11. Válvulas Neumáticas

Válvula reguladora de presión 

Los reguladores mantienen la presión de salida de manera constante ya que la generación de aire comprimido conlleva a variaciones de presión que podrían aceptar que el correcto funcionamiento del sistema neumático. 

La presión de entrada se denomina presión primaria y la presión de salida se le llama presión secundaria. 

La presión primaria siempre es mayor que la secundaria y es regulada por una membrana flexible ante los cambios de presión. 

Vista interna de una válvula reguladora

 

El flujo de aire de la presión primaria es frenada por la válvula de asiento ya que restringe el paso de aire por la reducción de espacio, el aire ya regulado es expulsado por el orificio de salida presión secundaria. 

El tornillo de regulación permite ajustar el flujo de aire aplicando mayor o menor presión al muelle. 

Cuando ocurre un aumento súbito  de presión de retorno por la línea secundaria, la presión empuja el diafragma y el aire sale por los orificios de escape al mismo tiempo que el asiento de válvula cierra el paso de aire. 

Existen diferentes tipos y modelos de reguladores de presión diseñados para cumplir con los requerimientos de cada sistema neumático según el caudal en litros por minuto (lt/min). 

Válvulas neumáticas 

Las válvulas neumáticas son el control que permite el paso de aire comprimido hacia el cilindro para que éste pueda ejercer el trabajo en otras palabras es como un interruptor que activa al cilindro. 

Son indispensables a trabajar con cilindros ya que sin ellas no podríamos poner en funcionamiento a los cilindros.

Existen diferentes tipos de válvulas con funciones especies específicas qué utilizaremos según el tipo de cilindro por la función que queramos que realice. 

son de accionamiento manual, eléctrico, electrónico, neumático y computarizado. 

Las válvulas se clasifican Por la cantidad de vías posiciones que tenga ahora veremos cómo funcionan y cómo identificarlas. 

Válvula 2/2

Las válvulas permiten el paso del aire cuando son desplazados los tapones que bloquean el paso del aire hacia el cilindro en otras palabras al presionarse un botón se desbloquean los conductos de aire y puede circular libremente un resorte o muelle regresa al botón a su estado inicial. 

En la figura se muestra una válvula sin presionar en una posición normalmente cerrada identificada como NC y que al presionar se permitirá el paso del aire del punto 1 al punto 2 se dice que tiene dos funciones la de ON Y la de OFF y 2 vías el punto 1 y el punto 2 por lo tanto se conoce como válvula 2/2, dos vías y  dos posiciones. 

Cuando la válvula se presiona el cuadro que tiene la flecha se desplaza hacia los puntos 1 y 2 formando un puente qué representa el paso del aire a través de las dos vías el número 1 siempre significará entrada de aire y el numero 2 la salida de aire hacia el cilindro o cualquier dispositivo neumático. 

El muelle o resorte es lo que hace que la válvula regrese a su posición original y está representada en el símbolo del lado derecho como una línea de zigzag. 

Las posiciones. 

Como se mencionó anteriormente las válvulas se clasifica según las posiciones que tenga,  las más comunes son las válvulas que tienen hasta 3 posiciones. 

Cuando vemos la simbología de las válvulas parecerá algo complicado pero tratare de explicar lo más simple posible. 

Abajo se muestran las posiciones de las válvulas y con notamos los cuadros de los lados se desplazan siempre hacia el centro esto porque los cuadros de los lados son los botones y el cuadro del centro que no se mueve contiene las vías de aire bloqueados o desbloqueados. 

Las vías 

Las vías son los conductos por donde pasará el aire a presión ya sea para dirigirlo hacia el cilindro u otro componente neumático, las vías se describen en el cuadro azul del símbolo. 

Las válvulas pueden contener hasta 8 vías pero lo más común es que tengan desde dos hasta 5 vías, en la simbología se enumeran la cantidad de vías de las válvulas por ejemplo 1 y 2. 

Cuando se activa una válvula todas las conexiones del cuadro izquierdo sustituyen al derecho modificando así los flujos de aire. 

Válvula dos vías dos posiciones.

