UD06 VÁLVULAS Y OTROS ELEMENTOS NEUMÁTICOS PDF

U.D.6: VÁLVULAS NEUMÁTICAS. 6.0. INTRODUCCIÓN 6.1. VALVULAS DISTRIBUIDORAS. A) VÁVULA 2/2 B) VÁVLULA 3/2 C) VÁLVULA 4/2 D) VÁLVULA 5/2 E) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS VÁLVULAS. 6.2. VÁLVULAS DE CIERRE. 6.3. VÁVULAS DE BLOQUEO. A) VÁLVULA ANTIRRETORNO. B) VÁLVULA SELECTORA “OR”. C) VÁLVULA “AND”...

U.D.6: VÁLVULAS NEUMÁTICAS. 6.0. INTRODUCCIÓN 6.1. VALVULAS DISTRIBUIDORAS. A) VÁVULA 2/2 B) VÁVLULA 3/2 C) VÁLVULA 4/2 D) VÁLVULA 5/2 E) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS VÁLVULAS. 6.2. VÁLVULAS DE CIERRE. 6.3. VÁVULAS DE BLOQUEO. A) VÁLVULA ANTIRRETORNO. B) VÁLVULA SELECTORA “OR”. C) VÁLVULA “AND”. D) VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO. 6.4. VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL. (ESTANGULACIÓN). A) REGULADORA DE CAUDAL BIDIRECCIONAL. B) REGULADORA DE CAUDAL VARIABLE CON ANTIRRETORNO 6.5. VÁLVULAS CONTROLADORAS DE PRESIÓN. A) VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN. B) VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN. C) VÁLVULA DE SECUENCIA. 6.6. OTROS ELEMENTOS NEUMÁTICOS. A) TEMPORIZADORES. B) DETECTORES DE SEÑAL. B-1. NEUMÁTICOS. B-2. ELÉCTRICOS. SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles 6.0. INTRODUCCIÓN. Las válvulas neumáticas son los mecanismos que controlan el paso del aire comprimido dentro del sistema neumático. Son capaces de regular ciertos parámetros como la presión y el caudal. Las válvulas neumáticas ordenan y regulan el paso del aire comprimido hacia los actuadores. Según su función, se clasifican en: • Válvulas distribuidoras. • Válvulas de bloqueo. • Válvulas reguladoras de caudal • Válvulas de presión. 6.1. VÁLVULAS DISTRIBUIDORAS. Son elementos que controlan el paso, el paro o la dirección del paso del fluido. Según su construcción podrán ser de asiento o corredera. • Válvulas de asiento: Se caracteriza por tener un recorrido de actuación pequeño y necesitar gran fuerza de accionamiento. En este tipo de válvulas el paso del fluido se abre y se cierra mediante bolas, discos, placas o conos, y la estanqueidad se asegura, habitualmente, por medio de juntas elásticas. Estas válvulas tienen una gran duración ya que hay pocos elementos de desgaste. Esta válvula se divide en otras dos: - Válvula de asiento: lleva un platillo que se sienta sobre la superficie plana. - Válvula de asiento cónico: Tienen una bola o semiesfera que ajusta en un avellanado cónico. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 2 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Las válvulas de asiento requieren una fuerza de accionamiento bastante elevada porque debe vencer la acción del muelle y la del aire comprimido. • Válvula de corredera: se caracteriza por tener un gran recorrido de actuación y necesita una pequeña fuerza de accionamiento. Pueden ser de correderas cilíndricas, planas o circulares. Realmente es un émbolo que, al desplazarse a un lado u otro, lo que hace es unir o separar conductos. La estanqueidad en este tipo de válvulas no es tan buena como en las válvulas de asiento, ya que siempre se debe dejar un pequeño juego entre la corredera y el cilindro. Además, al no tener que vencer una resistencia de presión y fluido o muelle, la fuerza de accionamiento es reducida. Dentro de las válvulas de vías, independientemente de su construcción, existen diferentes tipos, catalogándolos por la cantidad de posiciones de las válvulas y por la cantidad de conexiones que contienen. Por lo tanto, el nombre que tienen estas válvulas viene dado por su número de conexiones y tras esto, el número de posiciones. Las válvulas distribuidoras actúan de conmutadores neumáticos, distribuyendo el aire comprimido en función de una señal de mando que puede ejecutarse de diversos modos: manualmente, a través de finales de carrera, con pilotajes neumáticos, pilotajes hidráulicos, por electroválvulas, …, entre otros. El accionamiento de las válvulas se puede descomponer en cuatro grupos: Enclavamiento mecánico a) Accionamiento manual UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos b) Accionamiento mecánico Página 3 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Por Electroimán Electroimán servopilotado A baja presión (cabezal amplificador) Servopilotaje