INFORME DEL MES DE SEPTIEMBRE
Válvulas Neumáticas
Martínez Hernández Alejandro Enrique
Javier Rodríguez León
828147
4° semestre grupo “A”
12 de Septiembre de
2014
Informe mes
de Septiembre.
Valvulas Neumaticas.
1.
Definición.
Definición de válvula
general
Es un mecanismo que regula el flujo de la
comunicación entre dos partes de una máquina o sistema. Sin
embargo las tres acepciones siguientes se refieren a mecanismo que dejan pasar
un fluido en un sentido y lo impiden en el contrario. En la industria, a menudo
se refiere la palabra a estos últimas acepciones, pero en el lenguaje, ha
tomado en muchas ocasiones el sentido de la primera acepción. De este modo,
podría definirse una válvula
como un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la
circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre,
cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
La válvula es uno de los
instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y
materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular,
modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples
hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde unos milímetros hasta
los 90 m o más de diámetro (aunque en tamaños grandes suelen llamarse
compuertas). Pueden trabajar con presiones que van desde el
vacío hasta más de 140 MPa y
temperaturas desde las criogénicas hasta 1100 K. En algunas instalaciones se
requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen
importancia.
2.
Clasificación
Las válvulas se clasifican por varias
formas que se verán explicadas de la siguiente manera.
válvula anti retorno: Válvula que evita la circulación de
un líquido o gas en sentido contrario al deseado. También llamada válvula de
retención.
válvula de retención: Válvula que evita la circulación de
un líquido o gas en sentido contrario al deseado. También llamada válvula anti
retorno.
válvula angular: Válvula empleada para controlar la
circulación del aire o del líquido, en la que el eje de salida es perpendicular
al eje de entrada. También llamada válvula de ángulo.
válvula de ángulo: Válvula empleada para controlar la
circulación del aire o del líquido, en la que el eje de salida es perpendicular
al eje de entrada. También llamada válvula angular.
válvula de bola: Mecanismo consistente en una válvula
redonda que descansa sobre un orificio adaptado a su forma y está situada en un
receptáculo que limita sus movimientos, que asegura su retorno a la posición de
cierre cuando la presión del líquido la empuja. También llamado válvula
esférica.
válvula esférica: Mecanismo consistente
en una válvula redonda que descansa sobre un orificio adaptado a su forma y
está situada en un receptáculo que limita sus movimientos, que asegura su
retorno a la posición de cierre cuando la presión del líquido la empuja.
También llamada válvula de bola.
válvula de expansión: En un sistema de refrigeración,
válvula que controla la cantidad de refrigerante que pasa al evaporador.
válvula de alivio: válvula encargada de mantener una
presión mínima de vapor
válvula mezcladora: Válvula mecánica o manual que permite
regular las cantidades de agua fría y/o caliente que llegan hasta ella.
arqueta de válvula: Caja vertical con una tapa que da paso
a una llave de cierre. También llamada caja de válvula.
caja de válvula: Caja vertical con una tapa que da paso a
una llave de cierre. También llamada arqueta de válvula.
válvula de alineación: Válvula en la que el paso de un
fluido se consigue mediante la alineación de los orificios en un disco,
cilindro o esfera.
válvula de seguridad: Válvula que permite liberar la
presión interior del gas o vapor cuando sobrepasa los límites específicos,
hasta que descienda de nuevo a su nivel de seguridad.
válvula reductora: En un sistema de calefacción, válvula
encargada de mantener una presión mínima de vapor, que al caer por debajo de la
presión establecida se abre de forma automática hasta que sube de nuevo al
nivel establecido.
En los circuitos hidráulicos las válvulas de
control direccional llamadas válvulas
de vías o válvulas direccionales
son las que controlan los actuadores dirigiendo su funcionamiento en una
dirección o otra, permitiendo o bloqueando el paso de aceite o aire ya sean
hidráulicas o neumáticas, tanto con presión o al tanque.
Este componente dentro del nombre ya tenemos indicada las características del mismo siendo este formado por el número de vías, seguido del número de posiciones.
El número de vías nos indica el número de conexiones que tiene la válvula, el número de posiciones es el número de maniobras distintas que puede realizar una válvula, estas p
Este componente dentro del nombre ya tenemos indicada las características del mismo siendo este formado por el número de vías, seguido del número de posiciones.
El número de vías nos indica el número de conexiones que tiene la válvula, el número de posiciones es el número de maniobras distintas que puede realizar una válvula, estas p
osiciones están representadas en los esquemas
neumáticos o hidráulicos por cuadrados que en su interior indica las uniones
que realizan internamente la válvula con las diferentes vías y la dirección de
circulación del líquido o aire, o en el caso de una línea que sale de una vía y
no tiene unión con otra vía sería en el caso de estar bloqueada esa vía en esa
posición.
