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© Christian Schindler
ELEMENTOS DE CONTROL Y MANDO EN CIRCUITOS HIDRÁULICOS
• Diagramas de sistemas hidráulicos
• Representación esquemática de elementos de hidráulica
• Válvulas de vías con posición discretas
• Válvulas reguladores de presión
• Válvulas reguladores de caudal
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Representación de un circuito hidráulico en diagramas
1. Usar símbolos de componentes según la norma ISO 12192. Una representación de un diagrama no considera el arreglo físico
actual de los componentes3. Representación de componentes en dirección de flujo de energía
desde abajo hacia arriba: tanque → bomba → elementos de control → actuador .
4. El diagrama se representa en el estado inicial de la secuencia.5. Cilindros y valúas direccionales representados en posición horizontal6. Todo elementos representados llevan una identificación con una
numeración sistemática:• Actuadores representados con A1.0, A2.0,
• Válvulas de control para el cilindro 1.0 números 1V1, 1V2 etc
• Válvulas para cilindro 2V0 V, 2V1 etc
• Sensores y sensores de limite para actuador A1.0: 1S0, Sensor que actúa
sobre el cilindro A2.0: S2.3 etc..)
7. Toda las conexiones están numerados según estándar ISO• P conexión de presión alta
• T conexión de tanque
• Ay B conexiones al actuador
8. Los diagramas eléctricos y hidráulicos en sistema electrohidráulicos se representa por separado
A1.0
1V1
1S1
1V0
1Z0
Estándar de Representación (ISO 1219) de circuitos hidráulicos
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Representación de un circuito hidráulico en diagramas
Actuadores
Elementos de control final
Elementos de procesamiento
Elementos de entrada (sensores)
Fuentes de energía
Denominación de los elementosA1.0: Actuador1V1: Válvula1S1: Sensor1Z1: Fuente de energía y indicadores de control
A1.0
1V1
1S1
1V0
1Z0
Flu
jo d
e e
ne
rgía
Estándar de Representación (ISO 1219) de circuitos hidráulicos
Arreglo de los componentes en
un diagrama hidráulico
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Representación de un circuito hidráulico en diagramas
Estándar de Representación (ISO 1219) de circuitos hidráulicos
Denominación de los elementos en un circuito hidráulico múltiple
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Representación de un circuito hidráulico en diagramas
Diagrama Hidráulico
Diagrama Eléctrico
Representación de un diagrama electrohidráulico
Estándar de Representación (ISO 1219) de circuitos hidráulicos
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas hidráulicas
• La válvula es el componente de control principal en un circuito hidráulico
• Es el componente de dosificación del flujo del fluido
• La dosificación en las válvulas se logra con el movimiento de un carrete que ajusta el área del orificio
Los dos parámetros principales de la salida de válvula que se controla son:
1. Flujo: Caudal y Dirección)
2. Presión
Si el movimiento del carrete o cabezal tiene el objetivo de mantener
una cierta presión, la válvula se llama válvula de control de presión.
Si el movimiento del carrete o cabezal tiene el objetivo de mantener un
cierto caudal, la válvula se llama válvula de control de flujo
Si se cambia la dirección de flujo entre puertos (o vías), la válvula se
llama válvula de vías.
