos de válvulas. Las válvulas están construidas de tal forma que descargan el aceite procedente de un cilindro directamente al tanque, y no pasando a través de los vástagos de las otras válvulas. En bancos de 10 ó 12 válvulas se presentarían elevadas perdidas de carga si la descarga de los cilindros tuviera que pasar a través de los vástagos de todas las válvulas .
La alimentación de presión una vez que ha pasado el banco de válvulas puede alimentar estando estas están en posición central a otro, a otros circuitos hidráulicos y en caso de que no los hubiera ser conectada al tanque tal como lo indica la línea punteada.
En la Fig. 5.33 observamos un circuito para efectuar la descarga automática por medios eléctricos de una bomba. El método general para conectar una válvula de descarga a solenoide como la válvula 1, en un circuito eléctrico donde se emplea una válvula de control direccional como la 2 es disponer las cosas de tal forma que cuando se energicen cualquiera de los solenoides de la válvula 2 sea energizado automáticamente el solenoide de la válvula 1 colocando el circuito en presión .
La acción es la siguiente: Cuando ninguno de los pulsadores está actuado , la válvula de dos vías 1 se encuentra abierta y descargando al tanque, mientras que la válvula direccional 2 está en posición central. Cuando el pulsador 4, es actuado se operan dos circuito eléctricos, uno hacia la válvula de dos vías 1, que provoca la entrada en presión de la bomba y el otro que cambia la válvula direccional provocando el movimiento de un cilindro .
Este método puede sur aplicado en circuitos donde se empleen un gran número de válvulas direccionales a solenoide.
CONTROL DE LA VELOCIDAD EN CIRCUITO HIDRÁULICOS .
Cuando se emplean bombas de desplazamiento positivo existen cuatro métodos comunes de variar la velocidad de salida del circuito hidráulico. Pudiendo de este manera controlar el volumen del flujo hacia un cilindro, motor hidráulico, o actuador :
Controlando el flujo que ingresa o sala de un cilindro motor, etc. ,
Descargando una parte del caudal entregado por la bomba ;
Empleando un motor de velocidad variable acoplado a la bomba.
Variando el desplazamiento de le bomba.
VÁLVULAS DE USO COMÚN PARA EL CONTROL DE LA VELOCIDAD .
En la Fig. 5.34 observamos una válvula de aguja. Otros tipos de válvulas como la de globo, esclusa , de tapón, de esfera, pueden ser utilizadas para comprobar el flujo, si bien la válvula de aguja es preferible por su mejor control de calidad .. Es aplicable tanto en circuito de alta o baja presión con un costo relativamente reducido.
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En la Fig. 5.35 observamos una válvula de control de flujo de construcción sencilla, ella está compuesta por una válvula de retención que permite el libre flujo reverso , y una válvula de aguja que efectúa el control del flujo en una de sus direcciones .
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Puede ser utilizada en circuitos hidráulicos compresiones de hasta 3.000 lb./pulg² y estando construida en acero para compresiones de hasta 5.000 lb./pulg² .
En la Fig. 5.36. observamos otro diseño de válvula de control de flujo no compensada. Esta válvula cuyo corte vemos en la figura, ajusta el valor del flujo mediante la acción del volante permitiendo el flujo libre en la dirección opuesta .
Fig. 5.36
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En la dirección del flujo libre del fluido empuja el resorte que carga la clapeta pasando libremente en el sentido controlado, la clapeta se encuentra cerrada contra el vástago ajustable, quién con su posición determina el tamaño de orificio de control.
Este sistema de válvula de control no es adecuado para flujos pequeños.
En la Fig. 5.36 observamos una válvula de control de flujo sin regulación. Consta ella de una simple válvula de retención cuya clapeta tiene un orificio de restricción fija, Cuando el flujo en la dirección controlada ingresa a la válvula su valor de pasaje queda determinado por el orificio de restricción .
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En la dirección opuesta el aceite al ingresar empuja la clapeta venciendo la tensión del resorte y pasa libremente hacía la salida.
VÁLVULAS DE CONTROL DE FLUJO COMPENSADAS
Los elementos de control de flujo descriptos consisten en simple orificios que miden el flujo del aceite. Ellos mantienen un flujo razonablemente constante mientras la presión que actúa se mantiene constante.
Sí la presión varía , el flujo que pasa a través de estas válvulas variaría por estas consecuencias .
