valvulas neumaticas e hidraulicas

Secretaria de Educación Pública TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

Instituto Tecnológico de Veracruz   PROESORA

TEMA

TIPOS DE VÁLVULAS HIDRÁULICAS  !EU"ÁTICAS

 

MATERIA

CIRCUITOS HIDRÁULICOS  !EU"ÁTICOS !EU"ÁTIC OS

 

CARRERA

AL!MNOS"

Índice. 1

D

Descri#ción de $%l$ulas& '( I

Indice& ' Introducción& ) #

V%l$ula reguladora de *lu+o o caudal,& -' V%l$ulas de .lo/ueo& -( V%l$ulas de Distri.ución,& 0 V%l$ulas 1idr%ulicas& -2 V%l$ulas !eu3%ticas& 2

2

Introducción

La neu3%tica 4 la 1idr%ulica de encargan res#ecti$a3ente del estudio de las #ro#iedades 4 a#licaciones de los gases co3#ri3idos 4 de los l5/uidos, Eti3ológica3ente estas #ala.ras deri$an de las griegas #neu3a e 14dro& /ue signi*ican aire 4 agua,  Aun/ue las a#licaciones de los *luidos 6gases 4 l5/uidos7 no son nue$as& lo /ue s5 es relati$a3ente reciente es su e3#leo en circuitos cerrados en *or3a de siste3as de control 4 actuación, Un #ro.le3a de auto3atización 4 control #uede resol$erse e3#leando 3ecanis3os& circuitos el8ctricos 4 electrónicos& circuitos neu3o1idr%ulicos o .ien una co3.inación de todo ello,

Los circuitos neu3%ticos e 1idr%ulicos se suelen utilizar en a#licaciones /ue re/uieren 3o$i3ientos lineales 4 grandes *uerzas, Co3o9 ➢ "a/uinaria de gran #otencia 6e:ca$adoras& #er*oradoras de t;neles7 /ue

e3#lean *unda3ental3ente circuitos 1idr%ulicos, ➢ Producción industrial auto3atizada, Se e3#lean circuitos neu3%ticos o

1idr%ulicos, ➢  Acciona3ientos de ro.ot, Para #roducir el 3o$i3iento de las articulaciones de

un ro.ot industrial 4 de las atracciones de *eria& se e3#lean #rinci#al3ente siste3as neu3%ticos, ➢ "%/uinas 4 1erra3ientas de aire co3#ri3ido, Co3o el 3artillo neu3%tico o

3%/uinas #ara #intar a #istola& son e+e3#los del uso de la neu3%tica,

Válvulas Neumáticas Las $%l$ulas #ueden considerarse co3o una ca+a negra con una serie de ori*icios /ue sir$en #ara la entrada 4 salida del aire co3#ri3ido, La *or3a en /ue se conectan dic1os ori*icios& en una #osición esta.le& constitu4e un estado de la $%l$ula& lo /ue 1a.itual3ente se deno3ina #osición, Los ori*icios se lla3an $5as, Las $%l$ulas se co3#onen de dos o 3as #osiciones& esto es& dos o 3as *or3as de conectar las $5as, Del contrario& no tendr5an 3uc1o sentido& 4a /ue *uncionar5an co3o si3#les tu.er5as, Para ca3.iar de una #osición a otra se dis#one de unos 3andos en la #ro#ia $%l$ula, Por lo general& e:iste una #osición de re#oso& /ue es a/uella en la /ue no se act;a so.re los 3andos, El n;3ero de $5as 4 de #osiciones de la $%l$ula identi*ica el *unciona3iento de la 3is3a& inde#endiente3ente de la *or3a constructi$a 4 del ti#o de 3ando /ue la

acti$e, Por este 3oti$o& las $%l$ulas se re#resentan si3.ólica3ente 3ediante es/ue3as /ue dan una idea clara 4 concisa de su *unciona3iento, De 1ec1o& en la no3enclatura de las $%l$ulas se dice #ri3ero el n;3ero de $5as& seguido del de #osiciones, Posterior3ente& se 3enciona el ti#o de *unciona3iento en re#oso& si #rocede 6nor3al3ente a.ierta o nor3al3ente cerrada7& 4 los dos ti#os de 3andos /ue #er3utan la $%l$ula 6#ri3ero el /ue ca3.ia la #osición de re#oso a la acti$a& 4 luego el /ue #asa de nue$o a la #osición de re#oso7, O#cional3ente& se #uede 3encionar la *or3a constructi$a antes de toda la no3enclatura,

