Informe mes Septiembre 2014 Pablo Puget 158

Valvulas Neumaticas

Objetivo:

Que el alumno o lector aprenda de la manera mas rapida y eficaz sobre el tema y conocimiento de las valvulas neumaticas.

Introduccion

Una valvula es un dispositivo mecanico empleado para bloquear, regular o impedir el retroceso del flujo de un fluido. Permite eliminar el aire estanco de la parte superior de los radiadores asi como en otros puntos de una instalacion neumatica.

Son los componentes de un sistema neumático, que determinan el camino que ha de tomar la corriente de aire hacia loa otros elementos integrantes, desde la fuente de presión.

Para la clasificacion de las valvulas neumaticas suele ser dificil pues no hay una clasificacion fija y establecida, pero si hubiera una clasificacion podria ser:

1. Por su Resistencia al flujo.
2. Por paso directo del flujo.
3. Valvulas de compuerta.
4. De bola.
5. De macho.
6. De mariposa.
7. De globo.
8. Angulares.
9. Los de baja resistencia.
10. Las de cambio de direccion del flujo.

 Para poder seleccionar algun tipo de valvula debera ser a su funcion a efectuar:

• Cierre o Bloqueo.
• Estrangulacion.
• Impedir el paso del flujo 

Valvula direccional:
Tambien conocidas como valvuas de vias. Permite, orienta o detiene el flujo de aire. Por distribuir el aire hacia los elementos de trabajo. 

1. Válvula direccional 2/2: En este caso la válvula en una posición une las dos vías y en la otra posición las separa.
2. Válvula direccional 3/2: Tiene dos posiciones y tres vías donde una de ellas va al actuador, normalmente un cilindro de simple efecto o actuador que tiene un retorno mecánico, normalmente por muelle y las otras dos vías van al tanque y a la presión haciendo que en una posición el aceite o aire, dependiendo si el circuito es hidráulico o neumático, vaya al actuador presión y en la otra posición retorne del actuador al tanque.
3. Válvula direccional 4/2: Tiene dos posiciones como en el caso anterior de la válvula 3/2 pero en este caso tiene dos vías al actuador, permitiendo que en una posición provoque el funcionamiento del actuador en sentido contrario, ya siendo un cilindro de doble efecto haciendo que en una posición salga el pistón y en la otra entre el pistón del cilindro. En el caso que el actuador sea un motor hidráulico girará en un sentido al estar en una posición y en el sentido contrario al cambiar la válvula de posición. 
4. Válvula direccional 4/3: Estas válvulas siguen teniendo 4 vías, que son presión(P), tanque(T), A y B que son las vías que van al actuador ya sea cilindro o bomba hidráulica. La variación está en que tiene tres posiciones siendo iguales los circuitos internos de las posiciones laterales que las encontradas en las válvulas 4/2, pero nos encontramos con la posición central cuyo circuito puede ser de varias formas diferentes: 
5. Válvula direccional 4/3 con centro abierto: El centro abierto significa que las cuatro vías están unidas internamente.  
6. Válvula direccional 4/3 con centro cerrado: El centro cerrado significa que las cuatro vías están bloqueadas internamente impidiendo la circulación del aceite o aire en ninguna de las direcciones.Válvula direccional 4/3 de centro en tándem: el centro en tándem significa que tiene las dos vías que van al actuador bloqueadas y las dos vías que van a la presión y al tanque conectadas permitiendo que se quede el actuador bloqueado y la presión enviarla al tanque o a otra válvula mientras está ese actuador inmovilizado.  
7. Válvula direccional 4/3 de centro abierto negativo: En este caso el centro tiene la presión bloqueada y el actuador retorno por las dos vías la presión al tanque.

Nos podemos encontrar con más tipos de circuitos en la válvula 4/3 que dependiendo de la necesidad del circuito pueden ser:

A y T abiertos con P y B cerrados.
P, A y B abiertos entre si y T cerrado.
A y P abiertos y B y T cerrados.
B, P y T abiertos y A cerrado.

