ANTECEDENT PREGNANCY: TABLE-

Las válvulas son usadas en los sistemas hidráulicos para controlar la presión, como también la dirección y el porcentaje de flujo fluido. Entonces, las válvulas son clasificadas como control de presión, controles direccionales y controles de flujo,

2.2.7.1 Válvulas de Alivio

Una válvula de alivio, de control de presión del tipo más común se usa para dar protección en contra de la sobrecarga de los componentes del circuito o para limitar la fuerza o el movimiento de torsión que puede ser ejercido por el cilindro hidráulico o el motor. Las válvulas de alivio son requeridas prácticamente en todos los circuitos hidráulicos excepto cuando el compensador de una bomba de rendimiento variable es capaz de dar a misma protección.

Una válvula de alivio simple (fig. 2.21) se instala con un orificio conectado a la línea de presión y el otro orificio a la del depósito. La fuerza de resorte sostiene el balín sobre el asiento. La presión operante puede ser cambiada al atornillar el tornillo de ajuste.

Fig.2.21 Válvula de alivio simple

Cuando la presión en la admisión excede la presión de resorte ajustada, el balín es expulsado de su asiento, y el flujo fluye desde la línea de presión a través de la válvula al depósito. Cuando la presión cae debajo del ajuste de la válvula, el balín se re-asienta y la válvula se cierra.

La presión a la cual la válvula primero empieza a pasar el fluido se le llama la presión de rotura (craking pressure). Mientras que el flujo a través de la válvula aumenta, el balín es empujado más y más de su asiento. A causa del porcentaje de resorte la presión del flujo completo es mayor que la de presión de rotura. A esta condición se le denomina presión sobrepasada. La relativa alta presión de una simple válvula de alivio sobrepasada limita su uso en muchas aplicaciones.

La figura 2.22 nos muestra una válvula de alivio tipo combinado, donde la presión interior y un resorte relativamente delgado se combinan para detener el pistón en una posición cerrada. Con una presión menor que el ajuste de la válvula el pasaje C, mantiene la presión arriba y abajo del pistón balanceada, y el resorte delgado mantiene la válvula cerrada. El ajuste de la válvula de disco con movimiento vertical (3) y un resorte ajustable (4) limitan la acción de la presión para mantener la válvula cerrada y la presión en el interior de la válvula y bajo el pistón puede aumentar un poco más antes del resorteo (2) y levantar el pistón de su asiento.

Fig. 2.22 Combinación de una válvula de alivio con un pistón balanceado

En esta válvula prácticamente no existe sobrepresión porque el resorte (2) ofrece resistencia al deslizamiento del pistón. El orificio D puede ser usado para un control remoto de la válvula o para ventilar el área superior del pistón al depósito, permitiendo así a la válvula desasentarse cuando la presión sobrepasa la fuerza ligera del resorte (2), El método anterior es frecuentemente usado para descargar la bomba cuando está desocupa.

2.2.7.2 Válvula Reductora de Presión

Se usa una válvula reductora de presión para limitar la presión en una parte del circuito para un valor bajo de presión operante requerida en el circuito principal. Para evitar más aumento de presión en el sistema entero se usa una válvula de alivio. La diferencia de operación entre la válvula reductora de presión y la válvula de alivio, es que la válvula de alivio está normalmente cerrada, La presión formada en el orificio de salida (presión baja) tiende a cerrar el ajuste de la válvula cuando se le aproxima. En la Figura 2.23, la presión arriba y abajo del carrete de la válvula se iguala al pasar y la válvula se mantiene abierta por la fuerza del resorte delgado B. Aquí, también la presi6 del carrete de la válvula se ¡imita por un cabezal móvil y un resorte. El exceso de presión en la salida del cabezal móvil, fuerza el carrete A hacia arriba, restringiendo el flujo a través de la válvula al grado necesario para evitar que aumente más la presión.

Fig. 2.23 Válvula reductora de presión

2.2.7.3 Válvula de Descarga

Una válvula de descarga (Fig. 2.24) está diseñada para descargar rápidamente el fluido prácticamente a presión atmosférica, después de permitir que ésta válvula desarrolle su presión. Generalmente se usa en la combinación de la bomba de alto o bajo volumen donde es conveniente descargar el caudal de la bomba de alto volumen durante la fase del ciclo de bajo volumen y presión alta. Esto permite el uso de un motor transmisor más pequeño y evita la pérdida de caballos de fuerza al regresar el caudal de gran volumen de la bomba al tanque con poca o ninguna presión de caída

Fig. 2.24 válvula de descarga y un circuito Típico

El flujo es bloqueado desde el primer orificio hasta el segundo, hasta que la presión desde una fuente remota acciona la base del pistón venciendo la fuerza de resorte (ajuste de la válvula). Entonces se levanta el carrete y el fluido pasa libremente a través del segundo orificio al tanque, si es que la presión de control remoto es suficiente como para abrir completamente la válvula. La presión mínima en el primer orificio no está limitada por ajuste de la válvula durante la descarga.

