(Aplicaciones en Ingeniería Industrial)
- Válvula antirretorno
- Válvula selectora de circuito
- Limitación del caudal de escape: (estrangulación secundaria)
- Regulador unidireccional, con estrangulador regulable mecánicamente (con rodillo)
- Válvula de escape rápido
- Expulsor neumático
- Válvula de simultaneidad
- Válvula limitadora de presión
- Válvula de secuencia
- Válvulas de cierre
- Válvula distribuidora 5/4
- Multivibrador
- Válvula distribuidora 3/2 con divisor binario
- Programador
- Resumen
- Bibliografía y Sitios WEB de interés para Ingenieros Industriales
Son elementos que bloquean el paso M caudal preferentemente en un sentido y lo permiten únicamente en el otro sentido. La presión de¡ lado de salida actúa sobre la pieza obturadora y apoya el efecto de cierre hermético de la válvula.
Las válvulas antirretorno impiden el paso absolutamente en un sentido; en el sentido contrario, el aire circula con una pérdida de presión mínima. La obturación en un sentido puede obtenerse mediante un cono, una bola, un disco o una membrana.
Símbolo:
Válvula antirretorno, que cierra por el efecto de una fuerza que actúa sobre la parte a bloquear. | |
Válvula antirretorno con cierre por contrapresión, p.ej., por muelle. Cierra cuando la presión de salida es mayor o igual que la de entrada. |
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Válvula selectora de circuito
También se llama válvula antirretorno. de doble mando o antirretorno doble.
Esta válvula tiene dos entradas X y Y y una salida A. Cuando el aire comprimido entra por la entrada X, la bola obtura la entrada Y y el aire circula de X a A. Inversamente, el aire pasa de Y a A cuando la entrada X está cerrada. Cuando el aire regresa, es decir, cuando se desairea un cilindro o una válvula, la bola, por la relación de presiones, permanece en la posición en que se encuentra momentáneamente.
Válvula selectora de circuito
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Esta válvula se denomina también «elemento 0 (OR)»; aísla las señales emitidas por válvulas de señalización desde diversos lugares e impide que el aire escape por una segunda válvula de señalización.
Si se desea mandar un cilindro o una válvula de mando desde dos o más puntos, será necesario montar esta válvula.
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Ejemplo:
El vástago de un cilindro debe salir al accionar un mando manual o un pedal.
Mando de un cilindro de simple efecto
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Mando de un cilindro de doble efecto
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Válvula antirretorno y de estrangulación
También se conoce por el nombre de regulador de velocidad o regulador unidireccional. Estrangula el caudal de aire en un solo sentido. Una válvula antirretorno cierra el paso de¡ aire en un sentido, y el aire puede circular sólo por la sección ajustada. En el sentido contrario, el aire circula libremente a través de la válvula antirretorno abierta. Estas válvulas se utilizan para regular la velocidad de cilindros neumáticos.
Para los cilindros de doble efecto, hay por principio dos tipos de estrangulación. Las válvulas antirretorno y de estrangulación deben montarse lo más cerca posible de los cilindros.
Regulador unidireccional
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La figura siguiente muestra otro principio de construcción.
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La función es la misma, sólo que en este caso el paso de¡ aire comprimido no se cierra mediante una membrana Se hace cargo de hermetizar una espiga con cabeza semirredonda.
Estas válvulas se montan directamente en el cilindro. Pueden emplearse para limitar el caudal de ampo o también el caudal de alimentación. En este último caso, hay que montar adicionalmente dos racores.
Regulador unidireccional
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Limitación de¡ caudal de alimentación: (estrangulación primaria)
En este caso, las válvulas antirretorno y de estrangulación se montan de modo que se estrangule el aire que va al cilindro. El aire de escape puede escapar libremente por la válvula antirretorno. La más mínima variación de la carga, p.ej. el momento de pasar sobre un final de carrera, supone una gran variación de la velocidad de avance. Por eso, esta limitación de caudal se utiliza únicamente para cilindros de simple efecto y de volumen pequeño.