Clasificación de válvulas en Válvulas de control de presión, Control de caudal y Válvulas de vías
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas hidráulicas
La diferencia principal entre válvulas ON/OFF y válvulas
proporcionales son:
• El solenoide en las válvulas proporcionales tiene una
relación corriente –fuerza constante y lineal mientras en
válvulas ON/OFF es solamente importante generar la
fuerza máximo
• El constante de resorte de válvulas proporcionales son
normalmente mas grandes que en válvulas ON/OFF
• El embolo de válvulas proporcionales tiene una geometría
que permite un flujo proporcional al desplazamiento del
embolo a condición de presión constante
• Si la parte móvil de la válvula se puede posicionar únicamente en posiciones discretas definidas
(dos o tres posiciones), se llaman válvulas ON/OFF
• Si se puede trasladar y permanecer en cualquier posición entre totalmente abierta y totalmente
cerrada, se llama válvula proporcional
Válvulas ON/OFF con posiciones discretas y Válvulas proporcionales
Solenoide de desplazamiento
variable en una válvula proporcional
I (A)
Q (l/min)
Relación Corriente – Caudal de una válvula proporcional
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de vías
Válvulas de 4 vías y 3 posiciones en posición centrada
Número de puertos o vías: dos, tres, cuatro
Número de posiciones discretas: dos y tres
Válvulas proporcionales (dosificación variable)
Válvulas normalmente cerrado, normalmente abierto
Válvulas de tres vías con varios posiciones discretas
Método de actuación: manual, pilotado, solenoide y combinaciones
Simbología y nomenclatura de válvulas de vías
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de vías
Válvula de vías 4/2
Posición desactivada
(Estado 0)
Válvula de vías 4/2
Posición activada
(Estado 1)
Control directo del cilindro con una válvula de vías
Diagrama hidráulico
con símbolos ISO
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de vías
Válvula de 2/2 víasPosición inicial cerrado (tope)
Válvula de 2/2 víasPosición inicial abierto
Válvula de 3/2 víasPosición inicial cerrrada
Número de puertosNúmero de posiciones
Válvula de 4/2 vías
Válvula de 5/2 vías
Válvula de 4/3 víasPosición céntrico en bloqueado
Número de puertosNúmero de posiciones
Nomenclatura de válvulas de vías
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de vías
Accionamiento Esfuerzo muscular
• General
• Con botón
• Con palanca
• Pedal
Accionamiento Mecánico
• Retorno de muelle
• Centrado con muelle
• Con rodillo
• Rodillo con accionamiento unidireccional
Accionamiento eléctrico / hidráulico
• Electrico (solenoide)
• Hidraulico
• Combinado Electro-hidraulico
Válvula de 4/3 vías con dos solenoides, accionamiento directo, posición central cerrada, centrada
por muelle
Ejemplos:
Válvula de 4/3 vías, accionamiento hidráulico,
posición central a descarga, centrada por muelle
Accionamiento de válvulas de vías
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de víasActividad 1: Circuitos hidráulicos control directo con válvulas de vías
Elaborar tres circuitos de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadasEn simulación: 1. Activar con un impulso los botones2. Activa los botones hasta que el cilindro llega a su punto de extensión máxima3. Observar el comportamiento del movimiento del cilindro en cada situación4. Observar las presiones en la ramas
Cilindro de simple efectoCarga de 500NVálvula de 2/2 vías con botón y retorno con muelle, normalmente cerradaManómetroGrupo motriz
Cilindro de simple efectoCarga de 500NVálvula de 3/2 vías con botón y retorno con muelle, normalmente cerradaManómetroGrupo motriz
Cilindro de simple efectoCarga de 500NVálvula de 3/2 vías con botón y retorno con muelle, normalmente abiertoManómetroGrupo motriz
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de vías
Cilindro de doble efectoCarga de 500NVálvula de 4/2 vías accionada con dos botonesGrupo motriz
Cilindro de doble efectoCarga de 500NVálvula de 4/3 vías posición central cerrada, centrada por muelle, accionada con dos botonesGrupo motriz
Cilindro de doble efectoCarga de 500NVálvula de 4/2 vías, posición central a descarga, centrada por muelle, accionada con dos botonesGrupo motriz
Actividad 2: Circuitos hidráulicos control directo con válvulas de víasElaborar tres circuitos de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadasEn simulación: 1. Activar con un impulso los botones2. Activar los botones hasta que el cilindro llega a su punto de extensión máxima3. Variar la carga: 0N, 500N, 1200N, mayor que 1200N4. Observar el comportamiento (posiciones intermedio si /no, velocidades) del movimiento del cilindro en
cada situación5. Observar las presiones en cada rama
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueo
Válvula de antiretorno.
Válvula Antiretorno con muelle
Válvula de antiretorno
con muelle.
Válvulas de bloqueo forman un subgrupo de válvulas direccionales.
En general válvulas de bloqueo permite el flujo solamente de un sentido
Válvulas de bloqueo se accionan de manera directo o por pilotaje
Válvula check (Válvula antiretorno)
Válvula Bypass:
Reduccion de caudal
en un sentido
Caudal completo en
otro sentido
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueo
Aplicación de la válvula check en el
ducto cerca de la bomba hidráulica:
Evitar el vaciado de la bomba.
