Válvulas de presión
En procesos donde
utilizamos bombas que nos proporcionan una alta presión es necesario tener el
control de dicha presión. Puesto que si la bomba llega a exceder su capacidad
puede provocar que esta se sature provocando un fallo en todo el sistema
hidráulico o en caso contrario si no alcanza la presión necesaria puede que
nuestros actuadores no realicen su función correcta. Para evitar todas estas
posibles fallas se desarrollaron las válvulas reguladoras de presión.
La válvula reguladora de
presión es una válvula automática que reduce una presión de entrada alta a una
presión de salida menor o viceversa, de acuerdo a las necesidades del sistema
hidráulico. También sirven para poder mantener la presión constante al igual
que el caudal.
Proporcionan
las funciones de limitación y control de presión ajustable que a menudo se
requieren en aplicaciones en las que es necesario controlar las presiones de
manera precisa.
Estas
válvulas pueden ser utilizadas como mecanismos de seguridad porque impiden que
sobrepase la cantidad de presión indicada por el usuario, lo cual puede reducir
el riesgo a accidentes provocados por un aumento en la presión.
Ver vídeo: “Valvula
reguladora de presion”
Las
válvulas reguladoras de presión funcionan gracias a un resorte el cual al
vencerse, debido a un aumento en la presión, abrirá una apertura conectada al
tanque de manera que la presión que le llegará al sistema hidráulico será la
definida a través del tornillo con el
que cuenta la válvula reguladora.
Pueden
existir válvulas reguladoras de hasta 3 vías, en las cuales puede regular la
presión, esto se logra por cualquiera de sus 2 vías de entrada y por su tercera
vía saldrá el flujo ya con una presión regulada y constante.
Ver vídeo: "Hidráulica - Válvulas reguladoras"
1.-Válvulas de alivio.
a) Descripción
Son válvulas que sirven para eliminar los
picos de presión generados por las bombas hidráulicas. Pueden existir variaciones que incluso pueden liberar la presión cuando
el fluido llega a una temperatura preestablecida.
Cuando se dan las
condiciones para que exista una resistencia al flujo normal de aceite, el
exceso de flujo de aceite causa el incremento de la presión de aceite. Dicho
incremento de presión es evitado por la válvula de alivio.
Son utilizadas
normalmente como elementos de seguridad con el fin de evitar posibles fallos en
el sistema hidráulico que puede dañar la función de los actuadores.
Pueden existir 3 tipos
de válvulas de alivio:
-Válvula de alivio de acción directa:
en ellas el resorte actúa directamente sobre la esfera o pistón obturador. Son
utilizadas comúnmente cuando es necesario una respuesta rápida, eliminar presiones
picos y funciona como una válvula de seguridad.
-Válvulas de alivio de operación piloto: Estas
válvulas están constituidas por un vástago principal cerrado en una cámara
donde se encuentra la presión, la regulación se logra por una válvula de alivio
de acción directa que se encuentra sobre el cuerpo de la válvula y es
controlada a través de un volante de ajuste.
A diferencia de las válvulas de acción directa tiene un rango de ajuste mayor y pueden ser controladas de manera remota para variar la presión.
A diferencia de las válvulas de acción directa tiene un rango de ajuste mayor y pueden ser controladas de manera remota para variar la presión.
-Válvulas de alivio pilotadas
externamente: En este tipo de válvula los diafragmas dobles
sustituyen al actuador del pistón del diseño de piloto interno. Esta gran
superficie de diafragma puede abrir una válvula principal más grande,
permitiendo una mayor capacidad de presión que puede aliviar.
Ver vídeo: “Válvulas de seguridad”
http://www.youtube.com/watch?v=rAzqv9khGsE
b) Características
Este
tipo de válvula reguladora de presión funciona a través de una esfera cargada por un resorte. Cuando la
presión supera el límite preestablecido el resorte se vencerá permitiendo de
esta manera el paso del flujo hacia el tanque, con lo cual podemos conseguir
que la presión que llega al sistema hidráulico sea el necesario para que
funcione de manera adecuada.
La presión de ruptura esta definida por el valor de
presión al cual el aceite comienza a pasar del circuito principal al tanque. En
las válvulas de alivio de acción directa, para que ello ocurra el sistema de
presión tiene que vencer la tensión de oposición del resorte.
En el caso de las válvulas pilotadas la presión
proveniente de la bomba pasa a la zona superior a través de un pequeño orificio
realizado en el vástago, de esta manera de ambas caras de la válvula tenemos el
mismo valor de presión. El nivel de presión de la cámara superior es mantenido
mediante una pequeña válvula piloto de alivio directa controlada por la perilla
de ajuste. Cuando la presión que suministra supera el valor
de ajuste del resorte de la válvula piloto el asiento de esta se retira
permitiendo un drenaje de la cámara superior del vástago principal hacia el
tanque este drenaje produce un descarga de presión.