Valvula reguladora de flujo:
Tambien conocida como valvua de caudal. Como su nombre lo dice es una vavula que regula el caudal y las valvulas que regulan la presion. Se encargan de regular la presion que recibiran las bombas de manera de que no haya ni exceso ni falta de presion.

En esta categoria existen dos tipos:

 

1. Válvulas de regulación manual. Son operadas por palancas o tornillos que se accionan a través de la aplicación de fuerza de quien está operando. 
2. Válvulas de regulación neumáticas. A diferencia de las anteriores, este tipo de válvulas no utilizan la fuerza del operario, sino que cuentan con un cilindro hidráulico que se acciona con aire comprimido regulado.

Sufuncionamiento es de otra forma, ya que pueden funcionar de dos formas distintas: ya sea a través de la presión automática y de la máxima presión o descarga.

Válvulas reguladoras de presión automática

Este tipo de válvulas funciona cerrando la salida de agua a presión. Esto provoca que la bomba no ejerza presión y que el motor trabaje sin carga.

Válvulas reguladoras de máxima presión o descarga

Cuando se cierra el suministro de aire, el motor de la bomba se mantiene a presión y las válvulas trabajan con carga.

Valvulas de bloqueo:
Estas valvulas pueden cortar el paso de aire comprimido, en estas se bloquea un solo sentido de paso, de forma que el otro sentido queda libre, esto esta contruido de forma que el aire actua sobre la pieza de bloqueo lo que refuerza el efecto de cierre.

1. 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.
2. Válvula Antirretorno Pilotada:
   Si la presión en la conexión 1 es mayor que la de la salida 2, la válvula de antirretorno permite la circulación libre del aire. Funciona del mismo modo que la válvula antirretorno simple. Pero además, la válvula puede desbloquearse por la línea de pilotaje 12, liberando el obturador, permitiendo el paso del aire en la dirección 2-1.Suele utilizarse para evitar el movimiento indeseado de un cilindro vertical de doble efecto, sometido a una carga externa, cuando se ha detenido el funcionamiento de la máquina o hay falta de presión de aire (Una válvula antirretorno es más estanca, debido a su construcción, que una válvula distribuidora de corredera)
3. Válvula Selectora (O):
   La válvula selectora se emplea para el enlace lógico O. Las señales de aire a presión existentes en las entradas (1) producen una señal en la salida 2. Si no hay ninguna señal de entrada, no se produce señal de salida. Cuando hay señales en ambas entradas, la señal con presión más alta es la que llega a la salida.
4. Válvula de Simultaneidad (Y):
   La válvula de simultaneidad se emplea para el enlace lógico Y. Las señales de aire a presión en las entradas 1, hacen que se produzca una señal en la salida 2, siempre que actúen al mismo tiempo. Si hay diferencias de presión en las señales de entrada, la señal de presión más baja es la que llega a la salida.
5. Válvula de Escape Rápido:
   Se utiliza cuando no se desea que al aire de retorno recorra el camino de vuelta por la línea de mando, pasando por la válvula distribuidora. La velocidad del émbolo del cilindro puede aumentarse así hasta el valor máximo posible dado que, durante el movimiento, disminuye la resistencia de expulsión del aire. Debe instalarse lo más cerca posible del cilindro.
   

 Valvulas de presion:

La operación segura y eficiente de los componentes de los circuitos neumáticos, requiere medios de controlar la presión. Hay muchos tipos de válvulas de control automáticas de presión. Unas proporcionan simplemente un escape para la presión que excede un ajuste de presión del sistema, otras reducen la presión a un sistema o subsistema de menor presión y algunas mantienen la presión un sistema dentro de una gama requerida.

