SERVOVÁLVULAS Las servoválvulas son accionadores de tipo neumático o hidráulico que conectan dos o más vías por las que circula un fluido. La diferencia con las válvulas es que estas son de tipo todo o nada, mientras que las servoválvulas tienen la posibilidad de controlar la presión o el caudal. Se recuerda que mandar significa dar una orden para que se pongan los medios con el fin de conseguir un objetivo, pero la consecución de éste no es controlada y aunque no se obtenga el objetivo con exactitud los medios no sufren correcciones. Sin embargo regular lleva consigo, además de dar la orden para que se pongan los medios para conseguir un objetivo, se controla la consecución de éste, y si no se cumple, se realizan las correcciones pertinentes hasta conseguirlo. Las servoválvulas disponen de una retroalimentación interna que cumplen la función de regulación descrita, de esta forma se obtiene en los circuitos hidráulicos que las utilizan un alto grado de exactitud, superior que con las válvulas proporcionales y muy superior que con las convencionales. Las servoválvulas constan de tres partes, el motor de mando (1), el amplificador hidráulico (2) y la válvula principal de corredera (3)
El motor de mando transforma una intensidad eléctrica recibida en un desplazamiento de un elemento especial (4) en forma de T, formado por un disco denominado ancora (5), que es la parte superior de la T, y una placa (6) centrada y perpendicular al disco, que hace de pata de la T. Esta placa, denominada de choque, está envuelta en un tubo elástico de paredes delgadas (7), que tiene la misión de un resorte. Cuando el motor de mando recibe una señal eléctrica el ancora gira sobre uno de sus diámetros, que hace de eje de giro, desplazándose con ello la placa de choque.
El amplificador hidráulico está formado por dos toberas fijas (8), dos toberas regulables (9) y por un filtro (10) que tiene la finalidad de proporcionar una extraordinaria limpieza al aceite que circula por el amplificador hidráulico. Los caudales que atraviesan cada una de las toberas regulables (9) se controlan mediante la mayor o menor proximidad de la placa de choque antes mencionada, que se encuentra entre ellas. El aceite a presión pasa consecutivamente por el filtro, las dos toberas fijas, dispuestas en paralelo, y por las dos toberas regulables, también dispuestas en paralelo hacia el tanque. Si el motor de mando no recibe corriente eléctrica la placa de choque se encuentra equidistante de ambas toberas. Por otra parte el amplificador hidráulico tiene otras dos salidas (11 y 12), ubicadas respectivamente entre las toberas fijas y las regulables, que conducen el aceite hacia la válvula principal. La válvula principal es constructivamente diferente según la forma de producir la retroseñal necesaria para la regulación de la servoválvula. La retroalimentación puede hacerse por presión del aceite, de manera mecánica y de forma eléctrica. La servoválvula con retroseñal por presión dispone de una válvula principal con centrado por resortes. Cuando el motor de mando recibe una determinada intensidad eléctrica el ancora gira sobre uno de sus diámetros, con ello la placa de choque se acerca a una de las toberas regulables (supongamos sea la de la izquierda) y se aleja de la otra. Debido a esto la presión aguas arriba de la tobera izquierda se incrementa y la de la derecha desciende. Por este motivo se produce una presión diferencial entre las cámaras izquierda (13) y derecha (14) de la válvula principal, favorable a la primera. Por ello la corredera (15) se desplaza hasta una nueva posición de equilibrio conseguida gracias a los resortes y a la presión diferencial. Si en el primer desplazamiento no se consiguiera la posición deseada, la corredera corregiría su posición hasta la requerida, pues existe una proporcionalidad exacta entre intensidad, desplazamiento de la placa de choque y presión diferencial de las cámaras de la válvula principal, siendo los muelles de ésta los que a la postre conducirán a la corredera a la posición exacta. En la figura 7-20 se observa la relación entre las presiones Pa, Pb y el desplazamiento de la placa de choque, y la que existe entre la intensidad y ∆p, que en este caso es lineal.
Cuando se anula la intensidad en el motor de mando el tubo que envuelve la placa de choque al hacer de muelle devuelve ésta a la posición central, la presión diferencial se anula y la corredera se centra gracias a los resortes de la válvula principal. Hablando ahora de las servoválvulas con retroseñal mecánica, en éstas se sustituyen los resortes de la válvula principal por una varilla elástica (figura 7-21) que es una prolongación de la placa de choque y que tiene su otro extremo unido a la corredera de la válvula principal. Al desplazarse la placa de choque, producir la presión diferencial y desplazarse la corredera se genera un momento flector en la varilla mencionada.
Este momento flector hace que el ancora y la placa de choque regresen a su posición primitiva. Si la posición conseguida de la corredera no es la deseada, es la propia varilla al hacer el papel del muelle la que consigue que la corredera alcance el punto exacto. Este momento flector hace que el ancora y la placa de choque regresen a su posición primitiva, anulándose la presión diferencial.
En esta situación el momento producido por la intensidad eléctrica sobre el ancora se contrapone con el momento de la varilla, adquiriendo la corredera una determinada posición, y existiendo una proporcionalidad entre aquélla y ésta. Si la corredera no alcanzara la posición deseada sufrirá la corrección correspondiente hasta que se verifique el equilibrio indicado en el párrafo anterior. La servoválvula con retroalimentación eléctrica consiste en que la corredera está unida directamente a un sensor de posición electrónico. En el caso en que la corredera no alcanzara la posición deseada lo acusará el sensor de posición, informará de ello al motor de mando y éste desplazará la corredera hasta su posición exacta. Cuando el diámetro de la válvula principal es grande la retroalimentación mecánica no puede realizar la fuerza necesaria para cumplir el cometido descrito; en tal caso la retroalimentación se efectúa en una válvula auxiliar intermedia que gobierna definitivamente a la, ahora, válvula principal (figura 7-22), que es la que gobierna el circuito hidráulico, que lleva incorporado un lector electrónico de posición.
Por la vía P entra a la válvula principal el caudal requerido para desplazar su corredera, mientras que por las vías X e Y, que hacen de pilotaje, penetra el caudal que necesita la válvula auxiliar y el amplificador. La válvula principal carece de muelles y en su lugar se tiene el lector de posición.