Aplicación de la válvula check en el ducto de
regreso al tanque para hacer contrapresión al
cilindro: Evita el cambio abrupto de presión al
abrir la válvula de control
Aplicaciones de la válvula check (Válvula Anti-retorno)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueo
Válvula check (Válvula antiretorno) piloteado con control remoto
Control remoto Válvula check desbloqueable
(«Pilot to open»):
• Sin señal en la válvula piloto: Válvula actúa
como válvula check
• Con señal en la válvula piloto : Válvula abre
en dos direcciones
Entrada P
Válvula piloto: (Control remoto para abrir «pilot to open»)
Control remoto Válvula check desbloqueable
(«Pilot to close»):
• No hay señal en la válvula piloto: válvula
actúa como válvula check
• Si hay señal en la válvula piloto : Válvula
permite un flujo en ninguna dirección
Drenaje (tanque)
Válvula piloto: (Control remoto para
cerrar «pilot to close»)
Drenaje (tanque)
Entrada A
Símbolo («Pilot to open»)
Símbolo («Pilot to close»)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueo
Válvula de simultaneidad
• Salida únicamente si hay presión
en ambas entradas (estado 1)
• Compuerta lógica AND
Válvula selectora
• Salida cuando por lo menos en una
entrada hay presión alta (estado 1)
• Compuerta lógica OR
Válvula de simultaneidad (AND) y Válvula Selectora (OR)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueoActividad 3a: Circuitos con válvulas antiretorno
Elaborar y simular los dos circuitos de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadas1. Observar el comportamiento (velocidad ) del cilindro en cada situación2. Observar las presiones en la ramas 3. Formular conclusiones
Válvula antiretorno estranguladora abertura 100%
Porque las velocidades de ida y vuelta son
diferentes?
Anotar presiones de los manómetros y concluir el
comportamiento
Simular con 30% de abertura (estrangulamiento 70%)
Observar las velocidades de ida y vuelta y describir el
comportamiento de la válvula antiretorno-estrangulador
Anotar presiones de los manómetros y concluir el
comportamiento.
Cambiar la posición de la válvula antiretorno-estranguladora
que las velocidades ida y vuelta sean iguales
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueoActividad 3b: Circuitos con válvulas antiretorno
Elaborar y simular los dos circuitos de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadas1. Observar el comportamiento (velocidad ) del cilindro en cada situación2. Observar las presiones en la ramas 3. Formular conclusiones
Circuito con válvula antiretorno 5bar carga 0N:
Observar presión de ida y vuelta en la entrada del
cilindro. Calcular presión diferencial de ida y vuelta.
(La válvula antiretorno actúa como un freno evitando
el cambio de presión brusco)
Circuito con cilindro con carga de 0N:
Observar el cambio de presión en la
ida y la vuelta en la entrada del
cilindro: Calcular la presión diferencial
ida-vuelta
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de bloqueoActividad 4: Circuitos con válvula selectora
Elaborar y simular los dos circuitos de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadas1. Activar con un impulso los botones2. Observar el comportamiento del movimiento del cilindro en cada situación3. Formular conclusiones
Cilindro de simple efecto con una carga de 100N
El cilindro debe avanzar con la señal en una de
las dos válvulas de 3/2 vías.
Observar el comportamiento
Instalar una válvula selectora.
Señal en una o en dos de las válvulas de 3/2
vías
Observar el comportamiento
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presión
Con válvulas de control de presión se limita (se controla) la fuerza que se
genera en el sistema o en los actuadores.
Válvulas de control de presión tienen dos o tres puertos (vías).
Tipos de válvula de control de presión:
• Válvula de alivio:
Es una válvula que se encuentra en todos los circuitos hidráulicos. Limita la presión
del sistema salida, descargando el exceso de flujo al deposito. Es una válvula
importante que aumenta la seguridad .
Es una válvula normalmente cerrada
• Válvula reductora de presión
Regula la presión del sistema a un valor contante, descargando el exceso de flujo al
deposito.
Es una válvula normalmente abierta
Válvulas de control de presión
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presión
Circuito con válvula de vías 4/3 posición central cerrada:
La presión aumenta …… hasta se revienta el ducto
Como evitar un daño en el circuito ?