1. Válvula Reguladora de Presión
   Las válvulas reguladoras de presión, proporcionan una presión constante en un sistema que funcione a una presión más baja que la suministrada por el equipo de producción, constante la presión de trabajo, sean cuales fueren las oscilaciones de presión en la red y en el consumo de aire. Dependiendo de su construcción (con/sin orificio de escape) funcionan de forma algo diferente. 
2. Válvula Reguladora de Presión Sin orificio de escape  
   Por medio del tornillo de ajuste se pretensa el muelle que está unido solidario al diafragma. Según el ajuste del muelle, se abre más o menos el paso del lado primario al secundario. El vástago con la membrana se separa más o menos del asiento de junta.Si no hay consumo de aire comprimido en el lado secundario, la presión aumenta y empuja a la membrana, venciendo la fuerza del muelle. El muelle empuja el vástago hacia arriba, y en el asiento se cierra el paso de aire. Sólo después de descomprimir el lado secundario, puede fluir de nuevo aire comprimido del lado primario. 
3. Válvula Reguladora de Presión Con orificio de escape
   El funcionamiento es similar al descrito para la válvula sin orificio, pero en ésta, cuando la presión secundaria aumenta demasiado y la membrana es empujada contra el muelle, entonces se abre el orificio de escape en la parte central de la membrana y el aire puede salir a la atmósfera por los orificios de escape existentes. El lado secundario se descomprime automáticamente por acción del escape implementado.
4. Válvula Limitadora
   Estas válvulas se utilizan, sobre todo, como válvulas de seguridad (válvulas de sobrepresión). No admiten que la presión en el sistema sobrepase un valor máximo admisible. Al alcanzar en la entrada de la válvula el valor máximo de presión, se abre la salida y el aire sale a la atmósfera. La válvula permanece abierta, hasta que el muelle incorporado, una vez alcanzada la presión ajustada en función de la característica del muelle, cierra el paso al escape. 
5. Válvula de Secuencia
   Su funcionamiento es muy similar al de la válvula limitadora de presión. Abre el paso cuando se alcanza una presión superior a la ajustada mediante el muelle. El aire circula de 1 hacia la salida 2. La válvula no permite el paso, hasta que en el conducto de mando 12 no se ha formado una presión ajustada. Un émbolo de mando abre el paso de 1 hacia 2. Estas válvulas se montan en mandos neumáticos que actúan cuando se precisa una presión fija para un fenómeno de conmutación (mandos en función de la presión) como por ejemplo, una señal después de alcanzar la presión de sujeción de una pieza

 

Valvulas Especiales 

1. Válvulas solenoides
   Las válvulas solenoides pueden ser de dos tipos, de vástago que se utilizan en válvulas pequeñas y algo antiguas y de membrana. Todas tienen sentido de circulación, deben funcionar en posición horizontal con la bobina hacia arriba y su consumo eléctrico es muy pequeño. Cuando la bobina de la solenoide no tiene tensión la válvula está cerrada mediante un muelle y la presión de alta que se queda en la parte superior. Cuando excitamos la bobina hacemos subir el vástago y abre la válvula. La bobina no hace ningún esfuerzo ya que no tienen que vencer ninguna presión. Las válvulas se suministran por partes, ofreciendo la posibilidad de diseñar la válvula según sus requisitos. Están disponibles en diferentes tamaños, tipos de conexiones y con bobinas de diferentes tensiones y frecuencias.Sirven  para líneas de líquido, aspiración y gas caliente con amoníaco o refrigerantes fluorados. 
2. Válvula de 4 vías o inversora
   La válvula de 4 vías se empezó utilizando como método de desescarche realizando la inversión de ciclo y enviando al evaporador gas caliente desde la descarga  para poder descongelar el hielo producido por la condensación del agua en el exterior del evaporador. Hoy en día la válvula inversora es el elemento fundamental para el funcionamiento de un equipo de aire acondicionado en función de calor. Su funcionamiento consiste en que la bobina electromagnética actúa sobre un patín interior dispositivo capaz de provocar el cambio de la dirección del refrigerante de manera que el evaporador se convierte en condensador, y el condensador se convierte en evaporador, lo que completa una fase de ciclo invertido. 
3. Bobinas
   
