UNIDAD VII “VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN” 1. DEFINICIÓN La válvula limitadora de presión limita la presión máxima del sistema. También se le denomina válvula de seguridad o válvula RELIEF. 1.1. REPRESENTACIÓN En general una válvula limitadora de presión se representa:
NORMALIZADO ISO 1219
TAMBIEN ES VALIDO
ANTIGUO
Fig. 7.1 m
Fig. 7.2 1.2. CLASIFICACIÓN !
Pag. 1
POR EL CAUDAL Válvula limitadora de presión de mando directo Válvula limitadora de presión de mando indirecto o pilotada Unidad VII
Tecsup Virtu@l
!
Mandos Hidráulicos
POR SU CONSTRUCCIÓN Válvula limitadora de presión de cierre. Válvula limitadora de presión de corredera.
LIMITADORA DE PRESIÓN DE MANDO DIRECTO
LIMITADORA DE PRESIÓN DE MANDO INDIRECTO
Fig. 7.4
Fig. 7.3
VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN DE MANDO VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN DIRECTO DE CIERRE DE MANDO DIRECTO DE CORREDERA
Fig. 7.5
Fig. 7.6
1.3. REGULACIÓN La válvula limitadora de presión se regula con la ayuda de un manómetro cerrando todos los caminos alternativos al paso del aceite, haciendo que todo el aceite que envía la bomba pase por la limitadora de presión.
m
Fig. 7.7 Pag. 2
Unidad VII
Tecsup Virtu@l
Mandos Hidráulicos
1.4. FUNCIONAMIENTO Estas válvulas permiten ajustar y limitar la presión en un sistema hidráulico. La presión p aplicada sobre el área A genera una fuerza F = p.A la que se compara en el elemento de cierre con la fuerza del muelle.
F MUELLE
p F = p.A
A Fig. 7.8 Si la fuerza generada por la presión es menor que la fuerza del muelle la válvula permanecerá cerrada Cuando la fuerza de la presión de entrada se iguala a la fuerza del muelle, la válvula empieza a abrir. A esta presión de la denomina: PRESIÓN DE APERTURA DE LA VÁLVULA, entonces una parte del caudal fluye hacia el depósito. Si la presión de entrada continúa subiendo, aumenta la fuerza de la presión y también aumenta la fuerza de del muelle hasta que la totalidad del caudal de transporte fluya hacia el depósito. La presión en la que sucede esto se la denomina: PRESIÓN DE REGULACIÓN DE LA VÁLVULA. Siendo este el valor máximo de presión del sistema.
p
F F = F MUELLE Presión de regulación
Presión de apertura
F
"
F MUELLE
d Deformación del muelle
Fig. 7.9 Pag. 3
Unidad VII
Tecsup Virtu@l
Mandos Hidráulicos
La presión de apertura de las válvulas limitadoras de presión de mando directo comúnmente está 10 a 20 bares por debajo de la presión de regulación. La presión de apertura de las válvulas limitadoras de presión de mando indirecto está 5 a 10 bares por debajo de la presión de regulación. Las resistencias en las salidas (tubería hacia el depósito, filtro de retroceso etc.) actúan sobre la superficie A 2. La fuerza generada por estas resistencias tiene que sumarse a la fuerza del muelle. A la presión originada por todas estas resistencias se denomina CONTRAPRESIÓN. Para evitar oscilaciones causadas por la presión, las válvulas limitadoras de presión frecuentemente están provistas de émbolos de amortiguación y de elementos de estrangulamiento. El sistema de amortiguación tiene los siguientes resultados: Apertura rápida de la válvula ! Cierre lento de la válvula ! Esta amortiguación tiene la finalidad de evitar daños causados por golpes de presión (puesto que la válvula trabaja de modo suave).
Fig. 7.10 1.5. CONTRAPRESIÓN Es presión que se opone a la acción de un elemento. Por efecto de la resistencia que presentan todos los elementos que se ubican en la línea de retorno a tanque se genera una contrapresión. Esta contrapresión puede ser positiva o negativa para el sistema, pero consume energía que se manifiesta en caída de presión y disipación de calor. Este concepto nos explica que sucede en el elemento de cierre de una válvula limitadora de presión de mando directo cuando se genera contrapresión como consecuencia que el fluido tiene que vencer la resistencia que le ofrecen las tuberías, las mangueras, los codos, los filtros, además de los dobleces, las formas, el tipo de flujo, etc. Pag. 4
Unidad VII
Tecsup Virtu@l
Mandos Hidráulicos
PRESIÓN 20 BARES TUBERIA
MANGUERA CODO FILTRO
Fig. 7.11 Aplicación: ¿Determinar la presión máxima que puede alcanzar el sistema si solo el muelle de la válvula limitadora de presión ofrece una resistencia de 100 kg que aplicada sobre un área de 1 cm 2 equivale a 100 bares?
CONTRAPRESIÓN 20 BARES FUERZA 100 kg
AREA A = 1 cm 2
p
p.A = 100 + 20.A
Fig. 7.12 La presión p en la entrada a la válvula limitadora de presión deberá de ser tal, que venza a la fuerza del muelle y la fuerza que hace la contrapresión de 20 bares sobre el área de 1 cm 2 del elemento de cierre, esto es 20 kg luego: p = 120 bares ¡Observe que se ha establecido la suma de fuerzas, más no de presiones!
Pag. 5
Unidad VII
Tecsup Virtu@l
Mandos Hidráulicos
1.6. DESCARGA DE PRESIÓN La descarga de presión es la liberación del fluido a tanque a través de un camino alternativo al que le presenta la válvula limitadora de presión, utilizando el criterio que el fluido se dirige por el camino que menor resistencia le ofrece. En el siguiente diagrama se muestra como se puede descargar de presión a un sistema accionando a una válvula de apertura – cierre sin tener que aperturar la válvula limitadora de presión la cual está regulada a 100 bar.