Paso paralelo con una válvula de alivio entre la bomba y el tanque para
descargar el fluido.
Válvula de alivio
La válvula de alivio de actuación directa: Válvula
de cabezal donde la presión de alivio establecido por la
fuerza del resorte
Tanque
Símbolo
Tronillo de ajuste de la
presiónResorte
Posición abierta
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presión
Válvula de actuación directa:
La válvula de alivio de actuación directa podría ser ruidosa por inestabilidades
Se utiliza para presiones bajas
La presión de inicio de abertura (cracking pressure) es más alta que la presión
de funcionamiento (working pressure)
Símbolo
Válvula de Cabezal
Resorte 2
Resorte 1
Válvula de embolo
Válvula de actuación indirecta:
La fuerza generado por la presión del fluido que entra por el
orificio A través y la fuerza del resorte 1 mantienen la válvula
de carrete cerrada.
Aumentando la presión la válvula de cabezal se abre el drena el
pequeño flujo al tanque
La presión en B baja abruptamente y se abre la válvula de embolo
Ventajas: Menos sensible en relación del caudal (mas cerca de la
característica ideal); mas estable
Resorte
Cabezal
Línea de flujo
Funcionamiento válvula de alivio actuación directa y válvula de alivio actuación indirecta
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presión
Válvula de alivio simple de actuación directo (simple direct-acting
relief valve) no tiene un tornillo de ajuste de la presión , por lo cual
se abre con una presión dada por la fuerza del resorte
Válvula de alivio ajustable de actuación directa (adjustable,
direct-acting relief valve) bloquea el flujo a través de la válvula
hasta la fuerza del sistema sobre el cabezal es igual a la fuerza
del resorte ajustable con el tornillo
Tipos de válvula de alivio
La válvula de alivio pilotado (Pilot-operated relief valve) con un
orificio en el pistón se mantienen cerrada por la fuerza de un
resorte ligera y la presión del sistema hasta que se abre la
válvula del piloto
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presiónActividad 5: Válvula de alivio
Elaborar y simular el circuito de control directo en FluidSIM con las configuraciones indicadas
1. Limitar la presión en la válvula de alivio a 35bar y 2l/min y grupo motriz 60bar y 2l/min
2. Simular funcionamiento observar presiones y apertura de la válvula de alivio 35bar
3. Aumentar el flujo del grupo motriz a 8l/min: simular el funcionamiento observar presiones y apertura
de la válvula de alivio
4. Reducir el caudal de la motriz
de nuevo a 2l/min
5. Aumentar carga a 1000N
6. Ajustar presión de la válvula
de alivio hasta que el cilindro
se mueve de nuevo: Cuál es
la presión?
7. Conclusiones
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presiónVálvula reductora de presión
Limita y mantiene la presión de salida, incluso cuando la
presión de entrada sea mayor.
Es una válvula normalmente abierta
En el caso de mayor presión en la entrada se descarga el
exceso de flujo se descarga al tanque . descargando el exceso
de flujo al deposito
Símbolo
Característica de funcionamiento:
Cuando la presión de salida es menor que la presión
establecido por el resorte la válvula esta abierta y el embolo no
se mueve
Cuando la presión de salida aumenta debido al aumento de la
presión de entrada o la presión de carga, el embolo empieza a
moverse en contra de la fuerza del resorte y restringe el paso
(Diagrama de presión IN / OUT)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presiónDiferencias: Válvula de alivio - Válvula reductora de presión
Normalmente cerrado
Sensado de la presión en la entrada de la
válvula (IN).
Drenado interno
Válvula de alivio
Normalmente abierto
Sensado de la presión en la salida de la válvula
(OUT).