positivo c) Accionamiento neumático d) Accionamiento eléctrico Se entiende por posiciones de una válvula distribuidora, el número de posiciones que adopta interiormente el mecanismo de la válvula cuando es accionada por sus accionamientos. El símbolo de estas válvulas se representa por cuadros, poniendo tantos cuadros como posiciones tiene la válvula. Por ejemplo: a) b) Ejemplo de válvulas distribuidoras de dos y tres posiciones. En el caso a), la válvula es accionada por pulsador y tiene dos posiciones de trabajo, pero al “soltar”, la válvula regresa a la posición inicial ayudada por un muelle. Tiene dos accionamientos, un pulsador manual y un muelle automático para el retroceso. En el caso b), si no es accionada por ninguno de los pulsadores, los muelles obligan a que tenga la posición central (2) activa. Si es presionado el pusador de la izquierda, funcionará la posición (1) y al soltarlo, la válvula vuelve al centro. Al presionar el pulsador de la derecha, funcionará la posición (3) y al soltarlo vuelve al centro. En este ejemplo se han utilizado cuatro accionamientos, dos pulsadores y dos muelles. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 4 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Las vías de las válvulas se designan por números o letras (según ISO 1219) para evitar errores en el montaje, de forma que: • Tuberías o conductos de trabajo: A, B, C, … ó 2, 4, 6, … • Toma de presión: P ó 1 • Salida de escape: R, S, T, … ó 3, 5, 7, … • Tuberías o conductos de pilotaje, se usarán: Z, Y, X, … ó 10, 12, 14, … La designación por números se utiliza para las válvulas neumáticas y la designación por letras para las válvulas hidráulicas. Decir que por vías se entiende las conexiones de entrada y salida de aire que tiene la válvula. Estas conexiones se simbolizan con el símbolo T cuando la vía está cerrada. Cuando la vía está abierta, es decir, está unida a otra vía, se unen con una flecha que indica el sentido en el que se mueve el aire comprimido. Por lo tanto, las válvulas distribuidoras se designan por el número de vías y posiciones (válvulas 3/2, tres vías y dos posiciones, etc). Normalmente, en los esquemas de conexiones las unidades neumáticas se representan en estado de reposo. Las posiciones de conmutación de las válvulas se representan como cuadrados. El número de cuadrados corresponde al número de posiciones de conmutación. Las funciones y los efectos se dibujan en el interior de los cuadrados: • Las líneas indican el paso de flujo. • Las flechas indican el sentido de flujo. • Las conexiones bloqueadas se representan por medio de líneas colocadas en ángulos rectos entre sí. Ejemplo para la designación de las vías de trabajo de las válvulas. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 5 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles La válvula distribuidora se designa por dos cifras, por ejemplo 5/3. La primera indica el número de vías que posee (entradas o salidas de aire, sin contar las vías de pilotaje), y la segunda las posiciones que puede adoptar, es decir, las conmutaciones neumáticas que puede realizar la válvula internamente. Las posiciones se representan por cuadrados. • Ejemplo: Válvula con dos vías y dos posiciones. Dos vías porque tiene una entrada y una salida; y dos posiciones porque puede, o bien comunicar las vías, o bien taponarlas. • Ejemplo: válvula con cinco vías y tres posiciones. A continuación, se describen las válvulas distribuidoras más utilizadas: a) Válvula distribuidora 2/2. son válvulas normalmente cerradas en posición de reposo. En la posición de reposo, la bola es comprimida por un resorte contra su asiento, y cierra el paso del aire de P hacia A. Si se aprieta la leva o pulsador, la bola se separa de su asiento( para ello debe vencerse la fuerza del muelle la presión ejercida sobre la bola) y permite la entrada de aire a presión por el 1 y sale por el 2. Estructura sencilla que permite una construcción pequeña. Aplicación: la utilización de esta válvula es muy limitada en neumática porque el aire que manda queda bloqueado si no tiene un posible escape. Se utiliza para bloquear el avance o retroceso de un cilindro neumático. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 6 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles b) Válvulas distribuidora 3/2. Son las que tienen tres conexiones y dos posiciones. Podemos tener dos tipos: • Normalmente cerrada en posición de reposo. La característica de esta válvula es el plato comprimido por un resorte contra el asiento. Como fuerza de estanqueidad adicional actúa la presión de aire comprimido. La válvula 3/2 cierra el paso de P (1) y conecta A (2) con R (3). Al accionar la leva, se cierra primero el paso A-R (2-3), y luego, se abre P-A (1-2) circulando el aire comprimido. Aplicación: esta válvula es muy utilizada en neumática para controlar el movimiento de un cilindro de simple efecto, generar una señal de aire cuando se le alimenta desde el compresor y para cortar una señal de aire cuando la colocamos en serie. • Normalmente abierta en posición de reposo. La de alimentación P (1) se comunica con B (2), hasta que al pulsar la leva se cierra P (1) y A (2) se une al escape R (3). La válvula 3/2 normalmente abierta se aplica en el gobierno de cilindros de simple efecto de largo tiempo de acción. La válvula 3/2 normalmente cerrada se emplea para emitir señales de pilotaje sobre otras válvulas y para mandar cilindros de simple efecto. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 7 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Válvula distribuidora 3/2, accionamiento neumático. Esta válvula, cerrada en reposo, es accionada por aire comprimido en Z. la presión de P y el muelle mantienen el paso cerrado. Válvula distribuidora 3/2, de corredera. Esta válvula con reposición por muelle puede emplearse como órgano de señal para la inversión de válvulas de impulso. No accionada: P cerrado y A purgado hacia R. Accionada: P hacia A y R cerrado. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 8 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles c) Válvulas distribuidora 4/2. La válvula de la figura es de accionamiento mecánico. En posición de reposo la alimentación 1 se comunica con la vía 2, y la vía 4 con la 3. Al accionarse La válvula la entrada 1 se comunica con el 4 y la 2 con el escape 3. 4 2 1 3 Aplicación: esta válvula se utiliza para controlar el movimiento de un cilindro de doble efecto y cuando queremos distribuir una señal de aire en dos salidas distintas. Válvula distribuidora 4/2, cursor lateral. La inversión de esta válvula se realiza a través de impulsos neumáticos por los orificios Z e Y, por un émbolo doble de mando. Los conductos de trabajo A y B se enlazan por un cursor plano con el conducto de escape R. En caso de desgaste, el cursos se reajusta automáticamente bajo el efecto del resorte incorporado y la presión aplicada, con ello se asegura una larga duración. Para la inversión basta un impulso en cualquiera de las dos conexiones Z ó Y. Control de un cilindro de doble efecto. Una válvula 4/2 con accionamiento por pulsador, y retorno por muelle, permitirá la extensión de un cilindro de doble efecto. Si presionamos el pulsador se imprime aire a presión de manera directa en la parte anterior del cilindro para provocar la salida, y al "soltar" el cruce de la válvula obliga la recogida del mismo. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 9 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles d) Válvulas distribuidora 5/2. La válvula de la figura es de accionamiento mecánico. En posición de reposo la alimentación del 1 está conectada con la vía 4, y la 2 con el escape 3, al accionar la válvula el 1 se conecta con 4 2 el 2 y el 4 con el 5. 3 5 Estas válvulas tienen cinco conexiones y dos posiciones. Su funcionamiento es parecido al de la válvula 4/2, con la salvedad de que la válvula 5/2 contiene dos salidas a escape. Esta válvula cumple las mismas funciones que la válvula 4/2. Válvula distribuidora 5/2, corredera. Las características de estas válvulas de corredera es el movimiento transversal del órgano de mando con respecto a la dirección del medio a mandar. Pueden invertirse por cualquier clase de accionamiento. La fuerza de accionamiento sólo tiene que salvar el rozamiento de los émbolos con el cuerpo. En válvulas de pilotaje neumático, el pilotaje puede ser de valor más reducido que la presión de trabajo, pero sin embargo el recorrido es mayor que en las válvulas de asiento. Control de un cilindro de doble efecto con válvula 5/2. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 10 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles e) Válvulas 4/3. Estas válvulas tienen cuatro conexiones y tres posiciones. La posición de reposo es la intermedia, es decir, las otras dos posiciones se obtienen accionando la válvula. Esa posición intermedia puede tener las conexiones cerradas/taponadas o también tenerlas unidas entre sí (posición de ajuste), excepto el de la presión, para que así el cilindro se pueda mover y posicionarlo fácilmente. Aplicación: esta válvula como veremos se utiliza más en hidráulica. En neumática se usa para el bloqueo de cilindros de doble efecto en posiciones intermedias. También es ideal para la puesta en marcha de motores neumáticos, ya que dispone de una posición intermedia que puede ser a centros cerrados y en cada una de sus otras dos posiciones, se puede ejecutar un sentido de giro diferente. Control de un cilindro de doble efecto con válvula 4/3. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 11 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles E) REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA DE LAS VÁLVULAS. Según el número de estados estables que las válvulas pueden adoptar se pueden clasificar en monoestables y Biestables: ➢ Monoestables: tienen una única posición estable, con un único mando y retorno a la posición estable mediante un resorte o muelle. ➢ Biestables: tienen dos posiciones estables con dos mandos y dependiendo del número de vías y posiciones, las válvulas se destinarán a un determinado trabajo u otro. SIMBOLO DESCRIPCIÓN SIMBOLO DESCRIPCIÓN Válvula 2/2 en Válvula 3/3 en posición. posición. Neutra Normalmente cerrada normalmente cerrada Válvula 2/2 en Válvula 4/3 en posición. posición. Neutra Normalmente abierta. normalmente cerrada Válvula 3/2 en Válvula 4/3 en posición. posición. Neutra Normalmente cerrada escape Válvula 3/2 en Válvula 4/3 en posición. posición. Central con Normalmente abierta. circulación. Válvula 4/2 en Válvula 5/3 en posición. posición. Neutra Normalmente cerrada normalmente cerrada Válvula 4/2 en Válvula 5/3 en posición. posición. Neutra Normalmente abierta normalmente abierta Válvula 5/2 en Válvula 5/3 en posición. posición. Normalmente cerrada De escape Válvula 5/2 en posición. Normalmente abierta UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 12 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Por lo tanto, las válvulas monoestables se caracterizan por tener retorno por muelle; tienen en reposo un solo estado de funcionamiento. Ejemplo 1. Válvulas accionadas manual o mecánicamente. Cuando deja de aplicarse el esfuerzo, vuelven a la posición inicial ayudadas por el muelle. Ejemplo 2. Válvula accionada por pilotaje de presión. Cuando el pilotaje en 12 se reduce, la válvula retorna a su inicio. Tanto la válvula accionada por pulsador, como la pilotada, son monoestables Válvula 3/2 monoestable NC,. pilotada por aire. Las aplicaciones características de las válvulas biestables son las pilotadas por aire (u otro fluido), o las accionadas por solenoide tipo electroválvulas. Para alcanzar una de las dos posiciones, no es preciso que el accionamiento esté activo de manera permanente, tan sólo un impulso es suficiente para desplazar la corredera. Válvulas biestables. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 13 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles 6.2. VÁLVULAS DE CIERRE. Las válvulas de cierre tienen como finalidad abrir y cerrar un circuito, sin posiciones intermedias. Válvula de cierre. 6.3. VÁLVULAS DE BLOQUEO. Son válvulas destinadas a impedir, condicionar o dificultar el paso del flujo en un sentido. A) VÁLVULA ANTIRRETORNO. Este tipo de válvula bloquea el paso del fluido únicamente en una dirección, permitiendo el paso libre en la dirección contraria, eso sí, con una pérdida de presión, aunque mínima. El cuerpo de estanqueidad es comprimido por el rebote, y se acciona si la presión contra el efecto del resorte llega a ser mayor que su fuerza antagonista. Aplicación: esta válvula se utiliza en la conexión de enchufes rápidos de las tuberías y como un componente más de la válvula reguladora de caudal unidireccional. