VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS. Introducción Externamente, las válvulas pueden considerarse como una caja ne gra con una serie de orificios que sirven para la entrada y salida del aire comprimido. La forma en que se conectan dichos orificios, en una posición estable, constituye un estado de la válvula, lo que habitualmente se denomina posición. Los orificios se llaman vías. Las válvulas se componen de dos o más posiciones, esto es, dos o más formas de conectar las vías. De lo contrario, no tendrían mucho sentido, ya que funcionarían como simples tuberías. Para cambiar de una posición a otra se dispone de unos mandos en la propia válvula. Por lo general, existe una posición de reposo, que es aquella en la que no se actúa sobre los mandos. El número de vías y de posiciones de la válvula identifica el funcionamiento de la misma, independientemente de la forma constructiva y del tipo de mando que la active. Por este motivo, las válvulas se representan simbólicamente mediante esquemas que dan una idea clara y concisa de su funcionamiento. De hecho, en la nomenclatura de las válvulas se dice primero el número de vías, seguido del de posiciones. Posteriormente, se menciona el tipo de funcionamiento en reposo, si procede (normalmente abiert a o normalmente cerrada), y los dos tipos de mandos que permutan la válvula ( primero el que cambia la posición de reposo a la activa, y luego el que pasa de nuevo a la posición de reposo).
En el sistema neumático: Dirigen el aire comprimido hacía varias vías en el arranque, la parada y el cambio de sentido del movimiento del pistón dentro del cilindro.
Válvula normal cerrada = no permite el paso del aire en posición de reposo. Si se acciona, permite circular el aire comprimido. Válvula normal abierta = en reposo el paso del aire está libre y al accionarla se cierra. Posición de partida = un movimiento de las partes móviles de una válvula al estar montada en un equipo y alimentarla a la presión de la red neumática.
Los cilindros accionados por las válvulas distribuidoras se representan con las letras A, B, C, etc. Los sensores asociados de posición inicial y final del vástago con un código alfa numérico. Ejemplo: Cilindro a a0 = posición de inicial vástago con el pistón completamente retraído. a1 = la posición final vástago con el pistón completamente extendido. Para representar a las funciones de las válvulas distribuidoras se utilizan símbolos que indican el número de posiciones y de vías de la válvula y su funcionamiento. El número de posiciones viene representado por el número de cuadrados yuxtapuestos en cuyo interior se dibuja el esquema de funcionamiento, siendo las líneas el número de tuberías o de conductos, cuya unión se representa mediante un punto.
Las conexiones se representan por medio de trazos externos unidos al cuadrado. La casilla indica la posición de reposo de la válvula distribuidora, es decir, la posición que ocupa cuando la válvula no estar accionada. La posición inicial es la que toma la válvula cuando se establece la presión o bien la conexión de la tensión eléctrica y es la posición por medio de la cual comienza el programa preestablecido. Representación esquemática de válvulas
Para representar las válvulas se utilizan símbolos; estos símbolos de ninguna manera representan el sentido constructivo del elemento, su l abor es únicamente dar una idea de su funcionamiento.
Estas válvulas se representan por cuadrados
La cantidad de cuadros indica la cantidad de posiciones que puede tener la válvula
En el interior de estos cuadrados se representa, de una manera esquemática, por medio de flechas el sentido de circulación del aire a presión.
Cuando no hay flujo de aire, se representa por medio de líneas transversales.
La unión de las canalizaciones es representada por un punto.
La otra posición se obtiene por la traslación lateral de los cuadrados coincidentes con las conexiones.
Las posiciones pueden ser diferenciadas por números o letras.
Válvula con tres posiciones, 4 vías (posición intermedia = posición cero) a 0 b
Las válvulas de vías pueden ser de dos, tres, cuatro o más orificios de vías (Sin incluir los pilotajes). En neumática a diferencia de la hidráulica, no suelen utilizarse válvulas de más de 4 vías. En la siguiente figura se muestra la representación de válvulas de 2 y 3 posiciones y de 2, 3, 4 y 5 vías.
La designación de una válvula está en función de su cantidad de vías y la cantidad de posiciones que pueda tener. Por ejemplo, una válvula de 3/2 significa una válvula de 3 vías y 2 posiciones; una de 5/3, una válvula de 5 vías y 3 posiciones. Las posiciones que adopta el órgano distribuidor se representan por cuadrados, tantos como posiciones existan, dibujados una a continuación de otro. Así, dos cuadrados representan una válvula de dos posiciones, mientras que tres cuadrados representan una de tres posiciones. En neumática el caso más frecuente es el de las válvulas de 2 o 3 posiciones. Las conexiones con tomas de presión (unión de tuberías que enlazan con el compresor) y escape (unión directa o por tubería a la atmósfera) son muy comunes y por este motivo se muestran en la siguiente figura.