Los tipos de válvulas de control direccional que nos podemos encontrar son los siguientes:
Los tipos de válvulas de control direccional que nos podemos encontrar son los siguientes:
- Válvula direccional 2/2: En este caso la válvula en una posición une las dos vías y en la
otra posición las separa.
- 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.
- 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.
- 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:
Válvula direccional 4/3 con centro abierto: El centro abierto significa que las cuatro vías están unidas internamente.
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.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.
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.
4.
Válvulas reguladoras de flujo.
La válvula reguladora de caudal ajusta automáticamente un caudal
constante, independientemente de las fluctuaciones de presión en el sistema,
utilizando un orificio calibrado funcionando conjuntamente con una válvula
piloto. En la mayor parte de los casos, en las instalaciones neumáticas, es
necesario controlar la velocidad de un cilindro para sincronizarlo con otros
movimientos que se verifican en el sistema. Para ello se controla el caudal de
fluido mediante las válvulas reguladoras de caudal. Existen dos tipos: de un
solo sentido (unidireccional) y de dos sentidos. 
5.
Válvulas de bloqueo
Las válvulas de bloqueo
cortan el paso del aire comprimido, en ellas se bloquea un solo sentido de
paso, de forma que el otro sentido queda libre. Las válvulas de bloqueo se
suelen construir de forma que el aire comprimido actúa sobre la pieza de
bloqueo y así refuerza el efecto cierre hermético de la válvula.
6.
Válvulas de presión
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.
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.
La válvula
reguladora de presión mantiene 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.
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.
Válvula reguladora de presión neumática sin escape
Válvula Reguladora de Presión (Sin escape)
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.
Válvula reguladora de presión neumática con escape
Válvula Reguladora de Presión (Con escape)
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.
Válvula limitadora de presión neumática
Válvula Limitadora
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.
Válvula de secuencia neumática
Válvula de Secuencia
7. Válvulas especiales.
Las válvulas
neumáticas especiales se utilizan generalmente cuando no es posible utilizar
una válvula neumática standard o se requiere alguna función que las válvulas de
serie no disponen.
Algunas de
las posibilidades de personalización:
-Materiales o revestimiento
resistentes a la corrosión.
-Sistemas de pilotaje especial.
-Conexionado con roscas no standard.
-Sistemas pilotados de enclavamiento.
-Sistemas de pilotado redundantes.
Lo que se
presentará a continuación, son algunos ejemplos de válvulas especiales
Las válvulas
se ensamblan utilizando solo lubricantes compatibles al oxígeno. Luego se
prueban sobre el equipo designado, usando para ello herramientas especiales que
han sido preparadas en la misma manera que los componentes de la válvula. Las
válvulas se prueban hidrostáticamente y se sacan con aire filtrado. Las
válvulas para oxígeno se identifican con la letra “O” después de la primera
letra del tipo de la válvula.
·
Válvula especial de tres vías
Proyectadas
especialmente para la desviación de fluidos de una línea a otra, con el empleo
de una sola válvula. Control manual o remoto, según se desee. Mediante la
incorporación de un dispositivo de posicionamiento, estas válvulas pueden
emplearse en servicios de mezcla de fluidos. Con bridas: 1 1/2 a 8 pulgadas
(50.8 a 203.2 mm).
8.
Determinación del tamaño de válvula.
La importancia de determinar el tamaño de una válvula
radica en obtener un beneficio técnico-económico, Un sobredimencionamiento produce una sub -
utilización en el trabajo de la válvula, los asientos al trabajar muy pegados
se deterioran con mayor rapidez lo que provoca fallos y desgaste
Es un aspecto importante a tener en cuenta para
seleccionar la válvula, ya que aumenta el TMMR y disminuye el TMBF
Este coeficiente da un índice de capacidad, no solo en
cuanto a tamaño, sino también por la cantidad de fluido que pasa por la
válvula. Cv
Para obtener el coeficiente de velocidad de la válvula,
Cv requerido para una operación de un cilindro de aire en un periodo de tiempo
específico.
Cv = área x avance x A x Cf / Tiempo x 29
Área = π x radio2
Avance = Viaje del cilindro
A = Constante de caída de presión
Cf = Factor de compresión (Ver tabla)
Tiempo = en segundos
De esta manera nosotros podemos elegir la válvula que sea
adecuada para el trabajo en la cual se va a desempeñar y evitar retraso por
fallas además
9.
Mantenimiento.
Mantenimiento de válvulas
El mantenimiento de las válvulas en servicio suele estar
limitado a apretar los tornillos de la unión entre el bonete y el cuerpo y los
del estopero, aunque en, caso de emergencia se pueden instalar nuevos anillos
de empaquetadura.