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 14 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles B) VÁLVULA SELECTORA DE CIRCUITO. También se le conoce como válvula “O”; función lógica “OR”. Esta válvula tiene dos entradas y una única salida. Siempre que exista presión en una de las dos entradas el fluido circula hacia la salida, quedando bloqueada la otra entrada. Aplicación: cuando queramos unir dos tuberías porque llegan dos señales de aire que van a cumplir la misma función es necesario poner esta válvula, así evitaremos que el aire de una válvula se nos vaya por el escape de la otra. Se utiliza cuando se desee mandar un cilindro o una válvula de gobierno desde dos o más puntos. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 15 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles C) VÁLVULA DE SIMULATENIDAD. También conocida como válvula “Y”; función lógica “and”. Tiene dos entradas de presión X (P1), Y (P2) una salida A. En A sólo habrá salida cuando ambas entradas reciban aire comprimido. Una única señal bloquea el paso. En caso de diferencias cronológicas de las señales de entrada, la que viene en último lugar llega a la salida A; en caso de diferencias de presión la de menor presión es la que fluirá hacia A ( función “conjunción” o función “Y”). Aplicación: siempre que queramos unir dos señales de aire en función "Y", es decir, que hasta que no lleguen las dos señales no pase el aire D) VÁLVULA DE ESCAPE RÁPIDO. Estas válvulas se utilizan cuando se necesitan velocidades mayores a las habituales en el movimiento de cualquier cilindro. Se suelen poner justo en la entrada/salida del cilindro, si se quiere meter presión por ese punto la válvula bloquea la salida a escape y toda la presión va hacia el cilindro, efectuando éste, el movimiento sin ningún problema. Pero la diferencia viene cuando esa entrada/salida del cilindro trabaja como evacuación del fluido. En ese caso el fluido no circula hasta la válvula de vías para así llegar a escape, sino que en la propia válvula de escape rápido, sale el fluido directamente a escape, con lo que al circular fluido por menos distancia de tuberías que lo habitual su velocidad aumenta. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 16 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Este tipo de válvulas se utilizan en la neumática pero no en la hidráulica. La junta del labio cierra el cilindro A cuando el aire fluye de P hacia A abriéndose al lado de estanqueidad. Al pulgar el aire, desciende la presión en P, el aire comprimido de A impulsa la junta hasta P, fluyendo todo el aire directamente por P hacia la atmósfera. 6.4. VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL. Las válvulas reguladoras de caudal tienen la misión de regular el paso del fluido a través de las tuberías para repercutir en el movimiento de los cilindros. Las siguientes válvulas estarían dentro de este grupo: A) VÁLVULAS REGULADORAS DE FLUJO BIDIRECCIONAL. Regulan la cantidad de fluido en las dos direcciones en las cuales puede circular el fluido. Aplicación : no son muy utilizadas porque si colocamos una de estas válvulas a la entrada de una de las conexiones del cilindro regularán tanto la velocidad de entrada como la de salida. Para una mayor productividad conviene regular la velocidad de los movimientos del pistón del cilindro independientemente. B) VÁLVULAS REGULADORAS DE CAUDAL DE FLUJO UNIDIRECCIONAL. Solamente regulan en un sentido, con lo que en el sentido contrario circularía sin regulación alguna. Si el aire entra por la entrada de la izquierda la válvula antirretorno le impedirá la salida por el orificio de la derecha. El aire tendrá que pasar por el estrechamiento que le deje el tornillo regulador. Cuando entre por la derecha empujará la bola de la válvula antirretorno y saldrá libremente por la salida de la izquierda. Aplicación: esta válvula se utiliza para controlar la velocidad de los movimientos del cilindro o del motor neumático. Cuando queramos controlar la velocidad del cillindro, es necesario regular el aire que sale del cilindro y no el que entra para conseguir un movimiento regular y constante. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 17 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles La sección transversal de paso puede variar de cero hasta el diámetro nominal de la válvula. 