aplicación de la función de presión con válvulas de cartucho

APLICACIÓN DE LA FUNCIÓN DE PRESIÓN CON VÁLVULAS DE CARTUCHO

APLICACIÓN A UN MOTOR DE UN ÚNICO SENTIDO DE GIRO


ESQUEMA DE LA APLICACIÓN

Bomba de barrilete inclinado de 250 cm3/rev. Conectada a un motor de 1480 rev/min. Presión nominal de 350- máxima de 400 bars.

Rendimiento mecánico de la bomba RM=0,97 y RV=0,95

Motor de barrilete inclinado de 1000 cm3/rev. Conectado a un par de carga ML y mecanismos con un momento de inercia I. Presión Nominal de 350-

máxima de 400 bars. Rendimiento mecánico RM=0,97 y volumétrico RV=0,95



Válvula de cartucho o Elemento lógico de 2 vías de Tamaño Nominal 32 mm.

En función de presión como válvula normalmente cerrada. Relación [ 1 : 1 ]

Cono de mando o Émbolo de: asiento-corredera

Válvula de cartucho o Elemento lógico de 2 vías de Tamaño Nominal 32 mm.

En función de presión como válvula normalmente cerrada. Relación [ 1 : 1 ]

Cono de mando o Émbolo de: asiento







Chiclés o toberas

Válvula piloto de Limitación de presión

Válvula piloto de Seguridad

Válvula piloto Direccional

Válvula piloto de Frenado y amortiguación

Chiclés o toberas

x F Y Z1 xY FZ1


SISTEMA EN DESCARGA Y MOTOR PARADO Y DESBLOQUEADO


SISTEMA EN DESCARGA Y MOTOR DESBLOQUEADO

Válvula con cono de mando o émbolo de asiento con corredera. Resorte 2 bars.

Válvula con cono de mando o émbolo de asiento. Resorte 2 bars.





Válvula con cono de mando o émbolo de

asiento. Resorte 2 bars.



l/min 5,35195,0703RQQ

l/min. 3701000

4801502

1000

nVQ

VBUT

0B

=⋅=⋅=

=⋅=⋅=

La presión de la descarga de 351,5 l/min por una válvula de asiento con un resorte de 2 bars es según la gráfica de aproximadamente 3,2 bars

bars 2,3PMD ≈PM= 300

bars

Y1= 0

Y2= 0



Válvula con cono de mando o émbolo de asiento con corredera. Resorte 2 bars.

PE= 3,2 bars PS= 0 barsLa presión PMD=3,2 bars a la entrada del motor es tan baja, que el rozamiento del motor y mecanismos impedirían el giro, por lo que no habría reflejo a su salida. No obstante, aunque hubiese un mínimo reflejo (muy improbable) no sería suficiente para abrir la válvula de asiento corredera. Por lo que el motor estaría parado, pero desbloqueado ante esfuerzos mayores y favorables al giro.

PM= 300 bars

Y1= 0

Y2= 0


ARRANQUE DEL MOTOR Y TRANSITORIO ACELERATIVO

Limitación de Presión a 300 bars

Taraje de Seguridad 350 bars

Z1



Al excitarse Y1=1 se bloquea Z1 y con ello se pretende el bloqueo de la válvula de asiento de descarga. No se consigue el bloqueo porque durante el transitorio acelerativo se abre la valvula piloto limitadora de presión que, en este caso, está tarada a 300 bars, mientras permanece desbloqueada la válvula de frenado de asiento-corredera.

Este transitorio es el que lleva desde la velocidad nula hasta las revoluciones del regimen de marcha nM=333,93 rpm. Las cuales vienen determinadas en función del caudal QS de salida.

rpm. 333,931000

0,95351,51000n

V

RQ1000n

1000

nVRQQ

M

0M

VEM

M0MVES

=⋅⋅=

⋅⋅=

⋅=⋅=

PM= 300 bars

Y1= 1

Y2= 0





Z1



bars. 3,25 mediaPresión

bars. 4 )503(Q finalPresión

bars. 2,5 0)(Q inicialPresión

==≈

=≈

Presión media 3,25 bars

PM= 300 bars

El caudal de retorno al pasar por la válvula de asiento corredera se estima en 3,25 bars.Y1= 1

Y2= 0





Z1

t60

nπ2)M

π20

VR)PP((

I

1α L

0MSL

∆⋅⋅⋅=−

⋅⋅⋅−⋅=

UNIDADESPresión = bar

Momento= NxmV0 = cm3/rev.Masa = Kgr.

Velocidad = rpm.Tiempo = s.