Ante
mayores requerimientos de alivio primero la válvula más pequeña se abre,
se produce una mayor diferencia de presión en el carrete más grande, lo
que hace que la válvula mayor, con el resorte ligero, se abra y deje pasar
el aceite.
c) Aplicación en
diagrama.
Las válvulas de alivio
se utilizan en sistemas hidráulicos donde es necesario mantener una presión
adecuada, en un diagrama la podemos utilizar de la siguiente manera:
Cuando la válvula
direccional se encuentra cerrada y la bomba encendida todo el flujo pasara por
la válvula de alivio directamente hacia el tanque. Al momento en que el
cilindro se comienza a llenar por su área del pistón la válvula no será
accionada puesto que la presión no será considerablemente alta. Una ves que el
cilindro alcance su avance máximo la presión del sistema comenzará a salir por
la válvula de alivio, ya que la bomba seguirá dando un flujo continuo
incrementando de esta manera la presión dentro del sistema.
2.-Válvulas de
contrabalance.
a) Descripción
Esta válvula se
caracteriza por ser una combinación de 2 tipos de válvulas, una válvula check y
una válvula de alivio de operación piloto. Esta válvula sirve como resistencia
hidráulica al
Son utilizadas en sistemas hidráulicos donde los
actuadores son cilindros con una carga muy grande, para que al momento de salir
o entrar el vástago según sea el caso, este lo haga con una velocidad moderada
para que tanto el cilindro, el vástago y la carga no se dañen.
Son utilizadas para
realizar diferentes necesidades, entre ellos podemos nombrar:
-Flujo libre en una
dirección
-Protección contra aumentos en la presión provocados por fuerzas externas
-Protección contra ruptura de mangueras
-Sostener cargas sin fuga
-Al bloquear el flujo, proporciona un suave descenso de la carga, evitando anticavitación, protege el circuito hidráulico de aumentos de presión
-Protección contra aumentos en la presión provocados por fuerzas externas
-Protección contra ruptura de mangueras
-Sostener cargas sin fuga
-Al bloquear el flujo, proporciona un suave descenso de la carga, evitando anticavitación, protege el circuito hidráulico de aumentos de presión
b) Características
Esta válvula está
conformada internamente por un carrete equilibrado, el cual consta de 2
pistones fijados permanentemente en cualquier extremo de un eje. Las
superficies internas de los pistones son iguales, por esta razón la presión
actúa de la misma manera en ambas áreas sin importar la posición de la válvula.
El área del eje entre los 2 pistones proporcionan el espacio para que el aceite
fluya cuando la válvula esta abierta.
En caso contrario,
cuando la válvula esta cerrada el pistón superior bloquea el puerto de
descarga. Por esto el flujo se ve forzado a entrar por el puerto de entrada. A
medida que la presión aumenta, esta actuará sobre el pistón piloto hasta que
supera la presión seleccionada en el resorte. Esto fuerza el carrete de la
válvula para arriba y permite que el aceite fluya alrededor del eje del carrete
de la válvula. Durante el flujo inverso, el resorte fuerza al carrete de la
válvula de posición cerrada. La presión del líquido supera la tensión del
resorte de la válvula de retención, ésta se abre y permite el paso del flujo
hacia el puerto conectado a el tanque.
Se utiliza para balancear cargas que tienden a bajar el
cilindro sin control debido a la gravedad. Actúa colocando una contrapresion
que genera una fuerza que contrarresta la gravedad permitiendo un fácil control
del movimiento de descenso.
c) Aplicación en
diagrama.
En nuestro diagrama
hidráulico al utilizar una válvula de contrabalance, su válvula check permite
el flujo en una sola dirección, debido al resorte que contiene. Para el flujo
que va en sentido contrario la válvula contrabalance alivia la presión generada
por la carga al valor definido en la válvula.
La válvula de
contrabalance tiene un tercer puerto (además del de entrada y salida de flujo)
el cual genera una baja en la regulación de la presión de alivio.
Cuando la carga genera una velocidad de flujo alta, el puerto 3
disminuye la presión de pilotaje, para que la cantidad de presión indicada en
la válvula de alivio sea mayor.
3.-Válvula de frenado.
a) Descripción
Son utilizadas para el retorno de los motores
hidráulicos, ya que evitan excesos de velocidad cuando el motor recibe una
sobrecarga, así mismo evitan que se produzcan sobrepresiones cuando se
desacelera o se detiene la carga. Protegiendo de esta manera al motor y
asegurando una vida útil muy amplia. Su uso es común en la maquinaria.
La válvula de
frenado se instala en la línea de
retorno de un sistema hidráulico, realizando las
funciones de:
- Evitar un exceso de
velocidad cuando se aplica una carga demasiado grande a
los actuadores.
-Evita una presión excesiva cuando se busca desacelerar o detener una carga.
-Evita una presión excesiva cuando se busca desacelerar o detener una carga.
b) Características
Cuando se utiliza una válvula de frenado, debe llevar una
corredora maciza. Existe una conexión adicional para
pilotaje externo en la tapa inferior de la válvula,
directamente debajo de la corredora. El orificio de pilotaje interno también
se utiliza debajo del pistón pequeño y recibe presión del
orificio primario de la válvula que esta unido a
la línea de retorno del motor.