Existe una disposición de válvula de control de flujo que compensa automáticamente las diferencias de presiones a los efectos de mantener el flujo constante. Ellas son las válvulas de control de flujo compensadas por presiones, o compensadas hidrostáticamente y se fabrican en modelos ajustables y no ajustables. El principio de trabajo de estas válvulas consiste en mantener constante la caída de presión a través del orificio de control, de esta forma el flujo a través de este orificio será constante. Estas válvulas para este propósito crean una caída de presión de aproximadamente 75 lb. en la línea y esas 75 libras son utilizadas para mover el mecanismo de compensación. El principio del trabajo está ilustrado en los siguientes ejemplos de la válvula fija de control y la ajustable.
Muchos modelos permiten el flujo reverso del fluido , sin embargo, este flujo no es compensado. En aquellos casos en que se desea obtener flujos libres es preferible el empleo de una válvula de retención en paralelo que en muchos casas ya viene incluida dentro del cuerpo de la válvula, En la fig. 5.36 b observamos una válvula fija de control de flujo compensada. El orificio de control tiene un tamaño tal que cuando la válvula transporta el flujo determinado la caída de presión a través de este orificio es de aproximadamente 75 libras, que balancean la tensión del resorte sobre la clapeta .Tan pronto como el flujo que pasa a través del orificio de control tiende a implementarse su caída de presión se incrementa proporcionalmente provocando el desplazamiento de la clapeta lentamente hacia la derecha , este cierre estrangula el. orificio provocando una restricción en el flujo, que acarrea su descenso al valor determinado. Si desciende el valor determinado del flujo a través del orificio de control la calda de presión desciende, por lo tanto el resorte de oposición obra la estrangulación procurando incrementar el flujo .
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En las figuras 5.37 observamos el corte constructivo y esquemático de una válvula ajustable de control de flujo compensada, a la presión .
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Fig. 5.37
Su principio de trabajo podemos referirla al símbolo completo que acompaña a la figura .
La válvula consta de un orificio variable controlado mediante el vástago 1. Este orificio es precedido por una válvula reductora de presión , ( vástago 2) del corte esquemático , esta válvula reductora no está referida a la atmósfera sino a la presión de salida, La válvula reductora reduce la presión de ingreso no importa cuan alta será ella , a un valor solo de 75 lb./pulg.², con respecto a la presión de salida. A los efectos de mantener constante 75 lb./pulg. 2 a través del orificio de control, consecuentemente el flujo a través de este orificio se mantendrá constante.
En la Fig. 5.38 observamos los símbolos correspondientes a las válvulas de control de flujo.
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CONTROL DE VELOCIDAD DE CIRCUITOS HIDRÁULICOS
En los circuitos que representaremos a continuación pueden ser empleadas válvulas compensadas o no compensadas, Muchos circuitos requieren válvulas de retención para permitir el flujo reverso en forma libre. Ya sabemos que algunas válvulas de control de flujo llevan estas válvulas de retención incorporadas en su cuerpo para cumplir este propósito.
En la Fig. 5.39 vemos que válvulas de control de flujo pueden ser instaladas en las posiciones l , 2 o 3 . Esto permite que sola una parte del aceite enviado por la bomba llegue al cilindro, el remanente deber ser descargado al tanque a través de la válvula de alivio correspondiente al valor de la presión fijada en ella.
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La energía contenida en este descarga es inmediatamente convertida en calor y transportada al depósito de aceite.
Posición 1. Una válvula de control de flujo instalada en esta posición no necesita una válvula de retención en paralela para el flujo libre ya que en ese punto de la línea el flujo es siempre unidireccional, Sin embargo la velocidad de desplazamiento del cilindro ser& diferente en cada una de las carreras, por las diferencias de volúmenes que nacen de la presencia del vástago en una de las cámaras del cilindro.
Posiciones 2 y 3: Dos válvulas de control y flujo instaladas en estas posiciones permiten controlar en forma individual cada una de las direcciones de movimiento .
Control al ingreso : Si ambas válvulas 2 y 3 son instaladas de tal forma que controlen el valor del flujo de ingreso al cilindro , estaremos frente a un sistema denominado control al ingreso o control a la entrada.
Control a la salida: El sistema de control a la salida se obtiene mediante la instalación de las válvulas de flujo de tal forma que operen sobre el flujo que sale del cilindro hacia el tanque. Este sistema es usualmente preferente a causa de que el pistón es sostenido entre dos columnas de aceite presurizado y su movimiento es más estable.. La sobrepresión que este control crea provoca la operación prematura de la válvula de secuencia o presóstato Las válvulas de control de flujo instaladas en las posiciones 2 y 3 deben ser obleadas mediante válvulas de retención para el flujo libre en la dirección opuesta. Si no se las instalara , el flujo de salida a través de una de las válvulas de control de flujo se invertiría con la operación de la otra.