Drenado externo al tanque
Montaje mas cercano que posible al dispositivo donde
se requiere la reducción del la presión
Válvula reductora de presión
La válvula reductora de presión de actuación directa se mantiene
abierta por la fuerza de un resorte. Al incrementar la presión en
la salida el embolo se mueve a la derecha cerrando parcialmente
la salida pIN pOUT
Sensado
Drenado
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presiónFuncionamiento de la válvula reductora de presión
Funcionamiento:
Mientras la presión es pIN es mas baja que la
presión limite (Setpoint) el embolo de la válvula
no se mueve se mantiene completamente
abierta
La presión actúa también sobre el embolo
(sensado)
En el punto de la presión limite el embolo
empieza a desplazarse por la igualdad de
fuerzas del resorte vs fuerza debido a la presión
en el sistema)
Partes del fluido se drena al Tanque
manteniendo pOUT constante
Presión IN
Presión OUT
Drenaje (Tanque)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presión
Aplicación de la válvula de alivio y la válvula reductora de presión en un circuito hidráulico
Válvula de alivio (a)
Función:
• Limitar presión máxima en el sistema
• Evitar que la bomba trabaja contra
válvulas cerradas
• Evitar sobrepresión en el sistema
Válvula reductora de presión (b)
Función:
Reducir la presión en una parte del circuito
(Cilindro B)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de presiónActividad 6: Válvula reductora de presión
Tarea: Elabora un circuito con dos cilindros de 2.01cm2 de superficie. El cilindro A debe tener una fuerza
máxima de 1000N el cilindro B debe tener una fuerza máxima de 400N
Diseña el circuito de control directo con una válvula 4/3 posición central cerrada centrada con muelle una
válvula limitadora y una válvula reguladora de presión con una válvula antiretorno. Visualiza las presiones
𝑝𝐴=𝐹 𝐴
𝐴= 1000𝑁
0.0 02𝑚2=5 ∙106 𝑁𝑚2 =5 0𝑏𝑎𝑟
𝑝𝐵=𝐹𝐵
𝐴= 4 00𝑁
0.0 02𝑚2=2∙106 𝑁𝑚2 =20𝑏𝑎𝑟
1. Cálculos de presión en el cilindro
2. Circuito
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
Válvulas de control de caudal: Válvulas estranguladoras no compensados
Válvulas de control de presión La fuerza de los actuadores
Válvulas de control de caudal La velocidad de actuadores
controlan / regulan
Válvula estranguladora Válvula estranguladora con válvula antiretorno
Caudal reducido Caudal no reducidoCaudal reducido
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudalActividad 7: Válvulas de control de caudal
Elaborar en FluidSIM el circuito mostrado con un medidor de flujo y una válvula estranguladora
Simulación:
1. Carga CERO: Anotar las presiones antes del estrangulador, en el cilindro, la diferencial, y el flujo
2. Carga 1000N: Anotar las presiones antes del estrangulador, en el cilindro, la diferencial, y el flujo
∆ 𝑝=𝑝1−𝑝2=54.81𝑏𝑎𝑟
𝑝2=3.52𝑏𝑎𝑟
𝑝1=58.33𝑏𝑎𝑟
�̇�=1.16 𝑙 /𝑚𝑖𝑛
∆ 𝑝=𝑝1−𝑝2=8.52𝑏𝑎𝑟
𝑝2=59.39𝑏𝑎𝑟
𝑝1=50.87𝑏𝑎𝑟
�̇�=0.46 𝑙/𝑚𝑖𝑛
Conclusión
• El caudal es en función de la presión
diferencial sobre la válvula estranguladora
• Presión diferencial alto: Caudal grande
• Presión diferencial pequeño: Caudal
reducido
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
El caudal depende de la presión diferencial generado por la válvula estranguladora
La válvula no puede realmente controlar el caudal con variaciones de la presión
diferencial, debido de cargas variables en el actuador.
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 [ 𝑙 /𝑚𝑖𝑛 ]𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 [𝑏𝑎𝑟 ]
;�̇�∆𝑝
1𝑙 /𝑚𝑖𝑛1𝑏𝑎𝑟
𝑝2=10𝑏𝑎𝑟𝑝1=50𝑏𝑎𝑟 𝑝2=40𝑏𝑎𝑟𝑝1=50𝑏𝑎𝑟∆ 𝑝=40𝑏𝑎𝑟
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙=40𝑏𝑎𝑟 ∙1 𝑙/𝑚𝑖𝑛1𝑏𝑎𝑟
=𝟒𝟎𝒍 /𝒎𝒊𝒏
∆ 𝑝=10𝑏𝑎𝑟
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙=10𝑏𝑎𝑟 ∙1 𝑙 /𝑚𝑖𝑛1𝑏𝑎𝑟
=𝟏𝟎𝒍 /𝒎𝒊𝒏
Válvulas de control de caudal no compensado
Las válvulas de caudal no compensado se especifican a menudo en función del la
presión diferencial:Ejemplo:
Cilindro con poca carga: Presión diferencial grande Cilindro con carga: Presión diferencial pequeña
Conclusión: El control de la velocidad uniforme de actuadores con cargas variables no se puede lograr
con válvulas de caudal con presión no compensadas.