Representación esquemática de válvulas

Para re#resentar las $%l$ulas se utilizan s53.olos< estos s53.olos de ninguna 3anera re#resentan el sentido constructi$o del ele3ento& su la.or es ;nica3ente dar una idea de su *unciona3iento,

Estas $%l$ulas se re#resentan #or cuadrados

La cantidad de cuadros indica la cantidad de #osiciones /ue #uede tener la $%l$ula En el interior de estos cuadrados se re#resenta& de una 3anera es/ue3%tica& #or 3edio de *lec1as el sentido de circulación del aire a #resión, Cuando no 1a4 *lu+o de aire& se re#resenta #or 3edio de l5neas trans$ersales,

La unión de las canalizaciones es re#resentada #or un #unto,

La otra #osición se o.tiene #or la traslación lateral de los cuadrados coincidentes con las cone:iones,

Las #osiciones #ueden ser di*erenciadas #or n;3eros o letras, V%l$ula con tres #osiciones& 2 $5as 6#osición inter3edia = #osición cero7 a ( .

Las $%l$ulas de $5as #ueden ser de dos& tres& cuatro o 3as ori*icios de $5as 6Sin incluir los #ilota+es7, En neu3%tica a di*erencia de la 1idr%ulica& no suelen utilizarse $%l$ulas de 3%s de 2 $5as, En la siguiente *igura se 3uestra la re#resentación de $%l$ulas de ' 4 ) #osiciones 4 de '& )& 2 4 > $5as,

Válvulas de Distribución. La distri.ución del aire co3#ri3ido a distintas ca3inos de un circuito neu3%tico es la *unción 3as i3#ortante de las $%l$ulas, Para lle$ar el aire #or uno u otro ca3ino las $%l$ulas cuentan con unos ori*icios /ue sir$en de gu5a #ara conducir el aire, Estos ori*icios se deno3inan $5as,  A grandes rasgos& las $%l$ulas distri.uidoras se co3#onen de un cuer#o o estructura .%sica& un ele3ento 3ó$il& 4 unos ele3entos de acciona3iento& #ara #er3utar el estado de la $%l$ula, El ele3ento 3ó$il es a/uel con cu4o des#laza3iento se $an a o.tener las distintas #osiciones de la $%l$ula, El ti#o de ele3ento 3ó$il de*ine la clasi*icación de este ti#o de $%l$ulas seg;n la *or3a constructi$a, Por ;lti3o se encuentran los ele3entos de acciona3iento& /ue son co3#onentes necesarios #ara accionar la $%l$ula, Estos son tan $ariados co3o ti#os de 3ando e:isten, Seg;n el ti#o de construcción& las $%l$ulas distri.uidoras se clasi*ican #rinci#al3ente en $%l$ulas de asiento 4 en $%l$ulas de corredera,

V%l$ula de asiento, V%l$ula de asiento, V%l$ula de corredera,

Tipos de accionamiento de las válvulas distribuidoras.

La clasi*icación 3as utilizada #ara los 3andos se esta.lece seg;n la *uente de energ5a /ue acti$a los co3#onentes de 3ando, Los 3andos #ueden ser9 ? "anuales ? "ec%nicos ? !eu3%ticos ? El8ctricos Mando manual.

