Válvulas neumáticas

Una válvula es un elemento de control que permite la apertura y cerradura de un conducto con el fin de transportar un fluido a través de un sistema, dependiendo de la naturaleza de éste, existirán distintos tipos de tecnologías para garantizar su función y controlar su accionamiento, en este artículo revisaremos las válvulas neumáticas.

Fig. 1: Válvula neumática 

Definición

La función principal de una válvula neumática es dirigir y distribuir el aire comprimido dentro de un circuito neumático, esto se logra mediante el control de cierre o apertura de las mismas que permitirá direccionar la presión y el caudal de aire comprimido. Entonces, podemos mencionar que las válvulas construyen el camino que debe recorrer el fluido. 

Clasificación

De acuerdo al funcionamiento que éstas pueden tener, es posible clasificarlas 4 categorías diferentes: 

1.- Direccionales: distribuyen el aire comprimido hacia los elementos de trabajo.

2.- De bloqueo: bloquean el paso del fluido en una dirección, dejando que pase en la otra dirección.

3.- Reguladoras: reducen la presión del aire comprimido para evitar daños en los elementos de trabajo.

4.- Secuenciales: permite el control de procesos cuyas etapas se activan en forma secuencial.

Fig. 2: Tipos de válvulas: direccional, de bloqueo, reguladora y secuencial.

Características

Independientemente del tipo de válvula que se esté analizando, hay una serie de características que todas comparten, éstas nos permitirán elegir una en específico si es que se desea adquirir.

Número de vías: Cantidad de orificios de paso controlados en la válvula.

Posiciones: Cantidad de posiciones donde puede reposar el estado de la válvula.

Caudal: Volumen de fluido que pasa por determinado elemento en la unidad de tiempo (m³/s o l/s).

Sistema de control: Tipo de accionamiento que permitirá su activación (manual, mecánico o eléctrico).

Representación esquemática

Las válvulas se representan por medio de vías y de posiciones. Las posiciones se indican por medio de cuadros, donde cada cuadro representa una posición.

Fig. 3: Representación esquemática para válvulas de 2 y 3 posiciones.

Las vías se representan por líneas con flechas donde la flecha indica el sentido del flujo del aire comprimido. Las posiciones cerradas se representan por líneas transversales. La unión de dos líneas o tuberías se representan por un punto.

Fig. 4: Representación esquemática de las vías de una válvula.

Las entradas y salidas son representadas mediante líneas unidas en una posición donde también se indica la posición de reposo.

Fig. 5: Representación esquemática de las entradas y salidas a una válvula.

La otra posición se obtiene desplazando lateralmente los cuadros hasta que las conexiones coincidan.

Configuraciones típicas

Si bien es posible encontrar un sinfín de instrumentos y equipos en el mercado capaces de dar solución a las demandas que se tengan, cuando nos referimos a válvulas existen configuraciones típicas por su constante presencia dentro de procesos. Entiéndase como configuración a la "combinación" de vías y posiciones que puede tener una válvula. Aquí encontramos las siguientes:

Válvulas 2/2 (2 vías y 2 posiciones): Suelen utilizarse como llaves de paso. Cuando está en posición abierta, las dos vías se conectan en el medio permitiendo el flujo del aire. Al cerrarse, se corta el paso. Este tipo de válvulas puede ser normalmente cerradas o normalmente abiertas, siendo más típico el primer caso.

Válvulas 3/2 (3 vías y 2 posiciones): Se emplean en el control de cilindros de simple efecto. Debido a sus 3 vías, el aire puede fluir en dos direcciones distintas y escapar cuando está en posición cerrada.

Válvulas 4/2 (4 vías y 2 posiciones): Suelen ser empleadas en el control de cilindros de doble efecto. Una posición permite la entrada de aire al pistón mientras que la otra lo libera, permitiendo que vástago suba o baje dependiendo de la ubicación del aire.

Válvulas 4/3 (4 vías y 3 posiciones): Son similares a las anteriores con la diferencia de que cuentan con una posición central adicional. Según la posición central, éstas pueden ser: centro abierto, centro cerrado o centro a presión.

    ■ Centro abierto: No hay presión en ninguna de las vías de la posición central y abre las vías de escape. Esto permitiría el accionamiento manual del pistón (función útil en la calibración)

  ■Centro cerrado: En la posición central todas las vías se cierran, el cilindro se bloquea imposibilitando escapes de aire.

  ■Centro a presión: Mantiene la presión en ambas vías. Esto permite detener con precisión un cilindro sin vástago, compensando eventuales pérdidas de aire del circuito.

Válvulas 5/2 (5 vías y 2 posiciones): Similares a las tipo 4/2 pero cuentan con dos escapes, uno para cada posición. Esto permite manejar y regular mejor la velocidad.

Válvulas 5/3 (5 vías y 3 posiciones): Cuentan con una posición central y, al igual que las 4/3, estas pueden ser: centro abierto, centro cerrado o centro a presión.

Fig. 6: Configuraciones típicas de válvulas neumáticas.

Conclusiones

Es importante conocer todos los elementos que están involucrados en los equipos de grado industrial porque esto permitirá hacer una elección correcta al momento de decidir qué herramientas utilizar en la puesta en marcha de cualquier sistema. 

Refiriéndonos a los equipos neumáticos, y en concreto a las válvulas, la presión del aire siempre será una variable a considerar, además de que, en este caso, será necesario saber qué actividad desempeñará el equipo pues existen demasiadas variantes de dispositivos similares.

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-AHN