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Limitación del caudal de escape: (estrangulación secundaria)
En este caso el aire de alimentación entra libremente en el cilindro; se estrangula el aire de escapo. El émbolo se halla entro dos cojinetes de aire. Esta disposición mejora c considerablemente el comportamiento de¡ avance. Por esta razón, es el método más adecuado para cilindros de doble efecto.
En el caso de cilindros de volumen pequeño y de carrera corta, la presión en el lado de escape no puede formaras con la suficiente rapidez, por lo que en algunos casos habrá que emplear la limitación M caudal de alimentación junto con la de¡ caudal de escape.
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Regulador unidireccional, con estrangulador regulable mecánicamente (con rodillo)
Estas válvulas se emplean para variar, durante el movimiento, la velocidad de los émbolos de cilindros de simple o doble efecto.
Para los cilindros de doble efecto, esta válvula puede servir de amortiguación final de carrera. Antes de alcanzar el cilindro su extremo, la masa M émbolo es frenada por obturación o aminoración oportuna de la sección de escape del aire. Este sistema se utiliza cuando el amortiguador interno del cilindro es insuficiente.
Por medio de un tornillo puede ajustarse la velocidad inicial del émbolo. La forma de la leva que acciona el rodillo, en su descenso, aminora correspondientemente la sección de paso.
Al purgar de aire el elemento de trabajo, un disco estanqueizante se levanta de su asiento, y el aire puede pasar libremente.
Esta válvula puede emplearse como válvula normalmente abierta o normalmente cerrada.
Regulador unidireccional con estrangulador regulable mecánicamente (con rodillo)
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Válvula de escape rápido
Esta válvula permite elevar la velocidad de los émbolos de cilindros. Con ella se ahorran largos tiempos de retorno, especialmente si se trata de cilindros de simple efecto.
La válvula tiene un empalme de alimentación bloqueable P, un escape bloqueable R y una salida A.
Cuando es aplica presión al empalme P, la junta se desliza y cubre el escape R. El aire comprimido circula entonces hacia A. Si se deja de aplicar aire comprimido a P, el aire proveniente de A empuja la junte contra el empalme P cerrando éste. Puede escapar rápidamente por R, sin recorrer conductos largos y quizá estrechos hasta la válvula de mando. Se recomienda montar esta válvula directamente sobre el cilindro o lo más cerca posible de éste.
Válvula de escape rápido
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Expulsor neumático
En la industria hace tiempo que el aire comprimido se utiliza para soplar y expulsar las piezas elaboradas. Entonces se produce un gran consumo de aire. En contraposición al método empleado hasta ahora, en el que se tomaba aire continuamente de la red de aire comprimido, se puede trabajar económicamente con un expulsor, puesto que se compone de un depósito y una válvula de escape rápido incorporado. El volumen de¡ depósito se adapta a la cantidad de aire precisada.
Una válvula distribuidora 3/2, abierta en posición inicial, se emplea como elemento de señalización. El aire atraviesa dicha válvula y la válvula de escape rápido en el depósito, rellenando éste. Al accionar la válvula distribuidora 3/2 se cierra el paso hacia el depósito, y la tubería se pone a escape hacia la válvula de escape rápido. El aire del depósito escapa entonces rápidamente por la válvula de escape rápido al exterior. El chorro concentrado de aire permite expulsar piezas de dispositivos y herramientas de troquelado, de cintas de transporte, de dispositivos clasificadores y de equipos envasadores.
La señal de expulsión puede darse de forma manual o mediante medios mecánicos, neumáticos o eléctricos.
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Válvula de simultaneidad
Esta válvula tiene dos entradas X o Y y una salida A. El aire comprimido puede pasar únicamente cuando hay presión en ambas entradas. Una señal de entrada en X ó Y interrumpo el caudal, en razón M desequilibrio de las fuerza que actúan sobre la pieza móvil. Cuando las señales están desplazadas cronológicamente, la última es la que llega a la salida A. Si las señales de entrada son de una presión distinta, la mayor cierra la válvula y la menor se dirige hacia la salida A.
