Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Las válvulas neumáticas tienen una gran importancia dentro del mundo de la neumática.
Clasificación
1. Válvulas de distribución. Como su propio
nombre indica son las encargadas de distribuir el aire comprimido en los
diferentes actuadores neumáticos, por ejemplo, los cilindros.
2. Válvulas de bloqueo. Son válvulas con la
capacidad de bloquear el paso del aire comprimido cuando se dan ciertas
condiciones en el circuito.
3. Válvulas reguladoras. Aquí nos encontramos
con las válvulas que regulan el caudal y las válvulas que regulan la presión.
4. Válvulas secuenciales: Las válvulas neumáticas son considerados
elementos de mando, de hecho, necesitan o consumen poca energía y a cambio, son
capaces de gobernar una energía muy superior. Asimismo, cada clase de válvula
mencionado tiene sus diferentes tipos.
Válvulas de Direccionales
Dos de las características principales que posibilitan su clasificación son el número de vías y el número de posiciones, definidos a continuación:
Vías: llamamos así al número de bocas de conexión
del elemento de distribución. Pueden tenerse válvulas
de 2, 3, 4, 5 ó más vías. No es posible un número de
vías inferior a dos.
Posiciones: se refiere al número de posiciones estables
del elemento de distribución. Las válvulas más comunes
tienen 2 ó 3 posiciones, aunque algunos modelos particulares
pueden tener más. No es posible un número de
posiciones inferior a dos.
Las válvulas direccionales se designan de acuerdo al
número de vías y al número de posiciones de la forma
siguiente:
2/2 dos vías / dos posiciones.
3/2 tres vías / dos posiciones.
4/2 cuatro vías / dos posiciones.
5/2 cinco vías / dos posiciones.
5/3 cinco vías / tres posiciones.
Válvulas 2/2
Pertenecen a este grupo todas las válvulas de cierre que poseen un orificio de entrada y otro de salida (2 vías) y dos posiciones de mando. Sólo se utilizan en aquellas partes de los equipos neumáticos donde no es preciso efectuar por la misma válvula la descarga del sistema alimentado; sólo actúan como válvulas de paso. Pueden ser normal cerradas o normal abiertas, según cierren o habiliten el paso en su posición de reposo.
Válvulas 3/2
Además de alimentar a un circuito, permiten su descarga al ser conmutadas. También las hay normalmente cerradas o abiertas.
Válvulas 4/2
Poseen cuatro orificios de conexión correspondiendo uno a la alimentación, dos a las utilizaciones y el restante al escape, el que es común a ambas utilizaciones. Operan
en dos posiciones de mando, para cada una de las cuales sólo una utilización es alimentada, en tanto la otra se encuentra conectada a escape.
Válvulas 5/2
Éstas poseen cinco orificios de conexión y dos posiciones de mando. A diferencia de la 4/2, poseen dos escapes correspondiendo uno a cada utilización. Esto brinda la posibilidad, entre otras cosas, de controlar la velocidad de avance y retroceso de un cilindro en forma independiente.
Válvulas de 3 posiciones
Son idénticas a las de dos posiciones, pero a diferencia de éstas incorporan una posición central adicional. Esta posición podrá ser de centro cerrado, centro abierto o centro a presión. Un centro abierto permite la detención intermedia de un actuador en forma libre, dado que ambas cámaras quedan conectadas a escape en esa posición. Un centro cerrado, por el contrario, permitirá una parada intermedia, pero el cilindro quedara bloqueado por imposibilitarse sus escapes.
Válvulas Reguladoras de Flujo.
Con o sin función de estrangulación, las válvulas reguladoras bloquean el
caudal completamente en un sentido. Mediante una señal de control neumática
se abre la conexión bloqueada. La función adicional de estrangulación es
considerada parte de una combinación de funciones. Esta función adicional
permite el ajuste continuo de la velocidad del émbolo.