El 3ando esta su#editado a la acción $oluntaria del o#erador, !o se suele usar  3uc1o #or/ue uno de los o.+eti$os de la neu3%tica es el incre3ento de auto3atización de los #rocesos industriales& lo /ue se logra reduciendo la #artici#ación del ser 1u3ano,

Mando mecánico

Se acti$an #or un 3ecanis3o en 3o$i3iento& co3o un %r.ol de le$as& o #or el e3.olo de los cilindros, Se suelen usar co3o ca#tadores de se@al& #or lo /ue acostu3.ran a ser #e/ue@as,

Mando neumático

En general& las $%l$ulas con 3ando neu3%tico se usan co3o 3ando de regulación de los actuadores& #or lo /ue #recisan las $%l$ulas 3%s #e/ue@as /ue lo #iloten, Se realizan en asiento #lano 4 corredora, La *uerza necesaria #ara con3utar la $%l$ula se o.tienen del aire a #resión& 4a sea utiliz%ndolo directa3ente o #or de#resión, De.e considerarse /ue el des#laza3iento de la corredora solo es #osi.le si se desalo+a el aire del lado o#uesto, Este es un as#ecto i3#ortante en el dise@o de circuitos /ue inclu4en $%l$ulas .iesta.les& de ese u otro ti#o,

Los s53.olos corres#ondientes a los 3andos neu3%ticas son *lec1as /ue enlazan con l5neas de #ilota+e& 4 se suelen re#resentar con l5neas discontinuas,

 Accionamiento eléctrico

El #rinci#io de *unciona3iento consiste en o.tener la *uerza #ara des#lazar la corredora a #artir de un electroi3%n, En el 3ando el8ctrico& la longitud de la l5nea de 3ando no in*lu4e en la e*icacia del *unciona3iento& con lo /ue se #uede llegar a dise@ar l5neas de 3ando de $arios centenares de 3etros, Los tie3#os de con3utación son 3u4 cortos 4 *ia.les& #or  lo /ue en la actualidad& 4 considerando lo 3encionado anterior3ente& son las 3as

usadas, Forma constructiva de algunas válvulas distribuidoras Válvulas distribuidoras 2/2 

Las $%l$ulas '' sir$en #ara go.ernar el #aso del *luido, La deno3inación '' signi*ica /ue este ele3ento tiene dos $5as& P 4 A& ado#ta dos #osiciones 6#aso 4 cierre7& res#ecti$a3ente,

Válvulas distribuidoras 3/2 

Estas $%l$ulas #er3iten la circulación de aire en una dirección 4& al 3is3o tie3#o& cortan el #aso en la otra dirección, Se e3#lean #ara go.ernar cilindros de si3#le e*ecto,

Válvulas distribuidoras 4/2 

Las $%l$ulas 2' #er3iten el #aso del *luido en a3.as direcciones, Cuando la $%l$ula esta en re#oso& la $5a de entrada esta conectada con la utilización A& 3ientras /ue la otra utilización B esta #uesta de esca#e R, Estas $%l$ulas se usan #ara go.ernar cilindros 1idr%ulicos de do.le e*ecto,

Válvulas distribuidoras 5/2 

Estas $%l$ulas de > $5as 4 ' #osiciones& se #ueden considerar co3o una a3#liación de las $%l$ulas 2' , la di*erencia consiste en /ue las $%l$ulas >' #oseen una $5a 3as& con lo /ue el esca#e de un cilindro de do.le e*ecto #uede ser  inde#endiente #ara cada lado& #udiendo realizar otras *unciones de 3ando,

Válvulas de bloqueo

El *unciona3iento de las $%l$ulas de .lo/ueo se .asa en cortar el aire co3#ri3ido, Se constru4en de *or3a /ue la #resión del aire act;a so.re la #ieza de .lo/ueo 4 as5 re*uerza el cierre, Se #ueden considerar $%l$ulas de .lo/ueo& #or su #rinci#io de *unciona3iento& las siguientes9 ? V%l$ula antirretorno o de retención ? V%l$ula selectora de circuito ? V%l$ula de si3ultaneidad ? V%l$ula de #urga o esca#e r%#ido ? V%l$ula estranguladora de retención Válvula antirretorno