Esta válvula se denomina también »módulo Y (AND)».
Se utiliza principalmente en mandos de enclavamiento, funciones de control y operaciones lógicas.
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Esquema de circuito:
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Reguladores de presión
Estas válvulas Influyen principalmente sobre la presión, o están acondicionadas al valor que tome la presión. Se distinguen:
– Válvulas de regulación de presión
– Válvulas de limitación de presión
– Válvulas de secuencia
Válvula de regulación de presión
Tiene la misión de mantener constante la presión, es decir, de transmitir la presión ajustada en el manómetro sin variación a los elementos de trabajo o servo elementos, aunque se produzcan fluctuaciones en la presión de la red. La presión de entrada mínima debe ser siempre superior a la de salida.
Regulador de presión sin orificio de escape
El funcionamiento de esta válvula es igual al descrito en el capítulo 4.3. No tiene el segundo asiento de válvula en el centro de la membrana y por tanto, el aire no puede escapar cuando la presión secundaria es mayor.
Regulador de presión con orificio de escape
El funcionamiento de esta válvula se ha descrito detalladamente en el capítulo 4.3. Al contrario de lo que sucede en la precedente, es posible compensar una sobrepresión secundaria. El exceso de presión en el lado secundario con respecto a la presión ajustada se elimina a través de¡ orificio de escape.
Regulador de presión sin orificio de escape | Regulador de presión con orificio de escape |
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Estas válvulas se utilizan, sobre todo, como válvulas de seguridad (válvulas de sobrepresión). No admiten que la presión en el sistema sobrepase un valor máximo admisible. Al alcanzar en la entrada de la válvula el valor máximo de presión, se abre la salida y el aire sale a la atmósfera. La válvula permanece abierta, hasta que el muelle incorporado, una vez alcanzada la presión ajustada en función de la característica del muelle, cierra el paso.
Su funcionamiento es muy similar al de la válvula limitadora de presión. Abre el paso cuando se alcanza una presión superior a la ajustada mediante el muelle. El aire circula de P hacia la salida A. Esta no se abre, hasta que en el conducto de mando Z no se ha formado una presión ajustada. Un émbolo de mando abre el paso de P hacia A.
Estas válvulas se montan en mandos neumáticos que actúan cuando se precisa una. presión fija para un fenómeno de conmutación (mandos en función de la presión). La señal sólo se transmite después de alcanzar la presión de sujeción.
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El vástago de¡ cilindro 1.0 no entra hasta que en la válvula de secuencia 1.5 la presión no haya alcanzado el valor ajustado
Válvulas de caudal
Estas válvulas influyen sobre la cantidad de circulación de aire comprimido; el caudal se regula en ambos sentidos de flujo.
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Válvulas reguladoras de caudal, de estrangulación constante: | |
Válvula de estrangulación En esta válvula, la longitud del tramo de estrangulación es de tamaño superior al diámetro. | |
Válvula de restricción de turbulencia En esta válvula la longitud del tramo de estrangulación es de tamaño inferior al diámetro. | |
Válvulas reguladoras de caudal, de estrangulación variable: | |
Válvula de estrangulación regulable | |
Válvula de estrangulación de accionamiento mecánico, actuando contra la fuerza de un muelle. Resulta más conveniente incorporar las válvulas de estrangulación al cilindro. | |
Son elementos que abren o cierran el paso de¡ caudal, sin escalones. Utilización sencilla: Grifo de cierre 
Válvulas combinadas
Bloque de mando
El bloque de mando consta de:
1 válvula distribuidora 5/2 (aplicación bilateral de presión)
2 válvulas distribuidoras 3/2 (accionamiento mecánico)
2 válvulas selectoras de circuito
2 válvulas reguladoras de caudal
El bloque de mando puede invertirse accionando mecánicamente las válvulas distribuidoras 3/2 o aplicando aire comprimido a través de las válvulas selectoras de circuito (módulos 0 [OR]).