Válvulas antirretorno pilotadas: La válvula antirretorno pilotada dispone de una función de bloqueo. El aire fluye a través de la válvula en un sentido, mientras que el sentido contrario está bloqueado. Este bloqueo puede anularse mediante una señal neumática. Estas válvulas se utilizan para detener el actuador o para ”bloquear” en contra de la carga aplicada sobre el vástago del cilindro.
Válvula reguladora de caudal pilotada: Regulación de velocidad con función adicional para detención pasajera en posición intermedia, Al desaparecer la señal neumática de pilotaje, la válvula bloquea el escape del actuador y evita un movimiento involuntario del vástago.
Válvulas de bloqueo.
En este tipo de válvulas encontraremos,
válvulas antirretorno, de selección de circuito y de escape. Las válvulas de bloqueo cortan el paso del aire comprimido. En ellas se bloquea un solo sentido de paso, de forma que el otro sentido queda libre. Las válvulas de bloqueo se suelen construir de forma que el aire comprimido actúa sobre la pieza de bloqueo y así refuerza el efecto cierre.
Válvula Antirretorno: Libera el paso en un sentido y bloquea el paso en el sentido contrario. Cuando la fuerza del aire a presión es superior a la tensión previa del muelle, el obturador se levanta de su asiento y deja pasar el aire comprimido. En el sentido contrario, la presión afianza la posición del obturador, sumando su fuerza a la ya existente del muelle.
Válvulas de Presión
Se dividen en:
• Acción directa
• Pilotadas
Son utilizadas para:
• Limitar la presión máxima de un sistema
• Regular la presión reducida en ciertos circuitos.
• Evitar sobrecargas en la bomba.
• Absorber picos de presión presión.
Se clasifican clasifican según su función:
-Alivio.
-Secuencia.
-Descarga.
-Reductora de presión.
Válvula de Alivio
• La presión del sistema puede ser controlada mediante el uso de una válvula de presión
normalmente cerrada.
• Con la vía primaria de la válvula conectada al sistema y la secundaria al tanque.
• Cuando el sistema alcance la presión presión ajustada en su cuerpo, ésta abrirá y desviara al tanque el caudal excedente excedente, manteniendo manteniendo la presión
en la línea.
• Piloto y drenaje interno.
Válvula de Secuencia
• Es una válvula normalmente cerrada que permite la realización de una operación antes que otra.
• El fluido se dirige primero a la parte del circuito que esta sin restricción alguna, al alcanzar la presión ajustada en la válvula, esta se abre y efectúa la segunda fase del trabajo.
• Piloto interno, drenaje externo.
Válvula de descarga
• Son válvulas normalmente cerradas.
• Reciben la señal a través de su piloto externo ,al abrir desvían todo el aceite de la entrada al tanque, dejando dejando la línea sin presión.
• Su piloto es externo externo y su drenaje drenaje externo.
• Se usan para los circuitos circuitos de alta y baja, y para descargar grandes volúmenes al tanque.
Reductora de presión
• Limitan la presión máxima a la salida de la válvulas al valor ajustado en su resorte.
• Son válvulas Normalmente Abiertas (NA)
• Toman la señal a presión que hay a la salida de la válvula, la comparan con la
ajustada en el resorte, y tienden a superarla, cierran, generando una caída de presión.
• Su piloto es interno y su drenaje externo.
Válvulas Especiales
- Válvula de Seguridad Bimanual
- Válvula Lógica Neumática
Válvula de Seguridad Bimanual
Es una válvula neumática de seguridad normalmente cerrada. La válvula no dejará pasar el flujo si dos mandos manuales son accionados al mismo tiempo o si son con diferencia de tiempo inferior a una décima de segundo.
Válvula Lógica Neumática.
Una
señal proveniente del lado derecho o el izquierdo de la válvula permite el paso
de aire del puerto 1 hacia el 2. Un
disco móvil permite sellar el puerto que no es utilizado, para
prevenir pérdidas de presión.
Determinación del Tamaño de una Válvula
Coeficiente de Flujo de la Válvula (Cv, Kv)
- Es una aspecto de importante a tener en cuenta para seleccionar la válvula. Este coeficiente da un índice de capacidad, no solo en cuanto a tamaño, si no también por la cantidad de fluido que pasa por la válvula.
