Un sistema hidráulico puede tener aumento de presión interna debido al calentamiento. Los cilindros hidráulicos para aplicaciones móviles y agricolas son los que más pueden llegar a calentarse debido a que están expuestos al sol. Si se calientan 1˚C su presión interna puede subir 50 PSI. Esto quiere decir que si su temperatura aumenta 20˚C su presión interna puede subir hasta 1,000 PSI y el cilindro puede llegar a explotar. Para evitar esto se utilizan válvulas de alivio que cuando la presión es mayor a la deseada ventean una gota o dos de aceite a la atmósfera y así regulan la presión interna del cilindro. Su acción es igual a las válvulas de alivio; cuando hay mucha presión en el sistema dan alivio.
Aplicaciones para válvulas de alivio
Deja una respuestaEl uso más común de las válvulas de alivio es en la posición de la línea de la bomba. Si hay una sobrecarga de presión en esta línea la válvula de alivio la prevendría.
El símbolo para una válvula de alivio es siempre como el de la imagen de arriba. La flecha que está dentro del bloque muestra que la válvula está normalmente cerrada hasta que hay mucha presión y el flujo en la línea punteada sea suficientemente grande para mover el resorte que está del lado opuesto. Se recomienda usar una válvula de alivio en la línea de la bomba para cualquier sistema hidráulico.
Algunas veces se utiliza una válvula de alivio en el extremo del perno del cilindro para limitar la presión en una dirección de movimiento a una presión menor que la válvula de alivio de la bomba principal.
Válvula de alivio operada por piloto
Deja una respuestaLas válvulas de alivio operadas por piloto pueden manejar más altas presiones y más altos flujos gracias a su tipo de construcción. Están construidas en dos fases; la primera fase maneja el rango de flujo al tanque y la segunda fase controla y limita el nivel de presión en la cámara del resorte principal.
Cuando la presión en la línea es más alta que la ajustada en la perilla de control el disco de alivio del piloto se mueve el alivio hacia el tanque. Esto permite que una parte del flujo se vaya hacia el tanque y que otra parte se vaya al sistema. Si hay una sobrecarga severa de presión en el sistema el disco del piloto se abrirá completamente y se descargará todo el flujo al tanque.
Válvula de alivio de acción directa
Deja una respuestaEsta válvula tiene un resorte rígido que cuando la presión dentro del sitema es demasiado alta se contrae y permite el flujo del aceite hacia el puerto del tanque. La «Presión de rompimiento» es cuando hay un balance exacto entre la fuerza del resorte y la fuerza de la presión hidráulica. La «presión de alivio total» es cuando la presión del sistema hidráulico es muy alta y el resorte se comprime lo suficiente para crear una abertura que permite que todo el flujo se vaya hacia el tanque.
Las válvulas de alivio de acción directa son diseñadas generalmente en tamaños pequeños ya que ya que es difícil diseñar resortes más grandes que resistan. También hay mucha diferencia entre la presión de rompimiento y la presión de alivio total, lo que las hace un poco imprecisas comparadas con las válvulas de alivo operadas por piloto.
Válvulas de alivio para sistemas hidráulicos
Deja una respuestaLas válvulas de alivio son las válvulas más importantes de las válvulas de control. Actúan como válvulas de seguridad en el sistema hidráulico. Cuando la presión en el sistema se eleva demasiado la válvula de alivio se abre y permite que el flujo regrese al tanque y así evita que se dañen las partes internas de los componentes hidráulicos en el sistema.
Existen dos categorías de válvulas de alivio: las de acción directa y las operadas por piloto.
Control de cilindros hidráulicos con válvulas selectoras de 3 vías
Deja una respuestaCuando los dos puertos de entrada están cerrados y los puertos del cilindro están abiertos el cilindro queda en una posición flotante.
Cuando se energiza la solenoide de la válvula 1 el cilindro se extiende a su velocidad normal.
Cuando solamente la válvula 2 es energizada el cilindro se retracta a su velocidad normal.
Y cuando ambas válvulas son energizadas el cilindro se mueve a una velocidad rápida ya que ambos puertos del cilindro tienen áreas de pistón desbalanceadas.
Símbolos actuadores para válvulas de 2 vías y 3 vías
Deja una respuestaAquí se muestran los símbolos actuadores más comunes. Solamente los de palanca manual y los de tipo solenoide son utilizados en las válvulas hidráulicas.
Una solenoide posiciona al carrete en una dirección y el resorte los retorna cuando se des-energiza.
El operador debe mantener la palanca en su posición de actuada, cuando la suelta regresa a sus posición normal.
El retenedor sostiene al carrete en la última posición a la que fue movido.
Se cambia la posición al accionar el botón.
Se pueden operar por el talón del pie o por los dedos del pie, retorna a su posición normal por resorte.
Se usa una leva de rodilla ensamblada al carrerte o al disco.
Solamente se usa en válvulas de carrete.
Más aplicaciones para válvulas selectoras
Deja una respuestaVálvula selectora para suministro de aire
Se puede utilizar una válvula selectora para escoger entre la presión de 100 PSI o la presión reducida de 40 PSI en la imagen de arriba. Para que no se mueva la palanca manual de la válvula selectora debido a la vibración es necesario que el carrete tenga un retenedor.
