Válvulas de Control Direccional

Una válvula de control direccional consiste de un cuerpo con conductores internos que se conectan y desconectan por medio de una parte móvil. Tanto las válvulas direccionales como en la mayoría de las válvulas hidráulicas industriales, el vástago constituye la parte interna móvil. En la hidráulica industrial el tipo de válvula direccional que más se utiliza es la válvula de vástago.

Válvula direccional de 4 vías

Se le conoce por que esta provista de cuatro conductos diferentes dentro de un cuerpo. La función de esta válvula es causar el movimiento inverso de un cilindro o un motor hidráulico. Para realizar esta función, cuando el vástago se encuentra en un extremo, lleva el flujo desde el conducto de la bomba a un conducto del actuador. Al mismo tiempo el vástago se ubica de manera tal, que el otro conducto del actuador descargue al tanque.

Válvula direccional de 3 vías

Una válvula direccional de 3 vías consiste de 3 conductos dentro del cuerpo de la válvula- conducto de la bomba, conducto del tanque y un conducto actuador.

La función de eta válvula es presurizar la boca de un actuador cuando el vástago se encuentra en un extremo.

Cuando el vástago se encuentra en el otro extremo, la válvula descarga la misma boca del actuador. En otras palabras la válvula, alternadamente, presuriza y descarga una boca del actuador.

Válvula direccional de 2 vías

Una válvula direccional de 2 vías es de conexión y desconexión. Esta función se utiliza en la mayoría de los sistemas, como un enclavamiento de seguridad y para aislar y conectar las diversas partes del sistema.

Capacidad nominal y medidas de la válvula direccional.

Las válvulas de control direccional que se utilizan en las aplicaciones de hidráulica industrial se pueden medir de 5 medidas básicas 1/4”, 3/8”, 1/2”, ¾” y 1 ¼”.

La practica industrial mas corriente es fijar la capacidad de las válvulas en 12-20 1/min, 30-40 1/min, 80 1/min, 280 1/min y 400 1/min respectivamente. A esta capacidad nominal de 1/min el diferencial de presión de P a A o de B a T es de 3Kg/cm2, aproximadamente.

Vástagos de la válvula direccional.

La mayoría de las válvulas direccionales hidráulicas industriales están provistas de vástagos de dos restrictores o de cuatro restrictores. Las válvulas direccionales con capacidad nominal de flujo pequeña, por lo general están equipadas con vástagos de cuatro restrictores se encuentran frecuentemente en las válvulas con mayor capacidad nominal.

Válvulas de 4-vías montadas en placa base (sub-base)

Los cuerpos de las válvulas de 4-vías direccionales, están provistos sobre un lado, con conductos de la bomba y del tanque. Los dos conductos del actuador, se ubican sobre el lado opuesto del cuerpo.

Esta disposición cumple estrictamente con las especificaciones del símbolo de la válvula. Pero, para facilitar la instalación, la mayoría de las válvulas hidráulicas industriales, se montan en placa base. Las bocas de las válvulas montadas en placa de base, se ubican en la superficie inferior del cuerpo de la válvula.

Actuadores de la válvula direccional

El vástago de una válvula direccional puede estar en cualquier extremo. El vástago se desplaza hacia estas posiciones, por medio de energía mecánica, eléctrica, neumática o humana.

Las válvulas direccionales cuyos vástagos se desplazan por la fuerza manual, se conocen como válvulas actuadas u operadas manualmente. Los diversos tipos de actuadores manuales incluyen, palancas, pulsadores y pedales.

El émbolo es un tipo muy común de actuador mecánico, que está equipado con un rodillo en su parte superior. La leva está fijada a un actuador hace descender el émbolo.

Los actuadores manuales se utilizan en las válvulas direccionales cuya operación se debe seriar y controlas a consideración del operador.

La operación mecánica se utiliza cuando el desplazamiento de la válvula direccional deba ocurrir en el momento en que un actuador alcanza una posición establecida.

Operación piloto

El desplazamiento de los vástagos de las válvulas direccionales, puede también resultar de la presión del fluido, tanto hidráulica como neumática. En estas válvulas, la presión piloto se aplica a los dos restrictores extremos del vástago de cuatro restrictores, o bien para separar los pistones piloto, si es un vástago de dos restrictores.