   Las bobinas están especialmente diseñadas para trabajar en ambientes agresivos con alta humedad y fluctuaciones de temperatura, condiciones usuales en la mayoría de las instalaciones de refrigeración.Son como en el caso se las bobinas solenoides de montaje y desmontaje fácil, lo cual asegura una instalación sin errores. Las bobinas se montan sin ningún tipo de herramientas y para desmontarlas solo se precisa un destornillador. 
4. Válvulas de paso manual
   Estas válvulas son perfectamente herméticas, tanto al interior como al exterior, las válvulas de bola con cuerpo de latón o de acero y de racores de cobre, permiten el aislamiento rápido de los circuitos frigoríficos, normalmente incorporan un limitador de rotación integrado. Par su soldadura en los conductos no es necesario desmontar el cuerpo de la válvula. Normalmente vienen preparadas para trabajar a una presión máxima de servicio de entre 35 y 40 bares así como a las temperaturas de funcionamiento comprendidas entre – 40 ºC  y  + 150 ºC, estas válvulas están estimadas a una amplia gama de aplicaciones. Otro tipo de válvulas manuales es la válvula de cierre manual con volante de membrana, que se utiliza en tubería de líquido, de aspiración y de gas caliente en instalaciones de refrigeración. 
5. Válvulas calibradas
   Son ajustables, y aseguran un caudal de aceite regular hacia los carteres de los compresores, manteniendo una presión de aceite adecuada en los depósitos de aceite. 
6. Válvulas de asiento
   Las válvulas de aislamiento se montan sobre los reguladores de nivel de aceite y son orientables en 360º. La maniobra se efectúa gracias a un cuadrado protegido por un tapón roscado hermético. Existen varios tipos de válvulas de aislamiento pero las dos más usuales son: una tapada al circuito de igualación de presión y otra adaptada a la línea de alimentación del aceite. 
7. Válvula de control de aspiración (KVL)
   Regula la presión de aspiración del compresor cuando ésta supera ciertos valores que podrían sobrecargar el compresor. Normalmente se calculan los compresores para que trabajen a régimen. Éste al estar caliente produce la total evaporación del refrigerante aumentando la presión de evaporación. Si esta sobrepresión se prolonga se dispararía el protector térmico del compresor. Con la válvula KVL podemos evitar que al compresor le llegue tanta presión de aspiración en las arrancadas limitando la presión. 
8. Válvulas de control de condensación (KVR, KVD)
   La válvula KVR se coloca a la salida del condensador para aumentar la presión de condensación cerrando el paso de refrigerante, las KVR se pueden montar igualmente en la línea de gas en sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Hasta que no alcanza la presión a la cual la hemos ajustado no abre y por lo tanto llenamos el condensador de líquido haciéndolo más pequeño. De esta manera aumentamos la presión pero también dejamos el calderín sin presión. Para evitar esto se coloca también junto a ésta una KVD que inyecta gas caliente al calderón así aseguraremos que se mantiene una presión adecuada en el recipiente. Normalmente mantiene 1 bar por debajo de la presión de la línea de líquido. Las KVD se usa también para aumentar la presión de alta comunicando la alta con la baja para aumentar la presión de descarga. En verano no actúa ninguna de las dos válvulas. 
9. Válvula de control de evaporación (KVP)
   Se coloca en la línea de aspiración justo después del evaporador para regular la presión de evaporación. Se utiliza normalmente en el caso que tengamos un compresor con varios evaporadores y en estos quedamos conseguir temperaturas diferentes. Abre cuando disminuye la presión en el recipiente y deriva gas caliente para mantener la presión del recipiente de acuerdo con el ajuste del regulador. Por ejemplo si el compresor aspira a 0,6bar la válvula la regulamos a 2,5bar para conseguir la temperatura deseada en el recinto a enfriar. También se utiliza en los casos en que el compresor es de mayor potencia que los evaporadores, de esta manera podemos conseguir en el evaporador la presión adecuada para conseguir la temperatura deseada en la cámara. Si tenemos varias cámaras conectadas en la misma línea de aspiración, han de llevar una antiretorno cada una ya que si una de ellas para por temperatura se quedaría a menor presión que las demás. Entonces las demás que sí funcionan enviarían el gas a la cámara que está parada.
10. Válvulas presostaticas
    Se emplean para controlar la presión de condensación en los condensadores de agua.   Se conecta a la presión de alta y abre o cierra la válvula dependiendo de ésta. La presión se controla con el tornillo de manera que cuando la instalación esté parada ha de cortar el agua. 
11. Válvulas de seguridad
    Las válvulas están especialmente diseñadas para proteger los componentes contra presiones elevadas, cumpliendo así con los estrictos requisitos de calidad y seguridad en instalaciones de refrigeración, especificadas por los organismos de homologación internacionales. Estas, son válvulas de alivio dependientes de la presión de salida con paso en ángulo. Se recomienda la válvula como válvula de alivio (seguridad) externa e interna en plantas de refrigeración. El muelle del cuerpo se cierra herméticamente para evitar fugas. Se pueden suministrar con ajustes de presión de fábrica entre 10 y 40 bar g (145 y 580 psig) También se encuentran disponibles válvulas con ajuste de presión estándar con "Certificado -TÜV Pressure Setting Certificate" por cada válvula.