Válvula mezcladora
Se puede usar una válvula selectora de doble entrada para hacer una mezcla proporcional de dos líquidos. Tiene que estar en sus posición central y que las presiones de los dos líquidos sean las mismas.
Válvula De 3 Vías De Doble Entrada (Selectora)
Deja una respuestaEn este sistema para lavado de autos la bomba proporciona ya sea agua o una solución de agua con detergente para lavar los carros. Al activar la solenoide se selecciona el agua de la ciudad y al desactivarla se selecciona la solución con detergente.
El uso más común para las válvulas de doble entrada o selectoras es para sistemas de aire en los cuales por una entrada entra aire alta presión y por la otra a baja presión.
Válvulas de Desviación De Centros Abiertos
Deja una respuestaExisten válvulas de desviación que tienen un centro de posición neutral en el que los dos puertos de salida están abiertos. Cuando se usa este centro los dos arietes que se muestran en el artículo anterior se mueven al mismo tiempo.
Se pueden regular los flujos de las salidas de la posición central para que el ariete de uno de los lados se mueva más rápido que el otro o para compensar cargas también. Cuando el carrete se mueve hacia otra de sus posiciones se corta el flujo hacia uno de los arietes y ya no se mueve.
Aplicaciones Para Válvulas De Desviación De 3 Vías
Deja una respuestaLa desviación en las válvulas es cuando la fuente de fluido puede ser dirigida hacia cualquiera de sus puertos de salida moviendo un carrete ya sea manualmente o por medio de un solenoide.
El símbolo de las válvulas de desviación es parecido al de las válvulas de control direccional pero se puede ver que tienen un puerto de entrada y dos puertos de salida que permiten que se escoja hacia donde va a ir el fluido.
Operación de dos ramales de circuito desde una bomba
Las válvulas de desviación pueden dirigir el flujo a uno o a dos ramales de circuito en un sistema hidráulico. En la imagen de arriba se puede ver cómo se logra esto. Se utiliza una válvula que hace que el flujo se vaya al tanque si es que no se quieren mover los arietes. Cuando se quieran mover se cierra la válvula de descarga y entonces puede pasar el flujo a la válvula de desviación y se puede seleccionar hacia qué ariete se quiere que vaya el flujo.
Otras Aplicaciones Para Válvulas De 3 Vías
Deja una respuestaControl con fuerza fluida de un freno mecánico
Mecanismos como cabestrantes y líneas de cable pueden utilizar un freno mecánico para evitar que el disco se gire o se deslice cuando se corta la fuerza del sistema. Cuando se aplica fuerza en el disco la solenoide de 3 vías también se energiza y un cilindro que es controlado por la válvula de 3 vías jala la balata del freno alejándola del disco.
Control de sistemas de vacío
En el diagrama de la izquierda se cierra la entrada a la bomba de vacío y el depósito es venteado hacia la atmósfera. En el de la derecha la bomba jala el vacío al depósito y el escape a la atmósfera está bloqueado.
Más Aplicaciones Para Válvulas De 3 Vías
Deja una respuestaControl de un cilindro de ariete hidráulico
Cuando un ariete hidráulico tiene que ser detenido en una posición parcialmente elevada se puede utilizar una válvula de 3 vías, 3 posiciones, que tenga una posición neutral con todos los puertos cerrados. La carga baja por su propio peso y se levanta al accionar la válvula con la palanca manual.
Control de arranque y paro de motores de aire
Cuando la solenoide está desenergizada el aire de entrada se cierra y el motor se detiene con ambos puertos venteando a la atmósfera en un estado de giro libre.
Cuando se energiza la solenoide el aire pasa al motor y el puerto de escape está bloqueado.
Los motores de aire generalmente son controlados por válvulas de 4 vías y con medios adicionales que ayudan en la descarga de la bomba cuando el motor se detiene.
Llenado y drenado de depósitos
La válvula direccional puede ser utilizada para drenar el contenedor de líquido al ser actuada dejando el paso del flujo hacia el tanque.
Cuando la válvula se pone en la otra posición el contenedor de líquido se llena.
Aplicaciones Para Válvulas De 3 Vías
Deja una respuestaVálvula de paso de paro y desagüe
Esta es una válvula direccional muy simple. Se usa para drenar el agua atrapada y tiene dos conexiones roscadas principales y un pequeño puerto de venteo.
Servicio de Purga
En un ramal de circuito de un sistema de aire el aire debe ser cerrado cuando se quiera dar servicio al filtro, al regulador, al lubricador o a cualquier otro componente. También el aire debe ser venteado al exterior para prevenir un accidente al abrir la tubería.
Control de cilindros de aire de simple acción
Cuando el solenoide no es energizado el cilindro se retracta por el resorte y porque se vacia de aire el extremo ciego del cilindro.
Cuando se energiza el solenoide la válvula deja pasar el aire y el cilindro se extiende y el resorte se contrae.