La figura 124 muestra el estado cuando se acciona mecánicamente la válvula 2. Las dos válvulas distribuidoras 3/2 (válvulas 1 y 2) están unidas al conducto P. Al accionar la válvula 2, el aire de pilotaje pasa al lado Y. El aire comprimido circula de P hacia B. El conducto A se pone en escape hacia S. Al accionar la válvula 1 tiene lugar el mismo proceso en el lado izquierdo de¡ émbolo de mando. Este se conmuta, y se establece la unión de P hacia A, y de B hacia R.
Si esta válvula debe ser conmutada desde otro punto y no directamente desde ella misma, mandamos la señal a Z ó Y, a través de las válvulas selectoras de circuito. El proceso dentro de la válvula es idéntico al de accionamíento directo.
En el bloque de mando están incorporados dos reguladores de caudal. Con ellos se puede limitar el aire de escape en las salidas R ó S.
Con esta válvula y otra de doble efecto se pueden efectuar movimientos individuales o alternativos.
Ejemplo: Unidad de avance autónoma Unidad de
Bloque neumático de mando (pilotaje a presión)
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Mando neumático de Inversión retardado (temporizador)
Estas válvulas se componen de una válvula distribuidora 3/2, de accionamiento neumático, un regulador unidireccional (válvula antirretorno y de estrangulación) y un depósito pequeño de aire.
Temporizador (cerrado en posición de reposo)
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Funcionamiento:
El aire comprimido entra en la válvula por el empalme P. El aire de mando entra en la válvula por el empalme Z y pasa a través de un regulador unidireccional; según el ajuste del tornillo de éste, pasa una cantidad mayor o menor de aire por unidad de tiempo al depósito de aire incorporado. Una vez que existe la suficiente presión de mando en el depósito, se mueve el émbolo de mando de la válvula distribuidora 3/2 hacia abajo. Este émbolo cierra el escape de A hacia R. El disco de válvulas se levanta de su asiento, y el aire puede pasar de P hacia A. El tiempo en que se forma presión en el depósito corresponde al retardo de mando de la válvula.
Para que el temporizador recupere su posición inicial, hay que poner en escape el conducto de mando Z. El aire del deposito escapa a través de¡ regulador unidireccional y del conducto de escape de la válvula de señalización a la atmósfera. Los muelles de la válvula vuelven el émbolo de mando y el disco de la válvula a su posición Inicial. El conducto de trabajo A se pone en escape hacia R, y P se cierra.
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Temporizador (abierto en posición de reposo)
Temporizador (abierto en posición de reposo)
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Funcionamiento:
Aquí también tenemos una combinación de elementos: Una válvula distribuidora 3/2, un regulador unidireccional (válvula antirretorno y de estrangulación) y un depósito de aire. La válvula distribuidora 312 está normalmente abierta en posición de reposo.
El aire de mando entra también aquí por el empalme Z. Cuando se ha formado la presión de mando necesaria en el depósito, se pilota la válvula 3/2. Esta cierra el paso de P hacia A. El conducto de trabajo A se pone en escape a través de R. El tiempo de retardo corresponde nuevamente al tiempo en que se forma presión en el acumulador. Cuando se evacua el aire del empalme Z, la válvula 3/2 adopta su posición inicial.
En ambos tipos de temporizadores, el tiempo de retardo normal es de 0 a 30 segundos. Este tiempo puede prolongarse con un depósito adicional. Si el aire es limpio y la presión constante, se obtiene una temporización exacta.
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Válvula distribuidora 5/4
Esta combinación de elementos consta de cuatro válvulas distribuidoras 2/2 normalmente cerradas en posición de reposo. En la posición inicial, todos los conductos están bloqueados.
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Cuando entra aire comprimido por Z, las válvulas ocupan la siguiente posición: El aire pasa de P hacia A, y el conducto B se pone en escape hacia S.
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Cuando entra aire comprimido por Y, se obtiene la siguiente posición: El aire pasa de P hacia B, y el conducto A se pone en escape hacia R.