Para evitar errores en el montaje de estos elementos, los orificios para las conexiones, se identifican por letras, o bien (según una nueva norma) por medio de números: Orificios Letras Alimentación de P presión Conductos de trabajo A, B, C... Escapes R, S, T... Fuga L Tuberías o conductos Z, Y, X... de pilotaje
Números 1 2, 4, 6.. 3, 5, 7... 9 12, 14, 16...
ISO, International Organization Standarization. CETOP, Comité Europeo de las Transmisiones Óleo-hidráulicas y Neumáticas En neumática, la ISO 1219 es equivalente a la UNE 101 149-86. UNE, Una Norma Española.
Clasificación de las válvulas direccionales:
VALV. DE ASIENTO -Esférico - Disco Plano VALV. DE CORREDERA -Longitudinal - Corredera y Cursor - Giratoria
Construcción de Válvulas Distribuidoras Las características de construcción de las válvulas determinan su duración, fuerza de accionamiento y tamaño. Según su construcción, se distinguen los tipos siguientes:
Válvulas de corredera:
Una válvula de corredera consiste en un cuerpo que en su interior contiene una parte móvil y una serie de pasajes internos. La parte móvil puede (al adoptar diversas posiciones) desconectar o comunicar entre sí, de diversas formas, a estos pasajes internos. La parte móvil la constituye una pieza torneada que puede deslizarse (como si fuera un pistón) dentro de una cavidad cilíndrica que tiene el cuerpo de la válvula. La forma de esta parte móvil en el caso de las válvulas direccional se asemeja a un grupo de varios émbolos pequeños, unidos a un eje que los atraviesa por el centro y que los mantiene separado entre sí. En inglés este tipo de obturador recibe el nombre de “spool”.
Funcionamiento: La válvula en estudio, corresponde a una válvula distribuidora de corredera 4/2, lo que significa que posee 4 vías (A, B, P y T) y 2 posiciones (con el conmutador hacia la derecha y con el conmutador hacia la izquierda). En la primera posición (figura 1) el conmutador comunica la línea de presión P con la línea de trabajo A y la línea de trabajo B queda comunicada con tanque T, por lo tanto el fluido que proviene de la bomba se dirige hacia A y el fluido de B retorna al tanque o depósito del sistema. En la segunda posición (figura 2) ocurre exactamente lo contrario, la línea de presión P queda comunicada con la línea de trabajo B y la línea de trabajo A se comunica con tanque T.
Válvula de Corredera Longitudinal
En estas válvulas el elemento de mando es un émbolo que realiza un desplazamiento longitudinal que abre o cierra al mismo tiempo los conductos correspondientes, la fuerza de accionamiento es reducida porque no hay que vencer resistencias de presión de aire o de resortes. (como en el principio de bola o de junta de disco). Las válvulas de
corredera longitudinal pueden accionarse manualmente o mediante medios mecánicos, eléctricos o neumáticos, estos tipos de accionamiento también pueden emplearse para regresar la válvula a su posición inicial.
Válvula distribuidora 5/2 (Principio de corredera longitudinal)
Un problema que se presenta en este tipo de válvulas es el sellado, el ensamble metal contra metal utilizado en hidráulica exige un ajuste perfecto de la corredera en el interior del cilindro. Para reducir fugas al mínimo, en neumática el juego entre la corredera y el cilindro no debe sobrepasar 0.002 a 0.004 mm, para que los costos de fabricación no sean excesivos se utilizan sobre el émbolo juntas (anillos toroidales o de doble copa, o juntas fijas en el cuerpo con objeto de evitar que los elementos de sellados se dañen. Válvula de corredera y cursor
En este tipo de válvula, la comunicación entre las distintas conexiones se realiza gracias a la acción de un cursor. La ventaja en la utilización de este elemento, radica en el hecho de que el resorte lo apoya continuamente, supliendo el desgaste natural del cursor por efecto del rozamiento interno, en la válvula vista anteriormente, el rozamiento no es compensado de manera que el desgaste de la corredera puede permitir la filtración a otras conexiones.
En este tipo de válvulas, las fuerzas de accionamiento son pequeñas, comparadas con las válvulas de asiento
comparativamente
Válvula giratoria o rotativa.- Las válvulas distribuidoras hasta ahora vistas son de
inversión axial. Existe otra configuración, que es la inversión rotativa. La figura siguiente, muestra una válvula de tres vías y dos posiciones. El rotor gira 180º para carga o descarga del aceite.