Válvula (3/2) 3 vías 2 posiciones. 

En este caso cuando se activa la válvula se  interrumpe el flujo de aire que hay en la vía número 1 y 2 y ahora el flujo va de la vía 2 a las 3. 

Cuando una conexión no sobresale por fuera del cuadro sin indica que es bloqueo de aire o un tapón que tiene el flujo de aire por ejemplo al activar la válvula se bloquea la vía 1. 

Interpretación de los símbolos 

Aquí se muestran algunos símbolos de las vías y su representación física para darnos cuenta de cómo se mantiene el aire antes de ser presionado el botón de  accionamiento. 

Cabe recalcar que en la conexión 1 siempre existirá aire a presión y la conexión 2 siempre va al cilindro 3 y 5 se usa como espacio de aire. 

 

Una válvula de 2 posiciones es aquella que tiene solo dos cuadros el izquierdo que tiene el accionador y el derecho que tienen las vías. 

Esta es una vacuna del 5 vías 3 posiciones 5/3 accionamiento manual y retorno por muelle normalmente cerrada NA.

Al igual que las otras válvulas la manguera de aire a presión se conectan la en la vía 1 y cuando se presiona el botón de accionamiento se unirá con la posición 4 o a la vía 2 según se active el accionador izquierdo o el derecho de la válvula.

Se muestra el desplazamiento y posición final en color rosado. 

Las vías 4 y 2 van a cilindro las vías 5 y 3 son escape de aire y la vía 1 es la  entrada de aire alimentación. 

El accionador izquierdo se activa de forma neumática y  regresa a su posición original por medio de un muelles o resorte, el accionador derecho se activa de la misma forma. 

Cuando una válvula se activa de forma neumática significa que tiene un mecanismo que activa la válvula hacerle suministrado aire a presión, es muy útil cuando se desea un sistema controlado electrónicamente. 

Posición original 

Al activarse el accionador izquierdo se ven las vías 1 y 4 permitiendo el paso de aire y las vías 2 y 3 permitiendo el escape de aire proveniente del cilindro. 

al activarse el accionador derecho según en las vías 1 y dos permitiendo el paso de aire y los días 4 y 5 permitiendo el escape de aire proveniente del cilindro de doble efecto. 

El tipo de accionamiento 

Las válvulas tienen distintas formas de accionarse mecánicamente, neumáticamente o de forma electromagnética. 

La primera la forma mecánica es la que se conoce comúnmente como forma manual o sea la de presionar un botón que se active que active la válvula otras formas mecánicas son las de un pulsador con con retenedor que mantiene pulsado el botón para mantener el flujo continuo de aire y otro es un rodillo que sirve como sensor de proximidad de un cilindro u objeto. 

Válvulas de accionamiento mecánico

Accionamiento por pulsador 

Las válvulas que tengan un botón pulsador se representa se representará en el lado izquierdo del símbolo y como su nombre lo indica un pulsador es aquel interruptor que necesita ser accionado de forma manual. 

Accionamiento por pulsador con enclavamiento.

 

Este tipo de accionamiento similar a la anterior solo que este tiene la cualidad de mantener presionado el botón aunque nosotros soltemos manteniendo así el flujo continuo de aire ya que tiene un retenedor que evita el botón regrese al girar el botón se destraba la válvula y vuelve a desactivar. 

Accionamiento con pulsador tipo hongo o seta 

Está válvula tiene un pulsador de mayor tamaño y está diseñado para pulsaciones continuas usando usado comúnmente en la industria es símbolo se diferencia de la forma del botón.