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Para obtener la cuarta posición, debe aplicarse aire comprimido en las dos entradas de señal Z y Y. En esta posición, los conductos A, B y P se ponen en escape hacia R y S.
Este tipo de válvulas es especialmente apropiado para detener un cilindro de doble efecto en la posición que se desee, para posicionar elementos y para efectuar el paro de emergencia.
Se obtiene la posición básica por medio de muelles centradores; todos los conductos están cerrados.
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Al fallar el aire comprimido en el empalme P, en la posición básica los émbolos de¡ cilindro permanecen sometidos a presión. La válvula puede invertirse mediante aire comprimido o por medio de un electroimán y aire comprimido.
Válvula distribuidora 8/2, de accionamiento neumático
Esta combinación de válvulas se aplica para el mando de alimentadores neumáticos., Consiste en dos válvulas de corredera con émbolo diferencia¡.
En la posición básica, el conducto P está comunicado con B y D; los conductos A y C están en escape a través de R y S respectivamente. Al pilotar el primer émbolo de mando (1), se establece a través de Z, la unión de P hacia A y de 8 hacia R. En combinación con un alimentador neumático, la pinza de transporte del carro elevador se pone en escape. Después de un corto tiempo de retardo [inversión del émbolo de mando (1)] también se invierte el émbolo de mando (2). El conducto de P hacia C recibe aire, y D se pone en escape hacia S.
El carro se desliza hacia adelante. Al anular la señal en Z, las dos válvulas distribuidoras 4/2 vuelven a su posición inicial, por la presión proveniente del empalme P, que actúa sobre las superficies pequeñas de los émbolos de mando (1) y (2). La pinza de sujeción recibe aire y sujeta el material. La pinza de transporte se pone en escape, y el carro retrocede a su posición inicial trasera.
Válvula distribuidora 8/2 (émbolo diferencial)
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Alimentador neumático (válvula distribuidora 8/2)
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Multivibrador
Esta combinación de válvulas consiste en:
1 válvula distribuidora 3/2 cerrada en posición de reposo
1 válvula distribuidora 3/2 abierta en posición de reposo
2 reguladores de caudal (válvulas antirretorno y de estrangulación).
Funcionamiento:
En la posición de reposo, el aire pasa de P hacia B: el conducto A se pone en escape a través de R. Por un conducto de mando que se encuentra dentro de la válvula, el aire pasa de B hacia el émbolo de mando (1) de la otra válvula 3/2 (cerrada en posición de reposo), a través de¡ regulador unidireccional (2). El émbolo (1) cierra el escape hacia R y deja circular el aire de P hacia A. Por el conducto de mando de¡ empalme A, el aire pasa por el regulador unidireccional (1) y llega al émbolo de mando (2), cerrando el paso de aire de P hacia B. El conducto B se pone en escape a través de R.
La presión que actúa sobre el émbolo de mando (1) disminuye cuando el conducto B está en escape. Se cierra el paso de aire de P hacia A (A se pone en escape a través de R). Debido a esto, no actúa más aire sobre el émbolo de mando (2), y la válvula abre el paso de P hacia B. En la salida B hay aire a presión, y el proceso empieza nuevamente. Según el ajuste de los dos reguladores unidireccionales, se. pueden obtener diferentes intervalos de mando. El multivibrador se emplea para generar rápidos movimientos en los cilindros (transportadores oscilantes, cribas vibratorias). La cadencia del multivibrador depende de la presión y de la carga que actúa en el cilindro.
Multivibrador
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Válvula distribuidora 3/2 con divisor binario
Este elemento consiste en una válvula distribuidora 3/2 cerrada en posición de reposo, un émbolo de mando con una biela solidaria y un disco de leva. Se acciona por medio de aire comprimido.
Cuando no actúa éste sobre el émbolo de mando, la biela se encuentra fuera del alcance de la leva (figura l). Al mandar aire a presión a través del empalme de mando Z, el émbolo de mando se mueve con la biela hacia la válvula distribuidora 3/2. La biela ataca en el rebajo del disco de leva y acciona el émbolo de mando de la válvula 3/2. Así se establece la unión de P hacia A y se cierra el escapo R (figura 2).