La $%l$ula antirretorno es la 3as si3#le de todas, Cierra #or co3#leto el #aso en un sentido 4 lo de+a li.re en el contrario& con la #erdida de #resión lo 3as #e/ue@a #osi.le,

Los antirretornos se sit;an dentro de los circuitos& all5 donde se agru#an los ele3entos en los /ue no interesa la 3utua in*luencia, Ta3.i8n sir$en #ara #uentear un a#arato en un sentido de la circulación #or 3oti$os de la seguridad, En este caso& la resistencia interna del sentido li.re de la $%l$ula de retención de.e ser 3enor /ue la resistencia del ele3ento, Válvula selectora.

Esta $%l$ula cu3#le la *unción lógica O en los circuitos neu3%ticos, Tiene dos entradas 4 una salida& #or lo /ue se le deno3ina.a anterior3ente V%l$ula de do.le retención, El .lo/ueo sie3#re se realiza so.re la entrada de 3enor #resión& general3ente #urgada& esto es& con /ue 1a4a #resión en alguna entrada& 1a.r% #resión a la salida,

Se usa cuando un actuador o una $%l$ula distri.uidora de.e go.ernarse indistinta3ente desde dos #untos #or se#arado& distantes *5sica3ente uno del otro, Válvula de simultaneidad.

Esta $%l$ula cu3#le la *unción lógica  en los circuitos neu3%ticos, Ta3.i8n tiene dos entradas 4 una salida, El .lo/ue sie3#re se realiza so.re la entrada /ue no este #urgada, Para /ue e:ista se@al a la salida& de.e 1a.er #resión necesaria3ente en las dos entradas, En todo caso& lo interesante de este $%l$ula es /ue #ara o.tener se@al a la salida de.e 1a.er se@al en las dos entradas, Por este 3oti$o& se usa #re*erente3ente en e/ui#os de encla$a3iento 4 de control& co3o el acciona3iento de una #rensa neu3%tica #or un o#erario, Por razones de seguridad& sólo de.e .a+ar la #rensa si el o#erario 3antiene acti$adas dos $%l$ulas a la $ez, Válvula estranguladora unidireccional.

La $%l$ula estranguladora unidireccional o estranguladora de retención es una $%l$ula 15.rida /ue re;ne caracter5sticas de *unciona3iento de las $%l$ulas de .lo/ueo 4 de las de *lu+o, En los e/ui#os neu3%ticos se usan co3o $%l$ulas de *lu+o& #ara regular la $elocidad de los actuadores& #ero sólo en un sentido de su 3o$i3iento,

Válvula reguladora de fujo o caudal. Las $%l$ulas reguladoras de *lu+o a+ustan el caudal circulante a un $alor *i+o o $aria.le, Su #rinci#io de *unciona3iento es la estrangulación del aire, Estas $%l$ulas sólo #ueden reducir la sección de #aso del aire& esto es& sólo #ueden dis3inuir el caudal circulante, El 3%:i3o caudal dis#oni.le en un circuito& cuando no act;an estas $%l$ulas& es *unción del #aso no3inal de las $%l$ulas 4 de las tu.er5as,

E:isten dos ti#os de $%l$ulas de *lu+o9 ? V%l$ulas estranguladoras& /ue act;an so.re el caudal en cual/uiera de los dos sentidos, ? V%l$ulas estranguladoras unidireccionales& /ue act;an so.re el caudal en un solo sentido del *lu+o, El 3ecanis3o de estrangulación #uede ser #or dia*rag3a o #or estrec1a3iento del conducto de #aso, Los estrec1a3ientos #ueden ser constantes o $aria.les, En la #r%ctica se usan cotidiana3ente los estranguladores regula.les 4 el a+uste 3ec%nico se reser$a #ara los estranguladores unidireccionales, Válvulas reguladoras de presión.