Consultando y repasando en:https://www.facebook.com/OHCA.IND.CMC/photos/a.520373377978106.143124.141154685899979/1944038768944886/?type=3&theater

Vemos que tenemos que aplicar la expresión:

Presión media 3,25 bars PM= 300

bars

Y1= 1

Y2= 0





Z1

PM= 300 bars

s. 05,462,860

93,333π2

62,860

nπ2t

t60

nπ262,8α

62,850)14π20

000197,075,296(

50

1α

t60

nπ2)M

π20

VR)PP((

I

1α

bars. 3,25P bars 300P

L0MSL

SL

=⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=∆

∆⋅⋅⋅==

=−⋅

⋅⋅⋅=

∆⋅⋅⋅=−

⋅⋅⋅−⋅=

==

UNIDADESPresión = bar

Momento= NxmV0 = cm3/rev.Masa = Kgr.

Velocidad = rpm.Tiempo = s.



Presión media 3,25 bars

El par de la carga es ML=4150 Nxm

El momento de Inercia de los mecanismos en movimiento se estima en 50 kgr.m2

Y1= 1

Y2= 0


MOTOR EN MARCHA A SU RÉGIMEN DE REVOLUCIONES

Una vez alcanzado el régimen de revoluciones de aproximadamente 334. La limitadora de presión se cierra y con ella la válvula de descarga de asiento. Permaneciendo abierta la válvula de frenado de asiento-corredera.

rpm. 333,93V

RQ1000n

1000

nVRQQ

0M

VEM

M0MVES

=⋅⋅=

⋅=⋅=

bars. 272,824268,82P

82,268000197,0

1504π20 )PP(

VR

Mπ20 )PP(P

E

SE

0M

LSE

=+=

=⋅⋅⋅=−

⋅⋅⋅=−=∆


Vemos que siendo el par de la carga ML=4150 y la presión de salida en el régimen de marcha de 4 bars (repaso en la gráfica del TN 32 – asiento corredera):

PM= 273 bars

Presión Retorno 4 bars

Y1= 1

Y2= 0


CON SOBREPAR, TAMBIÉN SE ABRE LA VÁLVULA LIMITADORA

PM= 300 bars

Si por alguna circunstancia apareciese una sobrecarga se abriría de nuevo la limitadora de presión, se abriría la válvula de asiento y descendería la marcha del motor o se detendría.

Y1= 1

Y2= 0


RECUPERADOS PAR Y RÉGIMEN DE REVOLUCIONES

Al cesar la sobrecarga se recuperaría el régimen de revoluciones.rpm. 334nM ≈

PM= 273 bars

Presión Retorno 4 bars

Y1= 1

Y2= 0


ORDEN DE PARADA INMEDIATA


Vemos que:

Taraje de Frenado PL

350 bars

Con Y2=1 se bloquea la descarga de la válvula de asiento corredera y, al intentar cerra,r sube la presión abriendo la válvula de frenado que permanece abierta un tiempo hasta que se absorbe toda su energía cinética de rotación.

Al excitarse Y2=1 Z1 queda en descarga.

t)3

πM

1000

VP(nπI

90

1

t60

nπMt

20000

nVPnπI

1800

1

t30

nπMt

1000

nVP

10

1nπI

1800

1

2

nn ;t

1000

nVtQV ;

1000

nVQ

t30

nπMVP

10

1nπI

1800

1

JEE

t30

nπMtMθMJ

VP10

1E

nπI1800

1)

30

nπ(I

2

1I

2

1E

L0

L2

L0

L22

L0

L22

0SOL

0S

LOLL22

PCR

LLL

OLLP

2222CR

∆⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅

∆⋅⋅⋅+∆⋅⋅⋅=⋅⋅⋅

∆⋅⋅⋅+∆⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅

=∆⋅⋅=∆⋅=⋅=

∆⋅⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅⋅

+=

∆⋅⋅⋅=∆⋅⋅=⋅=

⋅⋅=

⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅=

ω

ω

Y1= 0

Y2= 1


ORDEN DE PARADA INMEDIATA

Como la válvula de frenado está tarada a 350 bars, en estas condiciones tendremos que tardará en detenerse desde esas 334 rpm un tiempo de:

Taraje de Frenado PF

350 bars

s. 39,04696

1831t

t)4346503(1831

t)3

π1504

1000

1000503(343π05

90

1

t)3

πM

1000

VP(nπI

90

1

2

L0

F2

==∆

∆⋅+=

∆⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅

∆⋅⋅+⋅=⋅⋅⋅

JEE

2829139,060

34314,31504t

60

nπMJ

227839,020000

3430001503t

20000

nVPE

30580 34314,3051800

1nπI

1800

1E

PCR

L

0FP

2222CR

+=

=⋅⋅⋅=∆⋅⋅⋅=

=⋅⋅⋅=∆⋅⋅⋅=

=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=

Como se ve la máxima absorción de energía no la hace la válvula de frenado, sino la propia carga (algo que es muy frecuente, lo que no quita para que existan las válvulas de frenado como seguridad de un pronto paro).

Y1= 0

Y2= 1


UNA VEZ PARADO DE INMEDIATO Y ABSORVIDA SU ENERGIA CINÉTICA

Y1= 0

Y2= 1


SE DESEXCITA Y2 VOLVIENDO A LA SITUACIÓN DE INICIO

Y1= 0

Y2= 0


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