Control por derivación : Mediante el control de velocidad por derivación la velocidad de desplazamiento del cilindro es reducida mediante la descarga de una porción del caudal de aceite. Por ejemplo, si la bomba desplaza 12 galones por minuto, y si es necesario solo 4 galones para obtener la velocidad deseada del cilindro, el exceso de 8 galones debe ser enviado a tanque a través de un válvula de control de flujo.
En la Fig. 5.40 observamos la forma de operación de un sistema de derivación , en la parte A con la válvula de control de flujo totalmente abierta, de tal forma de proveer una perdida de carga 0 al pasaje del flujo, el cilindro no se mueve hacia adelante en la parte B la válvula de control de flujo se encuentra total mente cerrada.
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El aceite en la bomba es forzado en todo su flujo hacia el cilindro.
Un manómetro instalado un la línea hacia el cilindro, nos indica la presión necesaria para poder mover la carga . Cuando el cilindro llega al extremo de su carrera el manómetro indicará el valor de presión regulado en la válvula de alivio qua opera sobre la bomba.
En la Fig.5.41. vemos la ubicación alterna de válvulas de control de flujo operando en derivación.
Una válvula de control de flujo instalada en la posición 1 regulará la velocidad de desplazamiento del cilindro en ambas direcciones de su movimiento pero a causa del volumen diferente por la presencia del vástago las velocidades de avance y de retroceso serán diferentes para el mismo valor de caudal.
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SINCRONIZACIÓN DE MOVIMIENTO DE CILINDROS HIDRÁULICOS
En la Fig. 5.42. las válvulas fijas de control de flujo 1 , 2 , 3 y 4 son del tipo a presión compensadas no ajustables que hemos descrito en las Fig.5.36 .
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Asumiendo de que los cilindros son del mismo diámetro, las válvulas de control de flujo 1 y 3 están calibradas para la misma cantidad de flujo. ellas permitirán una igual salida de flujo de ambos cilindros cuando estos se extiendan.
Las válvulas 2 y 4 controlarán un igual flujo procedente de los cilindros cuando estos se retraigan .
Estas válvulas permiten un flujo reverso pero no controlado.
Es muy importante aclarar que el calor que entrega la bomba para este circuito debe ser superior al valor combinado de caudal que permite el paso de las válvulas 1 y 3 , o de un caudal que permitan las válvulas 2 y 4 . Es recomendable que el caudal de la bomba seleccionada sea un 5% superior al recorrido por la suma de las válvulas de control de flujo, el exceso de aceite será descargado por la bomba a través de la válvula alivio correspondiente. La sincronización depende de que la carga total sea dividida sobre los dos cilindros de las características de la manufactura de las válvulas de control, y del volumen del caudal de aceite.
Este circuito limita el comando al empleo de válvulas de dos posiciones como la válvula 5, desplazándose los cilindros entre sus extremos normales de carrera y no deteniéndose en puntos intermedios.
Si los cilindros se detuvieran en puntos intermedios quedando la bomba aliviando en una posición intermedia de válvula de comando, un efecto de venteo ocurriría entre ambas caras traseras de los cilindros como se ilustra en la figura 5.44.
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En la figura nº 5.43 observamos un circuito que emplea las válvulas control de flujo compensadas de valor fijo vistas en el circuito interior .
Las válvulas de retención 5 y 6 comandadas previenen el efecto de bombeo de las caras traseras del cilindro cuando estos son detenidos por acción de la válvula de comando 7. Los cilindros que se emplean aquí tienen vástagos de gran diámetro por la tanto los volúmenes descargados en su retroceso por la cara ciega de estos cilindros serán muchos mayores que el caudal que entrega la bomba en tiempo unitario. Las pérdidas de control de flujo 1 y 3 controlan el caudal de aceite que ingresa a los cilindros para su carrera de avance. Ellos tiene en paralelo válvulas de retención que permiten el retorno libre de el flujo cuando los cilindros descienden ya que este como hemos dicha es mucho más elevado que el orificio de control de los restrictores.
Las válvulas de restricción 2 y 4 controlan la velocidad de retroceso de los cilindros a un valor superior al de registro de las válvulas 1 y 3.
Fig. 5.44. : En ella observamos las condiciones de bombeo entre las cámaras ciegas de dos cilindros, cuando las cargas que ellos mueven no están uniformemente repartidas.
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Cuando la válvula direccional de cuatro vías 3 , es centrada el desbalanceo de las fuerzas que actúan sobre los cilindros producen un bombeo del cilindro de la derecha hacia el de la izquierda. El remedio para esta situación es la instalación de un par de válvulas de retención pilotadas tal como lo hemos visto en la Fig. 5.43.