Al quitar el aire del empalme de mando Z, el émbolo vuelve junto con la biela a su posición inicial. El disco de leva se autorretiene (por fricción) y permanece en esta posición; la válvula 3/2 se mantiene abierta (figura 3). Al presentarse una nueva señal en Z, la biela entra en el segundo rebajo del disco de leva. Al borrar la señal en Z, el émbolo vuelve junto con la biela a la posición inicial. Así se libera el vástago de la válvula 3/2. Esta cierra el paso de P hacia A, y el conducto de trabajo A se pone en escape a través de R (figura l).
Aplicación al avance y retroceso alternativos de un cilindro.
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El registro de las señales de entrada y salida muestra claramente que se necesita dos veces la señal de entrada e, para que desaparezca la de salida a.
Divisor binario
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Programador
Con programas se pueden mandar determinados procedimientos de mando desde una estación central. Por medio de árboles motrices con levas circulares o rejillas se pueden accionar diferentes válvulas de mando.
En neumática, por medio de las llamadas levas circulares se accionan válvulas distribuidoras 3/2 ó 4/2. Esas levas consisten en dos segmentos giratorios uno en sentido contrario al del otro. El recorrido de accionamiento puede ajustarse sin escalones entre 180° y 360°
Las válvulas distribuidoras y finales de carrera se montan en una placa base en batería. Según el caso, pueden montarse en calidad de válvulas normalmente abiertas o normalmente cerradas.
El árbol de levas puede propulsarse a elección:
Con un accionamiento independiente
Con un motor reductor
Con un accionamiento regulable (con motor ajustable sin escalonamiento)
Si se necesitan mandos neumáticos que realicen un programa que se desarrolle en un determinado orden, lo más adecuado es emplear programadores de rejilla de levas. Estas rejillas pueden ser sustituidas rápidamente para hacer desarrollar los más diversos programas.
La rejilla está constituida por diversos eslabones y varillas de unión. Se acciona mediante un motor reductor ajustable sin escalonamiento Al igual que en el programador de levas circulares, también aquí se utilizan elementos neumáticos (válvulas distribuidoras 3/2 ó 4/2) o interruptores finales eléctricos, sobre una placa base.
La duración de los programas es de 9 segundos hasta 24 horas. Con ambas variantes (levas circulares o rejillas) se pueden realizar mandos directos e indirectos.
Aplicación: Taladradoras revólver, taladradoras y tornos automáticos
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Resumen
Válvulas de bloqueo
Las válvulas de bloqueo cortan el paso del aire comprimido y de aquí se deriva su nombre. Estás válvulas están construidas de manera que el aire comprimido actúa sobre la pieza de bloqueo reforzando el efecto de cierre. Dentro del grupo de las válvulas de bloqueo, las más utilizadas en los equipos neumáticos son las siguientes:
- Válvulas antirretorno
- Válvulas selectoras
Válvulas de simultaneidad
Las válvulas antirretorno tienen como función permitir el paso del aire en un sentido, pero no en sentido contrario. Cuando la presión de entrada en el sentido de paso aplica una fuerza superior a la del resorte incorporado, abre el elemento de cierre del asiento de la válvula. Las válvulas antirretorno no se introducen allí donde deben agruparse distintos elementos sin que ninguno influya sobre los otros o también donde, por motivos de de seguridad, un elemento sólo pueda ser circulado en un sentido.
Las válvulas de simultaneidad se utilizan para los equipos de control. Una válvula de este tipo tiene dos entradas y una salida. La señal de salida solo está presente si lo están las dos señales de entrada. En caso de una diferencia en el tiempo de las señales de entrada pasa a la salida la de la presión más baja. Así pues, en el funcionamiento de una válvula de simultaneidad siempre hay una entrada bloqueada.