Las $%l$ulas reguladoras de #resión act;an so.re la #resión del aire en circulación& control%ndola desde un $alor nulo 1asta el 3%:i3o $alor de ali3entación, La construcción de todas ellas es 3u4 #arecida& #ero seg;n su colocación en el circuito cu3#len di*erentes *unciones /ue las identi*ican, Los di*erentes ti#os de $%l$ulas reguladoras de #resión son9 ? V%l$ula li3itadora de #resión o de seguridad, ? V%l$ula de secuencia, ? V%l$ula reguladora de #resión o reductora,

Válvula limitadora de presión.

La $%l$ula li3itadora i3#ide /ue la #resión de un siste3a sea 3a4or /ue la *i+ada 3anual3ente a tra$8s de un tornillo, Al so.re#asarse esta #resión 3%:i3a #er3itida& la $%l$ula a.re la cone:ión con la at3ós*era& con lo /ue se reduce la #resión 1asta el $alor no3inal, Entonces se $uel$e a cerrar el ori*icio de #urga, Se usa en todo e/ui#o de #roducción de aire con $%l$ula de seguridad,

Válvula de secuencia.

El #rinci#io de *unciona3iento es el 3is3o /ue el de la $%l$ula li3itadora, La di*erencia reside en /ue en $ez de conectar a esca#e& se conecta a una $5a de tra.a+o,

Válvula reductora.

Estas $%l$ulas .asan su *unciona3iento en una 3e3.rana cu4o 3o$i3iento se encarga de regular la #resión de salida, Esta #resión sie3#re es 3enor /ue la de entrada, El o.+eto es regular la #resión de tra.a+o deseada a un $alor  #redeter3inado 4 constante& inde#endiente de la #resión de entrada 4 del consu3idor,

Válvulas hidráulicas

Las $%l$ulas 1idr%ulicas son 3ecanis3os /ue sir$en #ara regular el *lu+o de *luidos, Pueden dese3#e@an distintas *unciones& reci.iendo en cada caso un no3.re di*erente, E:isten 3uc1os ti#os di*erentes de $%l$ulas en el 3undo& #ero las $%l$ulas 3anuales 3%s t5#ica3ente utilizadas en siste3as de $a#or son las de glo.o& .ola& co3#uerta 4 3ari#osa,

Una #osi.le clasi*icación ser5a9 •

•

•

•

V%l$ulas distri.uidoras9 Su *unción es dirigir el *lu+o #or el circuito seg;n nos con$enga, Ali3entan a los actuadores 4 a otras $%l$ulas, V%l$ulas de cierre9 I3#iden el #aso de *luido en un sentido& #er3itiendo la li.re circulación en el sentido contrario, V%l$ulas de *lu+o9 Per3iten 3odi*icar la $elocidad de un actuador, V%l$ulas de #resión9 Li3itan la #resión de tra.a+o en el circuito& actuando co3o ele3ento de seguridad, A su $ez se #ueden clasi*icar en9 o

o

•

•

V%l$ulas li3itadoras& cuando se su#era un deter3inado $alor de #resión descargan el circuito, V%l$ulas reductoras& li3itan o reducen la #resión, En ocasiones un deter3inado co3#onente del circuito necesita& #ara su correcto *unciona3iento una #resión in*erior a la del *luido& en esta situación se utilizar5a una $%l$ula reductora,

V%l$ulas secuenciadoras9 En ocasiones dentro de un circuito interesa /ue dos cilindros /ue se ali3entan si3ult%nea3ente& desea3os /ue uno act;e antes /ue el otro& en esta situación con el uso de una $%l$ula secuenciadora se conseguir5a #roducir un des*ase entre los cilindros, V%l$ulas de *renado9 Son utilizadas #ara el retorno de los 3otores 1idr%ulicos& 4a /ue e$itan e:cesos de $elocidad cuando el 3otor reci.e una so.recarga& as5 3is3o e$itan /ue se #roduzcan so.re#resiones cuando se desacelera o se detiene la carga,