Válvula de 3 Vías 2 Posiciones Normalmente Abierta
Deja una respuestaUna válvula de 3 vías 2 posiciones normalmente abierta tiene que ser actuada para que el flujo vaya del puerto de salida A al puerto de escape E. Quiere decir que esta válvula normalmente está actuando en alguna aplicación y tiene que ser accionada para parar y que el flujo se regrese al tanque. En la imagen de arriba se muestra este tipo de válvula al ser actuada.
En esta otra imagen se muestra la válvula en su posición normal sin ser actuada. El flujo va del puerto de entrada P al puerto de salida A sin que tenga que ser actuada, se actúa solo cuando se quiere que se detenga la aplicación del sistema hidráulico y que el flujo regrese al tanque.
Válvula De 3 Vías Para Control Direccional Normalmente Cerrada
Deja una respuestaEsta imagen muestra una válvula de 3 vías y 2 posiciones que está normalmente cerrada. Cuando es accionada permite que el flujo pase por el puerto de entrada P hacia el puerto de salida A. El símbolo gráfico de enmedio de la imagen de arriba muestra ésto de una forma gráfica. El diagrama de la derecha muestra, en bloques, las dos posiciones que tiene este tipo de válvula. Para mostar cómo se cambia la posición se añade un símbolo de una palanca manual arriba de los bloques de posición y esto quiere decir que al accionar la palanca, o al presionar un botón en este caso, se cambiará la posición de la válvula.
Cuando la válvula no es actuada regresa a su posición normal que es cerrada y permite que el flujo vaya del puerto de salida A al puerto de escape E.
Normalmente ésta válvula permite que el flujo vaya al tanque y hay que accionarla para hacer que actúe con alguna aplicación.
Válvulas de 3 Vías
Deja una respuestaLas válvulas de 3 vías tienen tres conexiones principales que son diferentes todas. Tienen aplicaciones de control direccional y pueden ser utilizadas con un puerto venteado al escape y alta presión en los puertos de entrada y de salida.
Las aplicaciones que son más importantes para las válvulas de 3 vías son el control de cilindros de simple acción, el llenado y vaciado de depósitos, aplicación de alivio y de vacío y el control de motores de aire.
Estas válvulas tienen resortes internos para regresar a la posición normal en la que vienen de fábrica ya que dejan de ser actuadas. Tienen dos clasificaciones, normalmente abiertas y normalmente cerradas.
Presión Mínima de Operación Para Válvulas Operadas Por Piloto
Deja una respuestaLas válvulas operadas por piloto consumen una cantidad pequeña de presión de la línea de operación al ser utilizadas. Utilizan de 1 a 2 PSI para válvulas de 2 vías y de 1 a 5 PSI para válvulas normalmente abiertas. Esto quiere decir que las válvulas no pueden ser utilizadas para presiones menores que los valores necesarios para comprimir el resorte. Un válvula de solenoide operada por piloto no va a operar a presiones menores de 1 a 5 PSI.
En la imagen de arriba se muestra una válvula de solenoide operada por piloto en la Posición 1 que requiere una presión mínima de 3 PSI para operar. La válvula se cerraría al llegar al nivel mínimo de agua porque la presión mínima para mantener la válvula abierta sería insuficiente.El agua pesa 0.43 PSI por pie de altura, así es que la presión sería de 3.01 PSI en 7 pies de altura.
Si la válvula estuviera en la Posición 2 la cual está 7 pies debajo del depósito se mantendrá hasta que se drene completamente por el peso del agua.
Válvulas De Solenoide De Dos Vías Operadas Por Piloto
Deja una respuestaLa válvula de solenoide operada por piloto utiliza la presión misma del fluido para abrir o cerrar el disco. La bobina de la solenoide dirige la presión contra el disco principal para hacer que este se abra y que pase el flujo hacia la salida.
La operación por piloto de una válvula de solenoide tiene muchas ventajas; Puede manejar casi cualquier tipo de presión y de flujo, tiene bajos requerimientos de corriente eléctrica y es silenciosa.
Funciona cuando el solenoide se energiza y abre un orificio pequeño que drena el área del resorte y permite así que el flujo de fluido pase hacia la salida. Mientras que la solenoide se mantenga energizada la cámara del resorte estará permitiendo el flujo y la válvula se mantendrá abierta. Cuando se desenergiza la solenoide se cierra el orificio y se bloquea la ruta de venteo haciendo que la cámara del resorte se llene de nuevo y el resorte empuje al disco cerrando la válvula.
Válvulas De Solenoide De 2 Vías
Deja una respuestaLas válvulas de solenoide comienzan a funcionar cuando se activa el solenoide, éste levanta el disco al ser accionado o mueve el carrete de la válvula y lo cierra cuando ya no es accionado. Están limitadas a trabajar a baja presión porque porque los solenoides tienen baja fuerza.
Se recomienda que las válvulas de solenoide de acción directa se utilicen a bajo amperaje y con presiones máximas de 800 PSI y con un diámetro de orificio de 1/16″.
Para manejar altas presiones y alto flujo al mismo tiempo se utilizan válvulas de solenoide operadas por piloto.