Válvula de palanca 

Esta válvula se Acciona por medio de una palanca manual al igual que las anteriores también puede o no sostendrá un enclavamiento que le permita suspender el flujo de aire 

Válvula de pedal 

Esta válvula se Acciona por medio de pie utilizado en máquinas donde el operador ocupe las dos manos para trabajar 

Válvula de rodillo

 

Esta válvula se acciona por medio de un rodillo que al presente al ser presionado por algún componente o dispositivo éste a su vez presiona otro que acciona la válvula permitiendo el paso de aire se utiliza como sensor de proximidad para indicar que se tiene que hacer otro movimiento al concluir 1 

Válvula de accionamiento neumático

 

Las válvulas  de accionamiento neumático se activan al ser suministrado aire a presión de forma controlada,  se utiliza cuando son necesarias secuencias automatizadas en algún proceso industrial 

Este tipo de válvulas tienen interior un sistema mecánico llamado sistema de pilotaje qué es la que acciona la válvula cuando se le proporciona aire a presión cuando se corta el flujo de aire la válvula regresa a su estado original.

Las válvulas accionadas neumáticamente tiene el mismo sistema de vías que las vistas anteriormente lo único diferente es el tipo de accionamiento que en este caso es por aire a presión.

 

Las válvulas pueden utilizar cualquiera de los métodos de accionamiento que veremos en la siguiente página 

 

Válvula normalmente abierta y normalmente cerrada 

Las válvulas son diseñadas para tener sus vías siempre abiertas o siempre cerradas significa que cuando una válvula normalmente cerrada tiene sus vías bloqueadas por lo tanto no circula aire y que al accionar la estabilidad sus días provocando el flujo de aire y al desactivarla regresará a su estado original normalmente cerrada.

Cuando la válvula es normalmente abierta (NA) ocurre todo lo contrario sus vías están siempre abiertas y por lo tanto existe un flujo continuo de aire hasta hasta que se acciona la válvula para cerrar las vías.

 

También es posible que lo veamos escrito en inglés normally closet (NC) o normally open (NO).

Cuando una válvula es NA o NC será representado en el símbolo de la válvula y notaremos cierta diferencia que explicare a continuación.

Válvula NA

Esta válvulas normalmente cerrada NC porque no existe una Unión en las vías 1 y dos y no hay flujo de aire.  Al accionar la válvula se unirán las vías 1 y 2 permitirá el flujo de aire. La vía 3 se usa para el escape de aire proveniente del cilindro y en ocasiones tiene un filtro silenciador.

 

Válvula NC

Esta válvula normalmente abierta porque existe una unión en las vías 1 y 2 y siempre hay flujo de aire, al accionar la válvula se interrumpirá el flujo de aire que hay en las vías 1 y  y cortará la alimentación al cilindro.

 

Cuando examinemos un físicamente una válvula podremos ver el símbolo de la válvula y así sabremos si es NA o NC en la imagen podemos ver que las vías 1 y 2  no están Unidas por lo tanto se considera que es una válvula normalmente cerrada.

 

Diagrama  físico de de conexión de un cilindro de

simple efecto con la válvula 2/2 NC 

Es una conexión con una válvula normalmente cerrada el cilindro permanece en su estado de reposo en este caso está retraído.  La línea azul representa la tubería plástica con la que se realizan las conexiones neumáticas conteniendo aire a presión, l a línea azul cielo no tiene aire a presión pues aún no se ha activado la válvula.

Conexión de válvulas para cilindros de doble 

efecto 

La conexión de válvulas para cilindros de doble efecto se realiza de manera diferente ya que al no tener un muelles que los regrese a su estado original será necesario una válvula 5/2 para que regrese el émbolo de vuelta hacia atrás ahora,  veremos cómo:

Otra forma más eficiente otra forma más eficiente desconectar un cilindro de doble efecto es conectando una válvula 5/2 y dos válvulas 3/2 con esta forma el cilindro avanza de forma más certera es decir si presionamos una válvula 3/2 y la soltamos inmediatamente el cilindro de todas formas avanzará hasta el tope aunque hayamos soltado el botón. 

Pondremos un válvula de 3/2 para el avance y otra para el retroceso.

Ya pudimos ver cómo es que funcionan las válvulas y la necesidad de utilizarlas para poder controlar al cilindro, pero esto es algo muy básico, posteriormente se explicará  cómo utilizar otro tipo de válvulas que permiten hacer conexiones más complejas donde se podrán  controlar dos o más cilindros y crear una secuencia infinita donde los actuadores trabajan con un sistema automatizado.