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
La válvula reguladora de caudal con compensación de presión es un dispositivo que también se ajusta
el caudal con una aguja manualmente ajustable o por control remoto.
Cuenta adicionalmente con un embolo que regula la diferencia de presión Dp sobre la válvula de tal
manera que se mantiene el caudal constante a pesar de cambios de presión en la entrada o salida .Émbolo regulador
de caudal
Aguja reguladora de caudal
Dp=20bar
FpEntrada
pEntrada=30bar pEntrada=50bar
Dp=40bar
El aumento de la presión en la entrada genera una presión diferencial mayor. En consecuencia
aumentaría el caudal. Pero el embolo se desplaza a la derecha debido al la mayor fuerza sobre el embolo
y estrangula adicionalmente el caudal compensando el efecto del aumento de presión diferencial
FpEstragulador
Fresorte
pSalida=10bar pSalida=10bar
Válvula reguladora de caudal con compensación de presión
pSalida=30barpSalida=10bar
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
Válvula reguladora de caudal con compensación de presión
El cambio en la carga genera un cambio de
presión diferencial Dp sobre la válvula no
compensada y por tanto, disminuye el caudal.
En el caso del cambio de carga en una válvula
reguladora de caudal con compensación de
presión, el embolo del compensador se
desplaza
• a la izquierda, cuando aumenta la presión
en la salida
• se desplaza a la derecha cunado
disminuye la presión de salida
Se mantiene la presión diferencial sobre el
tornillo de ajuste de caudal constante
Embolo de compensación
Entrada Resorte de 100 psi
Tornillo de ajuste de flujo
Sensado de la presión de salida
Salida
1. Cambio de carga
2. Genera un cambio de presión en la salida…
3. ..y el embolo compensador se traslada, aumentando o disminuyendo el flujo…
4. manteniendo la diferencia entre los dos presiones a un valor constante
(fuerza del resorte)
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
El caudal a través de un orificio o cualquiera restricción como válvulas es en función del área de la
apertura y la presión diferencial a través del dispositivo (o orificio)
El diagrama muestra la característica del caudal en válvulas reguladora de caudal con presión
compensada y no compensada
Característica de flujo –Válvula reguladora de caudal con compensación de presiónC
auda
l Q
Presión diferencial Dp
Característica con compensación de presión
Característica sin compensación de presión
pxAKQ s )(
)(
K
xA
p
Q
s
La relación entre caudal y apertura y presión
diferencial no es lineal:
Caudal (l/min)
Presión diferencial Dp
Apertura A en función de distancia xS
Constante de la válvula
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudal
1. Válvula no compensada (válvula estranguladora):
• Aguja con ajuste manual.
• Área de orificio aproximadamente proporcional a la posición de la aguja.
• Cambios en la presión en la entrada o salida, provocan variaciones del caudal.
2. Válvula de control de caudal con compensación de presión:
• Para el control de flujo exacto
• Válvula de regulación de caudal hidromecánica
• Compensación de presión: Δp sobre un orificio (presión
compensada), constante, ►caudal constante.
3. Válvula tipo bypass
• Apertura de embolo en función de la señal de presión
(Feedback) pin y pout
• Caudal excesivo se drena al tanque.
• Δp constante
Diseños de válvulas de control de caudal
Ingeniería Aplicada: Automatización
Elementos de control y mando
Válvulas de control de caudalActividad 8: Válvula de control de caudal compensada
Elaborar en FluidSIM el circuito mostrado con un medidor de flujo y una válvula estranguladora
Simulación:
1. Carga CERO: Anotar las presiones antes del estrangulador, en el cilindro, la diferencial, y el flujo
2. Carga 1000N: Anotar las presiones antes del estrangulador, en el cilindro, la diferencial, y el flujo
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