VALVULAS NEUMATICAS (Resumen)

Definición

Son los componentes de un sistema neumático, que determinan el camino que ha de tomar la corriente de aire hacia loa otros elementos integrantes, desde la fuente de presión.

Tipos de válvulas

Válvulas direccionales

Válvulas reguladoras de flujo

Válvulas de bloqueo

Válvulas de presión

Características

§  Válvulas direccionales:

-       Numero de vías y posiciones

-       Tamaño (caudal)

-       Tipos de mando

-       Montajes

-       Frecuencia de actuación

-       Solenoides

-       Temperaturas de uso

-       Modularidad

-       Repuestos

§  Válvulas de bloqueo

-       válvula direccional de corredera

-       accionamiento electrohidráulico

-       posición de las conexiones

-       funcionamiento como válvula de bloqueo-paso o válvula de bloqueo-paso-cortocircuito

-       flujo libre a través de P y T en cualquier posición de conmutación

-       solenoide  a corriente continua de conmutación en aceite

-       conmutadores de posición inductivos y sensores de proximidad (libres de contacto)

-        

§  Válvulas reguladoras de flujo:

-       Unión para conectar la cubierta con el cuerpo de la válvula

-       La punta del vástago y el interior del regulador de flujo son aleaciones de metal duro, y son resistentes a la corrosión y al fregado

-       Cubierta con diseño de un indicador de apertura con cubierta protectora de plexiglás.

-       Montajes y desmontajes

-       Al girar el volante en contrarreloj, la válvula se abrirá, al sentido del reloj se cerrara

§  Válvulas  reguladoras de presión

-       Entrada

-       Asiento de válvula

-       Válvula de bola

-       Taladro de salida para retorno

-       Tubo de retorno

-       Husillo o vástago

-       Muelle de comprensión

-       Bobina electromagnética

-       Dirección y sentido del flujo

-       Conexión roscada al recipiente

Clasificación

Las válvulas se clasifican en 3 partes:

§  Válvulas de distribución

Se pueden clasificar de varias maneras por su construcción interna, por su accionamiento y por el número de vías y posiciones.

Si la clasificación es por su tipo de accionamiento, tendremos la información para saber si la válvula acciona directamente o indirectamente. Si la clasificación es por su construcción física, se sabrá si es corredera de disco o de asiento.

§  Válvulas de bloqueo

En este tipo de válvulas se encontraran válvulas antirretorno, de simultaneidad, de selección de circuito y de escape.

§  Válvulas reguladoras

En esta clase de válvulas se encontrara el tipo de regulación, si son con aire de entrada o salida, y las válvulas de presión.

Mantenimiento 

 Algunos pasos para dar mantenimiento preventivo:

• Lubricar a intervalos periódicos.
•  Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.
•  Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al comprobar que las válvulas estén cerradas.
•  No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca.
•  Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque neumático en la tubería.
•  Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados.
•  Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.