O #or $%l$ulas utilizadas en las o.ras 1idr%ulicas #uede 1acerse seg;n el ti#o de o.ra 1idr%ulica9 Presas 4 centrales 1idroel8ctricas

•

•

V%l$ulas #ara descarga de *ondo en #resas& #or e+e3#lo del ti#o HoellBunger ,

•

V%l$ulas disi#adoras de energ5a,

•

V%l$ulas #ara regular el caudal en una to3a,

•

V%l$ulas #ara regular la entrada de agua a la tur.ina

•

V%l$ulas ti#o agu+a,  Acueductos,

•

•

V%l$ula ti#o 3ari#osa,

•

V%l$ula ti#o co3#uerta,

•

V%l$ula ti#o es*8rico,

•

V%l$ulas antirretorno,

•

V%l$ula de #ie,

•

V%l$ula de disco autocentrado, Siste3as de riego,

•

•

V%l$ulas #ara 1idrantes,

•

V%l$ulas antirretorno,

•

V%l$ulas de #ie,

Las $%l$ulas& co3o ele3entos de regulación& de control 4 3ando de la circulación del *luido 1idr%ulico #or el interior del circuito& #ueden ser de di$ersos ti#os9 $%l$ulas controladoras de #resión& de caudal& $%l$ulas direccionales o distri.uidoras& $%l$ulas de .lo/ueo o $%l$ulas de cierre,

 Las $%l$ulas de #resión act;an cuando la #resión del *luido en el interior del circuito alcanza un cierto $alor& lla3ado ta3.i8n $alor de tarado, Seg;n su *unción las $%l$ulas de #resión se clasi*ican en9  V%l$ulas de seguridad9 este ti#o de $%l$ulas #rotegen al circuito de so.re#resiones, Son $%l$ulas nor3al3ente cerradas& /ue cuando se alcance una #resión l53ite se acti$an 4 descargan el *luido,

 V%l$ula de co3#ensación de carga9 este ti#o de $%l$ulas se utilizan #ara 3antener una #resión 35ni3a aguas arri.a& e$it%ndose as5 /ue se #ueda #roducir un *enó3eno de e3.ala3iento #or ausencia de una resistencia en el circuito& #or e+e3#lo& en la .a+ada de los #istones /ue ele$an la ca+a de carga de un ca3ión $ol/uete.asculante,

 V%l$ulas de caudal /ue li3itan el caudal 3%:i3o /ue circula #or el circuito& deri$ando el e:ceso de caudal al tan/ue de retorno,  V%l$ulas direccionales /ue distri.u4en el *lu+o dentro del circuito 1idr%ulico, Las 1a4 de $arios ti#os9  V%l$ulas antirretorno9 /ue #er3iten el #aso del *luido en un sentido 4 lo i3#iden en el contrario,

 V%l$ulas distri.uidoras& /ue #ueden ser correderas o rotati$as, En las $%l$ulas correderas las cone:iones se suelen deno3inar9 P& #ara la l5nea de #resión< T& la de retorno a tan/ue< A&B,,,& las distintas l5neas a actuadores& co3o se 3uestra en la *igura siguiente,

Representación grafca de algunas válvulas

Descripción de válvulas Hoell!"unger 

Son un ti#o de $%l$ulas de regulación de caudales desaguados de conce#ción si3#le 4 ro.usta, Per*ectas #ara descargas de agua con #8rdida de energ5a& de *or3a /ue el caudal desaguado no da@e la o.ra de ali$io o las laderas, Producen un c1orro cónico a.ierto /ue dis#ersa la energ5a en la at3ós*era, Se utilizan general3ente en descargas de *ondo de #resas& o aco#ladas a tur.inas #ara reducir el gol#e de ariete en la tu.er5a de #resión,

#erminesp$ Las $%l$ulas disi#adoras de energ5a se usan #ara deri$ar #arte del

caudal #ara li3itar la #resión durante los transitorios