Cuando se acelera la carga, la presión es máxima a la
entrada del motor debajo del área total de la corredora de la válvula de
frenado, estando completamente abierta y permitiendo el libre paso de la bomba
al tanque.
En el caso de motores hidráulicos una ves que éste a
alcanzado su velocidad necesaria, la presión de la línea mantiene la válvula
abierta, a menos que la carga aumente la velocidad motor. Si esto ocurre la
presión disminuirá a la entrada del motor y también en la línea de pilotaje
externo. La tensión del resorte interno de la válvula, la cierra aumentando de
esta manera la contrapresión que a su vez aumentará la presión de entrada del
motor.
c) Aplicación en
diagrama.
Al igual que todas las
válvulas de regulación de presión deben conectarse, en el lado del cilindro hidráulico
que queramos trabajar. Estas válvulas pueden ser reguladas a la presión del
sistema que deseemos, una vez que una presión mayor a la preestablecida en la
válvula es alcanzada esta no permitirá el paso del flujo hacia el tanque. Si la
presión no es alcanzada esta válvula se mantendrá abierta, una ves que el
caudal comienza a aumentar esta válvula podrá cerrarse.
Estas válvulas son
utilizadas en cilindros hidráulicos de doble efecto con el fin de que cuando el
cilindro tiene una carga y la válvula se encuentra conectada al puerto del
émbolo, no podrá retroceder hasta que la válvula direccional sea accionada, y
permita el paso hacia el tanque. Pueden utilizarse para sistemas que cuentan
con una carga muy grande para que el vástago pueda soportar el peso sin tener
que perder la posición indicada.
4.-Válvula reductora
a) Descripción
Las válvulas reductoras como su nombre lo dicen son
capaces de reducir y mantener constante la presión que llega a los actuadores
en el sistema hidráulico. Se utilizan cuando la demanda de presión de un
circuito es menor que la presión de suministro. Básicamente consta de un
pistón, un resorte y un carrete. La fuerza del resorte determina la máxima
presión corriente debajo de la válvula. La válvula siempre se encuentra normalmente
abierta.
A medida que el flujo pasa por el carrete, la presión
aumenta corriente abajo. Al aumentar la presión en la cavidad del pistón,
esta actúa contra el pistón y el carrete y comienza a cerrar la válvula
hasta encontrar el equilibrio.
Ver vídeo: "VRCD - Válvula reductora de presión acción directa"
b) Características
Una vez que es accionada la bomba, la fuerza del resorte
de la válvula mantiene el carrete y el pistón a la derecha. El suministro
de aceite fluye alrededor del carrete de la válvula para el circuito
controlado. El suministro de aceite también fluye a través del pasaje de
aceite a la cámara del pistón a la derecha de la cámara del pistón. Si existe
un cambio en la presión del aceite es sensado por la cámara del pistón. En
el arranque de la bomba, la presión de alimentación y la
presión controlada de aceite son las mismas.
Cuando comienza a aumentar la presión del circuito, el incremento es sensado en la cámara
del pistón. La
presión creciente mueve el pistón a la izquierda contra el carrete de la
válvula y la fuerza del resorte. Una vez que el carrete de la válvula es movido
hacia la izquierda, éste restringe el paso del aceite de suministro y con esto
disminuye la presión del aceite controlado.
El movimiento del carrete de la válvula crea un orificio
variable entre el suministro y el circuito controlado. El cual permite
incrementar o disminuir la presión del aceite dependiendo de las necesidades
del sistema hidráulico.
c) Aplicación en
diagrama
Para su aplicación en
diagramas estás válvulas se deben conectar directamente a al orificio de
entrada o salida de los actuadores, en cilindros hidráulicos por ejemplo, se
deben colocar junto con una válvula check, ubicada en sentido contrario de la
conexión de avance y de retroceso del vástago.
Al entrar el aceite en
la válvula regulará la presión que llegará a las cámaras del cilindro, será la
indicada en la válvula, este proceso se puede utilizar cuando se necesita regular
la fuerza con la que saldrá el vástago del cilindro, y de la misma manera si se
necesita una fuerza especifica en el retroceso.
En el caso de motores
esta válvula será conectada de la misma manera, y podrán regular el torque con
el cual girarán estos dispositivos.
5.- Cuestionario.
6.-Bilbliografia.
http://www.hidranaven.com/pdf/presion.pdf
http://www.edu.xunta.es/centros/cifpcoroso/es/node/638
http://hidromag.com.ec/index.php/productos/hidraulica/valvulas-hidraulicas
http://sitioniche.nichese.com/limitadora-hidra.html
http://www.edu.xunta.es/centros/cifpcoroso/es/node/638
http://hidromag.com.ec/index.php/productos/hidraulica/valvulas-hidraulicas
http://sitioniche.nichese.com/limitadora-hidra.html