Operación del solenoide.

Una delas maneras más comunes de operar una válvula direccional, es por medio de un solenoide.

Un solenoide es un dispositivo eléctrico. Que básicamente consiste en un émbolo, una caja y una bobina de alambre. La bobina se enrolla de la caja. El émbolo está libre para moverse dentro de la bobina.

El solenoide opera cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina de alambre, genera un campo magnético. Este campo magnético atrae el émbolo y lo lleva dentro de la bobina.

Al moverse el émbolo, entre en contacto con un pasador de empuje, desplazándolo el vástago de válvula direccional hacia un extremo.

Las válvulas direccionales operadas a solenoide tienen pocas limitaciones. No se pueden utilizar solenoides comunes, cuando se utiliza el sistema hidráulico en un medio ambiente húmedo o explosivo. Cuando el ciclo de vida de una válvula direccional debe se4r extremadamente prolongado, por lo que generalmente no se utiliza una válvula solenoide controlada eléctricamente.

Probablemente, la mayor desventaja de los solenoides, es que la fuerza que ellos ejercen para desplazar el vástago de una válvula direccional es muy limitada.

Resorte de retorno

Por lo general, una válvula direccional de dos posiciones, utiliza un tipo de actuador para desplazar hacia un extremo el vástago de la válvula direccional. Generalmente, el mismo vuelve a su posición original por medio de un resorte. Las válvulas de dos posiciones de este tipo se conocen como válvulas con resorte de retorno.

Válvulas normalmente abiertas y normalmente cerradas.

Las válvulas de 2-vías y las de 3-vías con resorte de retorno pueden estar normalmente cerradas o normalmente abiertas, es decir, cuando el actuador no está energizado, el flujo puede pasar o no pasar.

En una válvula de 3-vías de dos posiciones, dado que siempre hay un conducto abierto a través de la válvula, generalmente, normalmente cerrado indica que el conducto “P” está bloqueado, cuando el actuador de la válvula no esta energizado.

Cuando se muestra simbólicamente en un circuito las válvulas direccionales con resorte de retorno, éstas se ubican en el circuito para indicar su condición normal.

Posicionadores.

Si se utiliza dos actuadores para desplazar el vástago de una válvula de dos posiciones, en algunos casos se emplean posicionadores. Un posicionador es un dispositivo de enclavamiento que mantiene el vástago en la posición de desplazamiento deseada.

El vástago de una válvula con posicionadores tiene ranuras o muescas. Cada ranura es un receptáculo para una parte móvil a resorte. Cuando la bola está en la ranura, el vástago se mantiene en posición. Cuando el vástago se desplaza, la bola es forzada fuera de una ranura y entra en otra.

Condiciones de centro.

Al referirnos a los diversos conductos de flujo a través de una válvula direccional, solamente consideramos en las posiciones extremas del vástago. Pero existen algunas posiciones

intermedias. Frecuentemente, las válvulas direccionales de 4-vías que se utilizan en la industria automotriz, consta de varias posiciones intermedias entre los extremos. Por lo general, las válvulas hidráulicas industriales de 4-vías son válvulas de tres posiciones que consisten en dos posiciones extremas y una posición central.

Las dos posiciones extremas de una válvula direccional de 4-vías, están directamente relacionadas al movimiento del actuador. La posición del centro de una válvula direccional está direccional esta diseñada para cumplir con la necesidad o condición del sistema. Por este motivo, la posición de centro de una válvula direccional, comúnmente se denomina “condición de dentro.”

Algunas de las condiciones de centro más comunes son: la de centro abierto, centro cerrado centro tándem y centro flotante.

Condición de centro abierto.

Es una válvula direccional con un vástago de centro abierto, los conductos P, T, A y B estan conectados entre sí en la posición del centro.

Condición de centro cerrado.

En una válvula direccional con vástago de centro cerrado, los conductos P, T, A y B se obstruyen en la posición de centro.

Condición de centro tándem.

En la válvula direccional con vástago de centro en tándem de conductos P y T se conectan y los conductos A y B se bloquean en la posición de centro.

Centro flotante.

En una válvula direccional con vástago de centro flotante el conducto P está bloqueado y los

conductos A, B y T se conectan en la posición de centro.