6.5. VÁLVULAS CONTROLADORAS DE PRESIÓN. A) VÁLVULA LIMITADORA DE PRESIÓN. Su función es proteger una instalación neumática de una sobrepresión. Se coloca donde no queremos que la presión supere un valor previamente establecido. Una aplicación típica es su colocación en todos los depósitos de aire comprimido. En este caso, si se desea almacenar aire comprimido proveniente de un compresor que se para cuando la presión en el depósito llega a los 7 bar, se coloca una limitadora de presión tarada a 7,5 bar. En caso de que el presostato no pare el motor eléctrico del compresor, cuando la presión llegue a 7,5 bar, esta válvula descargará el aire a la atmósfera, impidiendo daños en el circuito y en las personas. B) VÁLVULA REGULADORA DE PRESIÓN. Esta válvula reduce la presión superior de entrada a otra de salida, de valor inferior. Esta presión de salida es ajustable y se mantiene casi constante. Con el tornillo de ajuste se varía el pre-tensado del resorte de la membrana que se empuja contra el asiento, cerrándose el taladro de purga de la membrana. Si la presión en el lado de salida sube por encima del valor ajustado, la membrana se mueve hacia abajo UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 18 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles cerrándose primero la alimentación y reduciéndose la sobrepresión secundaria al purgarse por el oficio de escape. Tiene como misión mantener lo más constante posible la presión de trabajo a pesar de que la presión de entrada pueda variar C) VÁLVULA DE SECUENCIA. Esta válvula deja pasar el aire de la entrada (P ó 1) a la salida (A ó 2) cuando en su pilotaje (X ó 12) hay una presión superior a la preestablecida. Su funcionamiento es muy similar al de la válvula limitadora de presión, la diferencia estriba que, en vez de salir el aire a la atmósfera al alcanzarse la presión de consigna, deja pasar el aire para realizar un determinado cometido. Estas válvulas se montan en mandos neumáticos que actúan cuando se precisa una presión fija para un fenómeno de conmutación. Aplicación: se utiliza cuando queremos abrir un circuito en función de una determinada presión previamente elegida. También se utiliza para detectar el final del movimiento del pistón de un cilindro sustituyendo al final de carrera. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 19 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Cuando el operario pulsa 1S1, se pilota el lado izquierdo de 1V1 y el aire pasa a la cámara izquierda de 1A saliendo su vástago. Cuando el aire llega a su fin de carrera se incrementa la presión en el conducto hasta que alcanza un valor con el que se abre la válvula de secuencia 0Z2, que deja pasar el aire, se pilota el lado derecho de 1V1, penetra aire en la cámara derecha de 1A y el vástago penetra UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 20 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles 6.6. OTROS ELEMENTOS NEUMÁTICOS. A) TEMPORIZADORES. A veces es preciso regular el tiempo que transcurre entre la entrada de una señal de pilotaje y la respuesta que debe producirse, para ello se recurre a los temporizadores. Se trata de válvulas complejas compuestas de una estrangulación regulable, un depósito (acumulador de aire a presión) y un distribuidor pilotado. Estas válvulas pueden ser: • TEMPORIZADOR DE IMPULSOS. Es un temporizador normalmente cerrado y se emplea para retrasar la respuesta a las señales de mando, por exigencias del proceso productivo. La regulación del tiempo se logra estrangulando el paso del fluido que llega por la línea 12 al acumulador. Cuando la cantidad de aire introducido al acumulador genera una presión suficiente para vencer el resorte, se acciona la válvula distribuidora para permitir el paso de aire y establecer comunicación entre 1 y 2. Cuando la línea 12 se pone en descarga, el fluido sale del acumulador a través del antirretorno, sin estrangulación, permitiendo la conmutación de la válvula distribuidora de forma rápida. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 21 de 29 SHN (semipresencial) • IES Antonio José Cavanilles ANULADOR DE SEÑAL. Es un temporizador normalmente abierto y se utiliza para anular señales de gran duración. Aplicación de un temporizador neumático UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Esquemas neumáticos de la composición de temporizadores neumáticos. Página 22 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles B) DETECTORES DE SEÑAL. B-1. DETECTORES DE SEÑAL NEUMÁTICOS. Los detectores de señal neumáticos más utilizados son: • Finales de carrera o de recorrido, que no son otra cosa que válvulas 3/2 NC accionadas por rodillo ó rodillo escamoteable y retorno por muelle Otros detectores neumáticos son: • Los detectores de proximidad, que están basados en la detección por reflexión de propio aire, cuando se interpone en esa corriente un objeto móvil. Pueden detectar objetos delicados o blandos a gran velocidad de desplazamiento, puesto que a diferencia de los captadores de fuga, en éstos no existe contacto mecánico con el móvil. Las ventajas de estos sensores de proximidad son: • Funcionamiento seguro en ambientes con suciedad • Funcionamiento seguro en ambientes de elevada temperatura • Pueden utilizarse en ambientes con riesgo de explosión • Insensibles a influencias magnéticas y ondas sónicas • Fiables incluso en ambientes con brillo intenso y para detección de objetos transparentes a la luz, donde los sensores de proximidad ópticos podrían no ser adecuados. Los sensores de proximidad neumáticos pueden dividirse en sensores por obturación de fuga, sensores de reflexión y barreras de aire. Las distancias detectables son del orden de 0 a 100 mm. Todos los sensores neumáticos emiten un chorro de aire que sale a la atmósfera y se pierde, por lo que una exigencia común para la aplicación de sensores de proximidad es la de reducir notablemente la presión de aire de alimentación con el fin de reducir su consumo. Es esencial un suministro de aire exento de aceite. Todos estos sensores tienen como objetivo la producción de una señal neumática y dado que es generalmente demasiado débil para una posterior evaluación, incluso por debajo de la centésima de bar, debe conectarse a continuación un amplificador de presión. Puede crearse un sensor de proximidad binario con salida de señal eléctrica con la ayuda de convertidores electroneumáticos (presostatos). Cuando se sustituye un sensor de proximidad neumático por otro, generalmente UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 23 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles es necesario ajustar el umbral de disparo del amplificador, debido a las diferencias resultantes de las tolerancias de fabricación. La presión de alimentación puede variar, pero generalmente se halla en la zona de 0,1 a 8 bar. La señal de presión generada depende de la presión de alimentación y de la distancia entre la boquilla y el objeto a) SENSORES DE OBTURACIÓN DE FUGA (TOBERAS DE CONTRAPRESIÓN). La obstrucción de un chorro de aire que fluye por un taladro, por medio del objeto a detectar, produce una subida de la presión en la salida del sensor, hasta el nivel de la presión de alimentación b) SENSORES DE REFLEXIÓN. El tipo de sensor de reflexión (REFLEX), consiste en una tobera anular por la que circula aire y una boquilla circular central receptora, coaxial con la anterior. Si se aproxima un objeto hacia el chorro de aire que escapa de la boquilla anular (emisor), se forma una sobrepresión en la boquilla central (receptor). La figura ofrece una vista esquemática del chorro de aire en las dos situaciones. El esquema adjunto representa un circuito neumático donde puede apreciarse que cuando una pieza se aproxime al detector de proximidad UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 24 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles 1S este mandará una señal de presión pequeña que se amplificará en 1Z hasta una presión suficiente para pilotar 1V que hará salir el vástago del cilindro 1A. c) BARRERAS DE AIRE o detectores de paso. Otro sensor de proximidad que consiste en dos boquillas emisoras enfrentadas, una de ellas con un taladro receptor. Al interponerse entre ambas un objeto, forma una barrera que hace que se modifique la señal de la boquilla receptora, que posteriormente se amplifica. Este tipo de barreras es sensible a las corrientes de aire externas, por lo que deben situarse al abrigo de ellas. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 25 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles También existen barreras de aire con un solo emisor, pero al estar sometidas a la acumulación de suciedad en la boquilla receptora, puesto que el flujo de aire recoge partículas de suciedad del ambiente circundante, puede producir funcionamientos defectuosos o un fallo total debido a la obstrucción de la tobera. • Tobera de aspiración por depresión o generador de vacío. Se emplea junto con la ventosa como elemento de transporte y manipulación mediante depresión. Con ella se pueden transportar las más diversas piezas incluso bastante pesadas. Su funcionamiento se basa en el principio de Venturi, es decir haciendo atravesar el aire por una sección reducida, con lo cual al aumentar la velocidad se consigue disminuir la presión por debajo de la presión atmosférica. Generador de vacío. La presión de alimentación se aplica a la entrada P, al pasar el aire por el estrechamiento la velocidad del aire hacia R aumenta y en el empalme A, o sea, en la ventosa, se produce una depresión . Con este efecto se adhieren piezas a la ventosa y pueden transportarse. La superficie debe estar muy limpia y ser lisa al objeto de alcanzar un buen efecto de succión. Ventosas. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 26 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles En el momento en que se suprime la presión de alimentación desaparece el efecto de succión y se elimina la fuerza de atracción con lo que la pieza transportada cae por su propio peso. Existen unos bloques en el que a la pieza anteriormente descrita se le incorpora una válvula de escape rápido y un pequeño depósito. Este aditamento facilita el despegue de la pieza en el momento de eliminar la alimentación de aire pues el aire que sale del depósito empuja la pieza transportada. La fuerza de succión depende del tamaño de la ventosa y del vacío generado. A su vez la depresión o vacío generado depende de la presión de alimentación. Como desventajas de este método de manipulación hay que decir que tienen un consumo apreciable, ya que siempre está escapando aire y se produce un nivel de ruido elevado. Como ventajas hay que decir que los elementos neumáticos (ventosas y generadores de vacío) son sencillos y por lo tanto baratos. B-2. DETECTORES DE SEÑAL ELÉCTRICOS. Estos detectores se verán con más detalle en el apartado de electricidad, pero aquí mencionaremos los que se utilizan con mayor frecuencia en la electroneumática. • Los detectores de posición mecánica y los detectores de posición magnética sirven para detectar la llegada de los actuadores a una determinada posición, normalmente el final del recorrido. Se colocan en la camisa del cilindro y cuando el émbolo está justo debajo, actúan permitiendo el paso del aire o no, según sean NC ó NA. Funcionamiento de una válvula pilotada manera magnética. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Válvula que se acciona magnéticamente. Página 27 de 29 SHN (semipresencial) • IES Antonio José Cavanilles Los presostatos son detectores que convierten la señal neumática de presión en una señal eléctrica. Esta presión suele ser regulable desde 5 a 10 bar aproximadamente. Son aparatos sin contacto mecánico y pueden instalarse en cualquier parte del circuito que genere esa presión de mando. Sensor neumático. Válvula 3/2 y presostato. • Los detectores de proximidad electrónicos son elementos que funcionan sin contacto físico de ningún tipo, basta con la sola presencia de un objeto, metálico o no, que produzca una perturbación en el campo magnético suficiente para emitir una señal. Se dividen en dos tipos: - Detectores INDUCTIVOS: que detectan la presencia sólo de metales. - Detectores CAPACITIVOS: que detectan la presencia de todo tipo de materiales. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 28 de 29 SHN (semipresencial) IES Antonio José Cavanilles Las células fotoeléctricas son detectores de proximidad basados en el haz de luz que emiten diodos electroluminiscentes o Led y fototransistores de infrarrojos. Se utilizan fundamentalmente en máquinas automáticas de montaje o de ensamblaje, máquinas de envasado, cintas transportadoras, barreras de paso, etc.,,, Básicamente se pueden dividir en tres grandes grupos, de barrera, réflex y de proximidad. UD06: Válvulas y otros elementos neumáticos Página 29 de 29