- Sobredimencionamiento produce una subutilización den el trabajo de la válvula, los asientos al trabajar muy pegados se deterioran con mayor rapidez, aumenta el cosoto de la válvula.
- La importancia de determinar el tamaño de una válvula radica en obtener un beneficio técnico-económico, ya que su subdimencionamiento trae por consecuencia mala operación de control y perdidas en la producción.
Propiedades de los fluidos:
- Densidad
- Peso Especifico
- Viscosidad
- Flujo, cuadal, o gasto del fluido
- Velocidad media del fluido
- Regímenes del movieminto de los fluidos
Mantenimiento.
Plan de mantenimiento preventivo de válvulas
La vida de las válvulas direccionales queda determinada por los ciclos de conmutación realizados. Por lo tanto en función de este parámetro se encara también el programa
de mantenimiento preventivo de válvulas.
Puede establecerse un plan de mantenimiento preventivo que considere intervenciones por períodos semanales, cada 8 millones de ciclos de conmutación (ó 1 año) y cada 24 millones de ciclos de conmutación (ó 3 años). Estipular por ejemplo controles visuales de fugas, vibraciones o calentamiento, desarmes parciales, limpieza de elementos y recambios preventivos de partes deterioradas. Utilice siempre Kits de Reparación MICRO originales. Para mayor información contactar a MICRO Capacitación.
La frecuencia de intervenciones es afectada además por un correcto montaje y por la calidad del aire suministrado (limpieza, humedad y lubricación). El montaje inadecuado
o la mala calidad del aire pueden reducir notablemente la vida de las válvulas, y como consecuencia requerirán una mayor carga de mantenimiento.
La conversión del período en ciclos de conmutación a
horas de funcionamiento de máquina, puede establecerse
para cada válvula en particular mediante la siguiente
fórmula:
H = Cc / (60 x n)
H = Período de mantenimiento en horas
Cc = Período de mantenimiento en ciclos de
conmutación
n = Frecuencia de actuación de la válvula
(ciclos/minuto)
Desarme de unidades
La tarea de desarme puede ser realizada «in situ» o “en banco” retirando la válvula de la máquina. En ambos casos se deber interrumpir el suministro de aire a fin de evitar accidentes o rotura. Todas las partes son removibles con herramientas standard de taller, utilizar en cada caso la más adecuada. Cuando se utilice morsa para sujeción de piezas, ésta debe ser provista de cubremordazas de material blando a efectos de no dañar partes
de la válvula; ajustar moderadamente. Evitar sujetar el distribuidor con morsa ya que puede sufrir deformaciones que lo inutilicen. Idéntica precaución debe tenerse al
sujetar bujes de distribución.
.
Limpieza de partes
El lavado de partes puede realizarse por pincel o cepillo de limpieza, sopleteando con aire a presión limpio y seco. Es conveniente repetir la operación varias veces hasta obtener una limpieza a fondo de las partes.
Para la limpieza no deberán utilizarse elementos mecánicos (rasquetas,
puntas, limas, etc.) pues pueden modificar las superficies metálicas de contacto y alterar el funcionamiento del conjunto. Emplear nafta y remover la suciedad por
sopleteado con aire a presión limpio y seco.
Bajo ningún concepto se deben alterar los resortes del
conjunto tragante, pues éstos están calibrados para la
función específica dentro de márgenes muy estrechos.
Su alteración introducirá defectos en el mando y en consecuencia
en la válvula misma.
Recambio de partes
Es recomendable utilizar para el recambio los repuestos legítimos MICRO. Cuando se reemplacen refacciones elásticas debe evitarse la excesiva deformación de las mismas durante el montaje.
Es recomendable que los anillos O’ring sean deslizados hasta su posición y no "rolados" Esto último elonga la parte interna de los mismos modificando sus características. El montaje de ciertas guarniciones es "lotante", es decir "no ajustado" (caso
de guarniciones de distribuidor y bujes de distribución).