Las válvulas distribuidoras o de control direccional se utilizan para cambiar el sentido del flujo de aceite dentro del cilindro y mover el pistón de un extremo al otro de su carrera. Válvulas Distribuidoras de corredera
Válvula 2/2: controla el paro, el arranque y la dirección del caudal. La posición inicial de la válvula puede ser normalmente abierta o normalmente cerrada, según sea la disposición del obturador y del resorte. Las entradas número uno y número dos admiten una presión máxima de 350 bar y el caudal puede pasar en ambas direcciones. Un botón lateral permite el mando manual sin necesitar la excitación del solenoide. Válvula 3/2: es semejante a la válvula 2/2 con la diferencia de que tiene 3 vías que durante la conmutación se conectan brevemente (solape negativo). Válvula 4/2: es semejante a la válvula 2/2 con la diferencia que tiene 4 entradas de las que la 1, la 2 y la 3 admiten simultáneamente la expresión de 350 bar. Típicamente la entrada 3 se conecta a la bomba, las entradas 2 y 4 a los actuadores y la 1 al tanque.
Válvulas distribuidoras de 2/2 y 3/2
Válvulas distribuidoras de 4/2
PARTES DE UNA VÁLVULA Las partes de una válvula son:
Cuerpo (carcasa, parte exterior) Corredera: elemento móvil que realiza la conmutación entre las diferentes posiciones de trabajo. Elementos de accionamiento: mueve la corredera, puede ser manual, mecánico, neumático o eléctrico.
1. Bobina.- elemento eléctrico para desplazamiento de la corredera por efecto de un campo magnético. 2. Pistón.- Utilizado para amplificar el esfuerzo de la bobina eléctrica en el movimiento de la corredera. 3. Corredera.- Elemento para comunicar las entradas y salidas de las válvulas y establecer los estados de la misma. 4. Cuerpo Válvula 5. Muelle retorno.- Muelle que retorna la corredera a su posición de reposo al desactivar la válvula.
6. Conexiones de entrada-salida.- Tomas de conexión de aire de la válvula. A ella se conectaran los tubos de presión, de escape y de avance-retroceso del cilindro. 7. Indicador de presión.- Indicador de presión de la válvula. Se activa cuando tenemos presión en la válvula. 8. Accionamiento Manual.- Pulsador de accionamiento manual de la válvula. 9. Terminales de conexión.- Conexión eléctrica de la bobina.
Ejemplo de una válvula de corredera Válvula de corredera FESTO VZKA-PW-C. 1. Elementos de mando y conexiones
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)
Culata trasera con conexión de válvula según VDI/VDE 3845 (Namur) Actuador lineal DLP Válvula de compuerta (tipo EX o EB) Corredera Cuerpo de la válvula Bastidor de cubierta Puente de fijación Ranura para detector de proximidad
2) Estructura LaválvuladecorrederaVZKA-PW-C...estácompuestadeunactuadorlinealDLPde Festo y una válvula de compuerta. El actuador lineal DLP es un actuador neumático de doble efecto. En caso necesario se pueden instalar detectores de proximidad en las ranuras existentes para la detección binaria de posiciones. La culata trasera del actuador lineal posee una disposición de taladros para la fijación de válvulas según VDI/VDE 3845 (Namur). La válvula de compuerta posee, en función del tipo utilizado, una corredera hermetizante bilateral o una corredera de guillotina hermetizante unilateral también “Ejecución del elemento de bloqueo”
Funcionamiento: La corredera de la válvula de compuerta VZKA unida al émbolo se mueve de un lado a otro al aplicar presión y desventar las cámaras de los cilindros del actuador lineal DLP. El imán cilíndrico del DLP permite la detección de posiciones mediante detectores de proximidad accionados magnéticamente.
Aplicaciones: Conforme a lo previsto, las válvulas de corredera de la serie VZKA-PW-C... sirven para el control del flujo de fluidos en tuberías con un contenido de sólidos de 5 % como máximo. Los fluidos permitidos dependen de la válvula de compuerta utilizada, del material de las juntas y de la temperatura del medio. Las válvulas de corredera de la serie VZKA-PW-CP poseen una corredera hermetizante bilateral. Las válvulas de corredera de la serie VZKA-PW-CK poseen una corredera de guillotina hermetizante unilateral. Ésta permite cerrar tuberías sin obstrucciones incluso si el fluido contiene sólidos, siempre que éstos puedan ser cortados por el canto cortante de la corredera Las válvulas de corredera VZKA-PW-C... son adecuados para aplicaciones en la industria de procesos para:
la hidrotecnia, el tratamiento de aguas residuales, de aguas industriales y de aguas de procesos, la técnica de silos y la técnica de productos a granel.
El producto ha sido diseñado conforme a las exigencias de la industria de procesos Especificaciones Técnicas:
Linkografía. http://cursos.aiu.edu/Sistemas%20Hidraulicas%20y%20Neumaticos/PDF/Tema%203.pdf http://www.unioviedo.es/Areas/Mecanica.Fluidos/docencia/_asignaturas/maquinas_hidraulic as_organizacion/05_VDs.pdf http://es.scribd.com/doc/19023033/55/Valvula-de-Corredera http://demo.imh.es/Electroneumatica/Ud03/modulos/m_en001/ud04/html/en0_ud04_1212_ con.htm http://www.festo.com/net/SupportPortal/Files/166974/750425e1.pdf