Estas válvulas pilotean al aceite de los cilindros pero son abiertas para un rápido retorno cuando la válvula de cuatro vías es cambiada.
La sincronización de movimientos de dos cilindros puede ser obtenida mediante la aplicación de dos circuitos de características idénticas como los que apreciamos en la Fig.. 5.45.
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Las bombas PF-1 y PF-2 del mismo caudal y accionadas por un mismo motor eléctrico de doble eje alimentan a través de las válvulas de control direccional 1 y 2 a los correspondientes cilindros. Estas válvulas deben estar vinculadas mecánicamente a los efectos de obtener una simultaneidad de movimientos salvo cuando ellas estén accionadas eléctricamente.
De la misma forma en que hemos empleados dos bombas actuadas eléctricamente para la sincronización del movimiento de dos cilindros podemos sincronizar dos cilindros empleando una bomba actuada manualmente, siempre que ella pasea dos pistones del mismo diámetro y carrera.
La sincronización en este caso se efectúa en una sola dirección del movimiento de los cilindros sin tener que adicionar una válvula de comando de cuatro vías. Las válvulas de retención de la figura generalmente se encuentran comprendidas en el cuerpo de la bomba manual tal como vemos en la Fig. 5.46 .
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Empleando válvulas divisoras de caudal como las 1 y 2 de la Fig. 5.47., se divide el caudal en dos volúmenes exactamente iguales para cada uno de los extremos del cilindro .
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Estas válvulas están fabricadas para dividir el caudal en dos mitades iguales o en distintas proporciones como por ejemplo: 25% y 75% u otras relaciones.
OPERACIÓN DESDE DIVERSAS POSICIONES
El método más comúnmente utilizado cuando es necesario controlar el desplazamiento de un cilindro desde dos o más posiciones es el empleo de válvulas Shuttle tal como las numeradas 3. y 4 en el circuito de la Fig. 5.48 .
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En este circuito las válvulas 1 y 2 están ubicadas en forma remota con respecto a la posición de la válvula principal nro. 5. Y son empleadas únicamente para pilotar únicamente la válvula principal por lo tanto su tamaño puede ser reducido por ejemplo l/4". Estas válvula deben poseer centro flotantes en su posición central pudiendo ser operadas en forma manual o eléctrica. Las válvulas Shuttle interpuestas entre los pilotos de la válvula principal aceptan las señales procedentes de las válvulas remotas bloqueando la presión piloto procedente de una con respecto a la otra evitando de esta forma que estas señales sean dirigidas al tanque.
Un número elevado de posiciones de control pueden ser aplicadas tal como lo observamos en la Fig. 5.49 .
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En ella las posiciones de operación remota son 1, 2 y 3 apareciendo en el circuito las válvulas Shuttle 5 , 6, 7 y 8 que permiten la llegada de las señales piloto procedentes de las válvulas de actuación remota e impiden a su vez que estas señales sean descargadas al tanque por las válvulas de operación remota que en ese momento no se encuentran actuadas.
Bibliografía y Sitios WEB de interés para Ingenieros Industriales
DEL RAZO, Hernández Adolfo, "Sistemas Neumáticos e Hidráulicos: Apuntes de Teoría" Editorial: U.P.I.I.C.S.A, México D.F., 2001.
DEPPERT W. / K. Stoll. "Aplicaciones de Neumática" Ed. Marcombo. España, Barcelona. P.p. 54-56, 87, 104 – 105, 124 – 129
DEPPERT W. / K. Stoll. "Dispositivo Neumáticos" Ed. Marcombo Boixareu. España, Barcelona. Pag: 8
Gordon J. Van Wylen – Richard E. Sonntag. "Fundamentos de Termodinámica" Editorial: Limusa, México, D. F. P:39-41, 125-126, 200-201, 342-343, 345-346.
GUILLÉN SALVADOR, Antonio. "Introducción a la Neumática" Editorial: Marcombo, Boixerau editores, Barcelona-México 1988, p: 31 – 40
RESNICK, Roberto; HALLIDAY; WALKER. "Fundamentos de Física" Sexta Edición, Editorial: Compañía Editorial Continental, México D.F., 2001, p: A-7
http://www.sapiens.itgo.com/neumatica/neumatica19.htm
Problemas de Física de Resnick, Halliday
http://www.monografias.com/trabajos12/resni/resni
¿Qué es la Filosofía?
http://www.monografias.com/trabajos12/quefilo/quefilo
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/trabajos12/ingdemet/ingdemet
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Trabajo Enviado y Elaborado por:
Iván Escalona Moreno