Es normal que este tipo de guarnición quede holgada en
su alojamiento.
Armado de unidades
Todas las partes deben estar perfectamente secas antes de iniciar su armado. Es conveniente lubricar previamente las superficies deslizantes y las guarniciones, utilizando
grasa blanca neutra liviana (no fibrosa, ni aditivada con litio) o compuestos comerciales siliconados livianos. Lubricar moderadamente las partes y asegurar el correcto posicionado de refacciones y juntas de tapa antes del ajuste final. Evite “morder" refacciones.
Tener especial atención con el posicionado de selectoras de pilotaje, ya que de su posición depende el funcionamiento de la válvula según el modo deseado. El ajuste final de tapas o cubiertas se hará gradual y progresivamente en forma cruzada.
Resumen
- Las válvulas son de suma importancia en el mundo de la neumática, para que se utilicen en distintos procesos desde fabricación hasta la automatización de los mismos.
- Se debe de tener los conocimientos básicos de que son y como funcionan ya que son de distintos tipos utilización, de distinto numero de vías y posiciones; con el objetivo de tener seguridad, evitar dañar los dispositivos (válvulas) y lograr un proceso correcto.
- Dentro del mundo Industrial son muy utilizadas y por lo mismo deben recibir un mantenimiento adecuado que debe ser planeado antes, esto es con el fin de aumentar la vida de cada válvula y evitar algún tipo de accidente para el operario.
Cuestionario
1. ¿Que es una válvula neumática?
- Selección de circuito y de escape
- Son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección y la presión
- El montaje inadecuado o la mala calidad del aire pueden reducir la vida de las válvulas
2. En general ¿Como se clasifican las válvulas neumáticas?
- Válvulas de distribución, Válvulas de bloqueo, Válvulas reguladoras y Válvulas secuenciales.
- Válvulas de acción directa y pilotadas
- Piloto interno, drenaje externo.
3. Cuando hablamos de "bocas de conexión del elemento de distribución" nos referimos a...
- Mantenimiento
- Vías
- Coeficiente de flujo
4. Menciona como se designan las válvulas direccionales.
2/2 dos vías / dos posiciones.
3/2 tres vías / dos posiciones.
4/2 cuatro vías / dos posiciones.
5/2 cinco vías / dos posiciones.
5/3 cinco vías / tres posiciones.
5. ¿Que es una válvula de bloqueo?
- Es una válvula primaria conectada al sistema y la secundaria al tanque.
- El fluido se dirige primero a la parte del circuito que esta sin restricción alguna.
- Es una válvula que bloquea un solo sentido de paso, de forma que el otro sentido queda libre.
6. ¿Como funciona una válvula reguladora de flujo?
- Bloquean el caudal completamente en un sentido y mediante una señal de control neumática se abre la conexión bloqueada
- En ambos casos se deber interrumpir el suministro de aire a fin de evitar accidentes o rotura.
- Reciben la señal a través de su piloto externo ,al abrir desvían todo el aceite de la entrada al tanque, dejando dejando la línea sin presión
7. De que trata el plan de mantenimiento de las válvulas.
La vida de las válvulas direccionales queda determinada por los ciclos de conmutación realizados. La frecuencia de intervenciones es afectada además por un correcto montaje y por la calidad del aire suministrado (limpieza, humedad y lubricación).
8. Cuando hablamos de Válvula de Seguridad Bimanual y Válvula Lógica Neumática, nos referimos a:
- Válvulas de presión
- Válvulas de bloqueo
- Válvulas Especiales
9. En mantenimiento, que se recomienda en Limpieza de partes:
- Evitar sujetar el distribuidor con morsa ya que puede sufrir deformaciones que lo inutilicen.
- Remover la suciedad por sopleteado con aire a presión limpio y seco.
- Evite “morder" refacciones.
10. Explica al menos una característica de la determinación del tamaño de una válvula.
La importancia de determinar el tamaño de una válvula radica en obtener un beneficio técnico-económico, ya que su subdimencionamiento trae por consecuencia mala operación de control y perdidas en la producción.
Bibliografía.
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