Esta clase de válvula (figura (2.25) a veces se usa para descarga secundaria de la gran cantidad de fluido de un cilindro de doble acción en su carrera de regreso. Frecuentemente se usa una válvula de descarga, tipo de pistón balanceado en circuitos que incluyen un acumulador. La válvula sirve como regulador de presión al desviar automáticamente el flujo de la bomba al depósito con baja presión cuando el acumulador alcanza su carga de presión máxima, y la corta de regresa dentro del sistema cuando la presión cae a un mínimo predeterminado.

2.2.7.4 Válvula de Equilibrio

A esta válvula también se le conoce como válvula de pie. Como el nombre lo implica, se usa para soportar peso o para prevenir descontrol en la caída de carga. La válvula de equilibrio instalada en la línea de salida sirve como una resistencia hidráulica al cilindro o motor. (fig. 2.26).

Fig.2.26 Válvula de Equilibrio

En aplicaciones verticales se regula para abrirse con una presión ligeramente superior a la que genera la carga. Entonces se requiere una fuerza adicional para causar que se abra la válvula y permitir que la carga sea reducida. Pueden ser requeridos contrapesos donde filtraciones del fluido pasen el sello del cilindro o el carrete de la válvula permitiría un ajuste gradual sobre períodos prolongados. Cuando sea necesario tener una operación antes que otra o mantener una presión mínima predeterminada en una cierta parte del circuito, una válvula de secuencia es la que se usa. (fig.2.27). Parecida una válvula de descarga o a una válvula de equilibrio en una estructura, un carrete cargado no deja pasar el flujo a su segundo orificio hasta que la presión opuesta del ajuste del resorte la abre. En casos donde la presión aumenta involuntariamente, puede causar un flujo prematuro a la operación secundaria; a través de una fuente de piloto remoto, estas válvulas pueden ser controladas permitiendo así que la secuencia sea determinada por su posición así como, de su entrada de presión en el cilindro principal.

2.2.7.5 Métodos de control de presión.

En un sistema hidráulico, la presión existente en los actuadores determina la fuerza por ellos desarrollados. Para obtener un control sobre dicha fuerza, será necesario controlar dicha presión. La Válvula de seguridad figura 2.29, será la forma más simple de controlar la presión de la máquina desarrollada por el circuito.

El método de control más empleado es el Compensador de presión (Figura 2.28), ya que altera el desplazamiento de la bomba cuando la presión pre-establecida es alcanzada. El compensador “Load Sensing” opera de manera semejante pudiendo alterar el desplazamiento siempre y cuando que la diferencia de presión entre la salida de la bomba y la entrada del actuador alcancen un valor pre-establecido.

2.2.7.5.1 Conexión estándar:

Fig. 2.28 Unidad en paralelo con el circuito, la válvula desviara para el depósito el caudal de la bomba cuando la presión alcance el valor ajustado en su resorte.

2.2.7.5.2 Variable con conexión estándar (conexión al pilotaje y con válvula del tipo Pre operada)

Cuando el solenoide se encuentra des energizado, el caudal de la bomba descarga libremente a través de la válvula de seguridad y la presión máxima del sistema será aproximadamente 1,5bar.Con el solenoide energizado, la válvula de seguridad solamente abrirá cuando la presión alcance el valor ajustado (Figura 2.30). Este tipo de conexionado es utilizado para economizar energía y evitar el calentamiento del sistema cuando el equipo se encuentre detenido y la bomba operando.

Fig. 2.30 Válvula pre-operada

2.2.7.5.3 Sistema digital de presión

Utilizando en circuito que requiere variación de presión máxima durante un ciclo de trabajo. Los valores de presión son ajustados en las válvulas de alivio y seleccionados durante el ciclo, por medio de las válvulas direccionales. Energizado dos o más solenoides simultáneamente la presión en el circuito será la suma de los valores individuales (Figura 2.31).

Fig. 2.31 Sistema digital de presión: Aplicación del sistema de control de presión en

2.2.7.5.4 Control proporcional de presión

Este sistema utiliza una válvula proporcional de presión para comandar la válvula de seguridad a través de conexiones y pilotajes. En este tipo de conexionado la presión máxima del circuito es determinada por medio de un control electrónico posibilitando un amplio rango de valores ajustable y cambios suaves de presión (Figura 2.32).

Fig. 2.32 Control proporcional de presión.

2.2.7.5.5 Contrabalanceo

En las operaciones en que la carga ejerce fuerza en la misma dirección del movimiento puede ocurrir un movimiento irregular del actuador.

Para evitar este problema una contrapresión es generada en la línea de salida del actuador de modo de generar una fuerza contraria a la de la carga, anulando sus efectos (ver Figura 2.33). La contrapresión, puede ser generada por la válvula de contrabalanceo o de retención simple. Es importante tener en cuenta que algunas válvulas de contrabalanceo son de tipo corredera deslizante, teniéndose una recirculación interna. Por lo tanto no debe ser usada para sustentación de cargas verticales por largo tiempo con el equipo parado.

Cuando una carga actúa en una parte del recorrido a favor del movimiento y otra en contra, en vez de utilizarse una válvula de contrabalanceo, se utiliza una válvula de frenado (ver figura 2.34).