Las válvulas distribuidoras son los elementos que permiten dirigir el aire comprimido a diferentes vías, conexiones o conductos, en función de la señal de mando recibida y de acuerdo con un programa establecido.
1.1. Categorías generales de válvulas
Las válvulas neumáticas se han dividido en este tema en distribuidoras, auxiliares y pro- porcionales. Otras válvulas, como por ejemplo las válvulas de presión o las válvulas de proceso, no se expondrán aquí. Las válvulas reductoras de presión, o simplemente regu- ladores, ya se han tratado.
Las válvulas distribuidoras se catalogan según diferentes categorías, que incluyen el tipo, el principio de diseño, el tipo de mando, la función, el tamaño y la aplicación.
1.1.1. Tipo
El tipo hace referencia al montaje de la válvula. Por ejemplo, una válvula puede conec- tarse aislada, en subbase, en bloque modular, en línea o en isla de válvulas. El montaje afecta al diseño.
• Conexión directa. • Súbase.
• Bloque Manifold. Subbase modular. • Isla de válvulas.
• Bus de campo.
1.1.2. Principio de diseño
El principio de diseño hace referencia al principio de operación bajo el cual se ha diseña- do la válvula. Por ejemplo, las válvulas pueden ser de corredera, de asiento plano, de asiento giratorio, etc.
Editorial UOC 67 Componentes de mando
Las figuras que se muestran en el CD sirven de referencia de tipo. El diseño de cada mo- delo de válvula puede incluir otras posiciones y número de vías aparte de los indicados. • Válvula de corredera
• Válvula de asiento • Válvulas sensibles
• Válvulas de asiento giratorio
1.1.3. Tipo de mando
El mando es el mecanismo que acciona la válvula y causa el cambio de estado del sistema. Los mandos se clasifican en manuales, mecánicos y eléctricos.
• Pulsador • Pulsador seta • Botón giratorio
• Pulsador de emergencia • Retorno por llave • Leva
• Rodillos, normal y escamoteable • Pilotaje neumático
• Pilotaje eléctrico
1.1.4. Función
La función es la variedad de posiciones o estados en los que la válvula puede trabajar. Por ejemplo, pueden ser 2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 3/3, 4/3, 5/3, etc. El primer número es el número de vías (puertos) principales: entradas, salidas y descargas, sin incluir las líneas dedicadas a señales de pilotaje. El segundo valor es el número de posiciones (estados). Una válvula 3/2 tiene tres vías y dos posiciones: en reposo y actuada.
Se dice que la función de una válvula es monoestable cuando tiene una sola posición de reposo estable. En cambio, se dice que es biestable si no tiene una posición de reposo
preferencial, de modo que permanece en cualquier posición hasta que se acciona algún mando. Normalmente, la función monoestable se consigue mediante muelles de retorno. • 2/2 • 3/2 • 4/2 • 5/2 • 3/3 • 4/3 • 5/3
1.1.5. Tamaño
El tamaño de la conexión aumenta con el tamaño de la válvula y con el caudal máximo que puede trasegar. Los puertos pueden ser M5, R1/8, R1/4, R3/8, R1/2, R3/4, R1, etc., siguiendo la misma progresión que los racores.
1.1.6. Aplicación
La válvula, según su función y la del circuito en que esté, tendrá una u otra aplicación. Las aplicaciones de las válvulas neumáticas son múltiples, y van desde la más sencilla, consistente en dar aire o cortar un único camino, hasta el control proporcional preciso de presión y caudal.
Una válvula estándar puede tener diferentes aplicaciones, dependiendo de la función para la que ha sido seleccionada en un sistema. Podemos hablar de válvulas de potencia, válvulas con funciones lógicas, de control o de parada de emergencia. También hay vál- vulas con funciones específicas, como la válvula de escape rápido, la de arranque progre- sivo/descarga y la de monitorización.
1.2. Válvulas auxiliares
Las válvulas auxiliares tienen otras funciones que las descritas en la unidad anterior, pero son muy utilizadas en los circuitos neumáticos para efectuar misiones especiales.
Editorial UOC 69 Componentes de mando
El desarrollo completo de la tabla precedente puede verse en el CD de la obra.
1.3. Válvulas proporcionales
Durante los últimos años, la utilización de la neumática proporcional ha adquirido un interés creciente debido a la incorporación de la electrónica en la cadena de mando. Los elementos neumáticos proporcionales, ya sean válvulas de presión o de caudal, garanti- zan que la señal neumática regulada –la presión o el caudal– es proporcional a una señal eléctrica débil que se utiliza para el gobierno de la válvula en cuestión.
Son numerosas las aplicaciones donde la técnica proporcional se puede aplicar con buenos resultados.
Las aplicaciones de la neumática proporcional incluyen el control continuo de la pre- sión, o de la fuerza, y el control del caudal, o del volumen y/o posición.
Desde el momento en que la señal de salida del componente responde siguiendo una se- ñal de entrada electrónica, se abren infinitas posibilidades para la mejora del control de los sistemas electroneumáticos. La regulación de los sistemas puede efectuarse mediante técnicas en lazo abierto o en lazo cerrado. En estos últimos, la señal de mando se modifica en función del estado del sistema, de forma que se aumenta su precisión y flexibilidad. De igual modo, el comportamiento interno de la válvula puede ser en lazo abierto o en lazo cerrado. En las primeras la linealidad de la válvula es responsabilidad exclusiva del solenoide proporcional, mientras que en las segundas se usan sensores internos de pre- sión o desplazamiento para garantizar el comportamiento proporcional. En estas últi- mas, el uso de sensores cierra el lazo de realimentación y hace que la válvula sea estable ante la existencia de perturbaciones externas o cambios en el sistema. En cambio, las vál- vulas con tecnología proporcional en lazo abierto son más económicas que aquellas con lazo interno de realimentación y, como contrapartida, pueden resultar adecuadas en nu- merosas aplicaciones donde las de lazo cerrado supondrían un coste prohibitivo.