El reemplazo de ésta en una válvula que está en servicio
siempre es peligroso y sólo se debe intentar después de que el asiento
posterior está asentado en forma hermética contra el bonete; estos asientos
sólo se utilizan en las válvulas de compuerta y de globo. El mantenimiento
extenso de las válvulas de una tubería, aunque esté fuera deservicio, sólo se
hace en circunstancias inusitadas. El grado de reparaciones con las válvulas
instaladas está limitado por su diseño.
Es mucho más conveniente desmontar una válvula con bridas
e instalar una de repuesto, que intentar repararla instalada, aunque el diseño
de la válvula permita hacer ciertas reparaciones sin desmontarla. A veces, a
las válvulas grandes se les puede dar servicio cuando están instaladas, pues
puede ser difícil desmontarlas para llevarlas al taller.
Las válvulas que se pueden reparar sin desmontarlas, para
corregir problemas con el asentamiento e instalar nuevos discos o sellos de
asiento, son las de compuerta, globo, retención, macho, bola de entrada
superior y diafragma. Hay que desmontar la mayor parte de las válvulas de bola
y de mariposa para tener acceso a los sellos de la bola y de los asientos. La
rectificación de los asientos de las válvulas de compuerta y de retención de bisagra
requiere el uso de una máquina especial que se monta en la brida del cuerpo y
corta una nueva superficie de asiento.
Debido a la necesidad de que el asiento esté plano y su
ángulo coincida en forma precisa con el del disco, este procedimiento es de
resultados dudosos en las válvulas de compuerta de cuña maciza. Si se corta más
de una cantidad mínima en los asientos, se necesita un disco nuevo para tener
cierre correcto. Los asientos en las válvulas de globo y de retención por
elevación se pueden rectificar por el lado del bonete con buenos resultados. Para
reacondicionar las válvulas con sellos de PTFE, se instalan sellos nuevos y también
bola o macho nuevos si están gastados o corroídos. Pero esto no dará resultado
si el cuerpo también está corroído en la zona del asiento ó la camisa. El diafragma
de las válvulas de diafragma, por lo general, se puede reemplazar sin desmontarlas
de la tubería.
10. Resumen.
Una válvula neumática es un dispositivo que abre o cierra
el paso de un fluido por un conducto; manda o regula el aire o liquido que este
transcurriendo por los conductores, además de que pueden controlar la presión.
Una válvula reguladora de flujo ajusta automáticamente un
caudal constante, controla la velocidad de los cilindros en un sistema
hidráulico.
La válvula de bloqueo corta el paso de aire comprimido.
En ella se bloquea un solo sentido de paso y el otro queda libre.
Una válvula de presión es utilizada para limitar la presión
máxima de un sistema, regula la presión reducida en ciertos circuitos y evita
sobrecargas en la bomba.
Existen variedades de válvulas desde las mas sencillas
hasta las mas complejas, además de que estas te ayudan a tener un mejor
rendimiento y una seguridad mas fieble.
Las válvulas especiales se utilizan cuando no es posible
utilizar una válvula neumática standard.
Para la determinación de de una válvula se deben tener
los siguientes datos que son dimensiones y capacidad de flujo además de límites
de temperatura entre otros como caudal de fuga.
Además de todos estos datos también es necesario tomar en
cuenta el costo de cada valvula y su duración para el trabajo a efectuar
Por ultimo el mantenimiento de las válvulas es necesario y se debe hacer constante mente
para una vida útil mas larga y un trabajo constante además de siempre buscar el
bajo costo y que el tiempo de paro por fallas se redusca
Cuestionario.
·
Es un mecanismo que regula el flujo de la
comunicación entre dos partes de una máquina o sistema.
a) válvula b) bomba c) pistón
a) válvula b) bomba c) pistón
·
Válvula que evita la circulación de un
líquido o gas en sentido contrario al deseado
a) válvula anti retorno b)válvula
de Angulo c) bomba
·
: Válvula en la que el paso de un fluido se
consigue mediante la alineación de los orificios en un disco, cilindro o
esfera.
a) De alimentación b) de Angulo c) anti retorno
·
válvula encargada de mantener una presión
mínima de vapor
a) de alimentación b)
esférica c) reductora
·
válvula encargada de mantener una presión
mínima de vapor
a) reductora b)
anti retorno c) de alivio
·
son las que controlan los actuadores dirigiendo
su funcionamiento en una dirección o otra
,
a) válvulas
direccionales b) bomba válvulas anti retorno
·
ajusta automáticamente un caudal constante,
independientemente de las fluctuaciones de presión en el sistema
a) válvula
estranguladora b) válvulas regulador de flujo
c) válvulas de alivio
·
cortan el paso del aire comprimido o aceite
a) válvula
de bloqueo b) estranguladora c) anti retorno
·
se
utilizan cuando no es posible utilizar una válvula neumática standard.
a) Válvulas
especiales b) pistón c) válvulas de repuesto
Bibliografía.