Algunas de las recomendaciones para un correcto mantenimiento de las válvulas:

• Desarme de unidades
  La tarea de desarme puede ser realizada  “en un tornillo de banco” retirando la válvula de la máquina, antes se deber interrumpir el suministro de aire a fin de evitar  accidentes o rotura. Evitar sujetar el distribuidor con elementos fuertes ya que puede sufrir deformaciones que lo inutilicen. 
• Limpieza de partes
  El lavado de partes puede realizarse por inmersión en nafta y pincel o cepillo de limpieza, sopleteando con aire a presión limpio y seco. Es conveniente repetir la operación varias. En caso de mandos electroneumáticos, es importante mantener limpio el fondo del tubo guía y el frente de contacto del tragante o núcleo móvil.
• Recambio de partes
  Cuando se reemplacen guarniciones 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 ».
• 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
• Pruebas
  Tanto de estanqueidad y funcionamiento antes de reinstalar la válvula en la máquina, alimentar la válvula con presión de 6 a 8 bar y obturar con tapones sus bocas de utilización. En caso de válvulas con mando electro neumático, proveer de alimentación eléctrica a los solenoides y verificar también ausencia de fugas por venteo del piloto, tubo guía y actuador manual, así como vibraciones.

Las variedades de válvulas  son muy amplias, para su mantenimiento se requiere:

-     Empaque de garlo.

-     Lijas de 400

-     Grasa

-     Lijas

-     WD-40

-     Empaques de estopero

-     Desengrasante

-     Lijas

-     Sellador never

-     Aceite de alta lubricidad

-     Grasa sellante

-     Empaque de cartucho

-     Sellador never

Determinar el tamaño de la valvla
Para poder determinar el tamaño de una valvula se es necesario los siguientes datos/informacion:

1. Número de vías y posiciones.
2. Tamaño (caudal).
3. Tipos de mando.
4. Características de presión.
5. Montajes.
6. Frecuencia de actuación.
7. Solenoides.
8. Temperaturas de uso.
9. Modularidad.
10. Repuestos.


Cuestionario

1. ¿Que es una valvula neumatica?
   Componentes de un sistema neumático, que determinan el camino que ha de tomar la corriente de aire hacia loa otros elementos integrantes, desde la fuente de presión
2. ¿Cuales son los tipos de valvulas neumaticas?
   Válvulas direccionales
   Válvulas reguladoras de flujo
   Válvulas de bloqueo
   Válvulas de presión
3. ¿Porque debe darse un mantenimiento constante a las válvulas neumáticas?
   Para tener un buen funcionamiento de los dispositivos y evitar fallas
4. ¿Como pueden clasificarse?
   Valvulas de distribucion
   Vlavulas de bloqueo
   Valvulas distribuidoras
5. ¿En que consisten las valvulas de bloqueo?Pueden cortar el paso de aire comprimido, en estas se bloquea un solo sentido de paso, de forma que el otro sentido queda libre, esto esta contruido de forma que el aire actua sobre la pieza de bloqueo lo que refuerza el efecto de cierre.
6. ¿Con que otro nombre se le conoce a la Válvula Direccional?
   Valvula distribuidora
7. Define las Válvulas Distribuidoras. Permite, orienta o detiene el flujo de aire. Por distribuir el aire hacia los elementos de trabajo.
8. ¿Para que son utilizadas las válvulas de presión?
   Limitar la presión presión máxima de un sistema, Regular la presión reducida en ciertos circuitos, Evitar sobrecargas en la bomba y Absorber picos de presión presión.
9. Menciona algunos datos para calcuar el tamaño de una valvula( 3 o mas)Número de vías y posiciones.
   Tamaño (caudal).
   Tipos de mando.
   Características de presión.
   Montajes.
   Frecuencia de actuación.
   Solenoides.
   Temperaturas de uso.
   Modularidad.
   Repuestos.  
10. ¿Que caudal es aquel que es autoregulable y el cual mientras mas presion se le aplique este caudal baja?
    Cadual Variable
    

Bibliografia:

http://sitioniche.nichese.com/valvulas.html 
http://.wikipedia.org/wiki/Neumática