Condiciones de servicios de los Distribuidores
Para obtener un rendimiento correcto de los distribuidores hay que atenerse a las condiciones prefijadas por el fabricante. Estas condiciones suelen referirse a:
- Presión mínima de alimentación, que debe ser suficiente para asegurar la estanqueidad de las juntas.
- Presión máxima de alimentación, que comprometa la vida de las juntas o no provoque unas fugas inadmisibles. En electroválvulas una presión demasiado alta puede impedir el cierre.
- Lubricación o no lubricación del aire: lubricar el aire en contacto con membranas de determinados materiales o que deba pasar a través de orificios muy finos, puede destruir la membrana u obstruir el orificio. Si no se lubrica un distribuidor de corredera puede agarrotarse el émbolo.
- Presión mínima de pilotaje.
- Características eléctricas de la señal para electroválvulas: es preciso asegurarse de emplear la tensión y la frecuencia correctas.
Válvulas de Control direccional (Mandos)
La misión que se encomienda a los distribuidores dentro de un circuito de automatización es la de mantener o cambiar, según unas órdenes o señales recibidas, las conexiones entre los conductos a ellos conectados, para obtener unas señales de salida de acuerdo con el programa establecido.
De acuerdo con su uso, los distribuidores actúan como transductores o como amplificadores, ya que controlan una potencia neumática con otra menor, también neumática (amplificación), o de otra naturaleza: eléctrica o mecánica.
De acuerdo con su uso, los distribuidores pueden dividirse en los siguientes grupos:
a).- Distribuidores de potencia o principales. Su función es la de suministrar aire directamente a los actuadores neumáticos y permitir igualmente el escape.
b).- Distribuidores fin de carrera. Estos distribuidores abren o cierran pasos al aire cuya función no será la de ir directamente al actuador, sino que se utilizan solamente para el accionamiento de otros mecanismos de control, tales como los distribuidores de potencia.
C).- Distribuidores auxiliares. Son distribuidores utilizados en el circuitos y que, en combinación con válvulas fin de carreta y de potencia, se utilizan para dirigir convenientemente las señales de presión del aire.
Respecto a la localización de válvulas o distribuidores en máquinas o mecanismos, deben tenerse en cuenta los puntos siguientes:
-Los distribuidores principales deben montarse lo más próximos posible a los cilindros.
-La situación de las válvulas fin de carrera o manuales viene fijada por el punto y la manera en que han de ser controlados.
-La colocación de los distribuidores auxiliares es independiente teniendo cuidado, sin embargo, de evitar las longitudes innecesarias de tubería.
Se ha de destacar que en general, salvo aplicaciones muy particulares los distribuidores neumáticos no trabajan en forma proporcional sino que lo hacen en forma todo o nada, lo que significa que permiten el paso del aire o lo impiden.
Para llevar a cabo la elección de una válvula neumática es conveniente recurrir a ciertos criterios de elección, los cuales pueden abarcar los conceptos siguientes:
-Números de vías y posiciones
–Sistemas de accionamiento
-Características de caudal
De una manera general podemos dividir los accionamientos:
-Accionamiento mecánico. Son necesarios en todas aquellas partes en las que la válvula deba ser accionada mediante un órgano mecánico del equipo, por ejemplo. Levas de en el vástago de un cilindro, carros de las máquinas, etc, A veces , las válvulas con este dispositivo de mando actúan como finales de carreta. En estos accionamientos habrá que tener en cuenta una serie de precauciones para prever la protección de los mecanismos de mando de distribuidor.
-Accionamiento por fuerza muscular. Por medio de este mando es posible supeditar una acción neumática a lo ordenado por el operario que son realizados con la mano o con el pie.
-Accionamiento neumático. Estos accionamientos utilizan aire a presión –accionamiento o pilotaje positivo – o por reducción de la presión-accionamiento o pilotaje negativo-. Las válvulas accionadas por medios neumáticos con posición de reposo automática utilizan exclusivamente pilotaje positivo, debido a que debe ser vencida la fuerza de resorte.
De un accionamiento de este tipo se dice que es de mando permanente, y la versión de la válvula permanece en tanto dure la presión de pilotaje.
A diferencia de las anteriores, en las válvulas de impulso, de inversión positiva o negativa, es suficiente una señal momentánea de duración mínima establecida para efectuar la inversión, permaneciendo la válvula enla posición de maniobra adoptada hasta que se presenta un impulso contrario.
Las tuberías de mando de las válvulas de accionamiento neumático no deben ser demasiado largas, pues de lo contrario se hacen demasiado largos los tiempos de respuesta y el consumo de aire también es demasiado grande.
-Accionamiento eléctrico. Por medio de este mando se subordina una acción neumática por el paso de la corriente a través de un electroimán.
Las válvulas provistas de este sistema de mando recibe el nombre de válvulas magnéticas o electroválvulas.
Como emisores de señales se emplean preferentemente interruptores de final de carrera, pudiendo servir además todos los dispositivos que entregan una señal eléctrica. En ambientes con peligro de explosión todos los componentes eléctricos deben tener una protección adecuada.
También se pueden clasificar los accionamientos en directos e indirectos, según el mecanismo exterior actúe directamente sobre el elemento de inversión o sobre una pequeña válvula interna, que a su vez pilota al elemento de inversión de la válvula principal.
Las válvulas de accionamiento indirecto o de mando previo están compuestas por dos válvulas montadas en una sola unidad. La primera válvula sirve exclusivamente para la inversión de la segunda, que es la válvula principal.
En vez de dibujar dos válvulas en el esquema, la presentación simplificada se dibuja con la válvula de mando incluida en el accionamiento de la válvula principal. Para diámetros nominales grandes se emplean válvulas de este tipo, debido a que en estas válvulas sería demasiado considerable la fuerza de accionamiento, esto es válido especialmente para las electro válvulas.
Mediante la señal de mando de la válvula piloto es amplificada la señal de entrada, por esta razón suelen ser denominadas válvulas servopilotaje.
Paso de los Distribuidores
Un mismo modelo suele fabricarse de tres a cinco tamaños diferentes .
Estos tamaños se distinguen por el diámetro de la rosca B.S.P. existente en los orificios de conexión o vías.
Aunque ente los diámetros de las entradas roscadas y el caudal de una válvula distribuidora existe una relación directa, lo cual permite hacerse una idea del cuada que admite tal distribuidor, no es un procedimiento aconsejable el consistente en considerar la elección de un distribuidor basándose únicamente en los racores del mismo, ya que en realidad puede suceder que dos válvulas distribuidoras de función idéntica y con los mismos racores de entrada, tengan diferentes pasos internos, así como distintas resistencias a la circulación del fluido por su interior. Evidentemente, tal elección no permite comparar distribuidores de diferentes fabricantes o diferentes gamas ya que , naturalmente, no existe ninguna relación matemática ente los pasos internos de un distribuidor y el paso de rosca de sus vías
Control Dual
En algunas ocasiones es necesario accionar una máquina desde una posición o más posiciones, esto puede explicarse mediante el siguiente diagrama.
En el circuito mostrado, el cilindro de accionamiento único puede activarse ya sea pulsando el botón A o el B, pero es necesario que el circuito contenga una válvula de doble efecto.
La válvula de doble efecto tiene tres orificios, y contiene un pequeño pistón de caucho que se mueve libremente dentro de la válvula.
Si el aire entra por un orificio, el pistón es empujado a la posición contraria y el aire no podrá salir por allí. Si la válvula de doble efecto del circuito anterior se sustituyera por un conector tipo T, el circuito no funcionaría. Ni la válvula A ni la B podrían utilizarse para activar el cilindro.
En Resumen, esta es la simbología empleada en las válvulas auxiliares
Válvula antirretorno
Válvula And
Válvula Or
Válvula de Cierre
Válvula de Regulación Caudal
Válvula Caudal con silenciador
Válvula Reguladora de Presión
Válvula Reguladora de Presión
Válvula de Escape Rápido
Válvula de Corredera Manual
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.
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Trabajo Enviado y Elaborado por:
Iván Escalona Moreno