¿Qué es una Válvula Mecánica?
Las válvulas mecánicas son válvulas de control que modifican el caudal de aire accionadas por la fuerza humana o el contacto de un objeto.
Para que un actuador como un cilindro neumático funcione, el caudal de aire comprimido debe conmutarse libremente. En el caso de los cilindros de simple efecto, el aire comprimido se suministra en la dirección de avance cuando se mueven hacia delante, y en la dirección inversa cuando se mueven hacia atrás, el aire comprimido se libera a la atmósfera.
Las válvulas que controlan la dirección del flujo de aire de este modo se denominan válvulas direccionales. Las válvulas direccionales pueden controlarse de tres formas distintas: eléctricamente, neumáticamente o por contacto manual o mecánico. Las electroválvulas se accionan mediante señales eléctricas para abrir y cerrar la válvula, mientras que las válvulas accionadas neumáticamente se denominan válvulas pilotadas (por aire).
Las válvulas que se accionan manualmente, ya sea pisándolas con la mano o el pie, o por contacto mecánico con un objeto, como un final de carrera, son válvulas de control mecánico. Estas válvulas de control accionadas por la fuerza humana o por contacto mecánico se denominan válvulas mecánicas porque funcionan por acción mecánica.
Usos de las Válvulas Mecánicas
Las válvulas mecánicas son especialmente útiles en entornos donde está estrictamente prohibido el uso de fuego y se requiere protección contra explosiones. Estas válvulas ofrecen la ventaja de poder ser accionadas exclusivamente mediante dispositivos neumáticos, como cilindros neumáticos, eliminando así cualquier riesgo de fugas o descargas eléctricas.
Existen diferentes tipos de válvulas mecánicas, como pulsadores, palancas y pedales, que pueden ser accionados con las manos y los pies. Además de su uso como válvulas de corte en la entrada de equipos, son comúnmente utilizadas en sistemas semiautomatizados. También pueden funcionar como interruptores de arranque para controlar la secuencia de aire.
Otro tipo de válvulas mecánicas son las accionadas por máquina, como las de émbolo y rodillo. Estas se utilizan como interruptores para controlar el funcionamiento de cilindros o para confirmar la posición de una pieza, generando señales para el control de la secuencia de aire.
Por ejemplo, es posible configurar una válvula mecánica para que el cilindro deje de moverse automáticamente cuando se abre una puerta, o para que solo funcione cuando la puerta está abierta.
Principio de las Válvulas Mecánicas
Las válvulas mecánicas liberan una vía de flujo o la bloquean con una válvula cuando un botón es pulsado por un miembro humano o un émbolo es presionado por una puerta o una pieza de trabajo. Este es el principio de la modificación del caudal neumático.
Existen tres tipos de válvulas: de asiento, de corredera y de corredera. El tipo de obturador tiene una estructura más sencilla, pero requiere más fuerza para funcionar. Esto hace que la válvula sea más hermética, lo que la hace adecuada para líneas de gas de alta pureza, por ejemplo.
Los tipos de válvula de carrete y corredera pueden accionarse con relativamente poca fuerza, pero requieren más carreras.
¿Cómo Seleccionar una Válvula Mecánica?
1. Número de Puertos de la Válvula Mecánica
Al igual que en las electroválvulas, en las válvulas mecánicas también hay que seleccionar el número de puertos.
Válvulas de 2 puertos
Las válvulas de 2 puertos simplemente detienen o canalizan el flujo de aire. El diagrama anterior es una versión simplificada de los símbolos JIS: si se observa la válvula de 2 puertos, el cuadrado del lado izquierdo tiene una ↑, lo que significa que el aire fluye cuando se pulsa el pulsador. En el lado derecho, los puertos A y P no están conectados, por lo que no fluye aire.
Válvula de 3 puertos
Una válvula de 3 puertos tiene un puerto de escape y funciona para suministrar y expulsar aire. Suelen utilizarse para accionar cilindros de simple efecto y para líneas piloto de aire de señalización. Cuando se pulsa el botón, el aire fluye de P a A. Cuando se suelta el botón, el aire de A se expulsa por el orificio R.
Válvulas de 4 y 5 vías
Las válvulas de 4 y 5 puertos tienen la función de tomar aire del puerto P y suministrarlo y expulsarlo alternativamente por los puertos de salida A y B. Se dispone de uno o dos orificios de escape.
Cuando se conecta a un cilindro de aire de doble efecto, puede deslizarse en ambas direcciones.
2. Posición de la Válvula Mecánica
Las válvulas direccionales pueden clasificarse en dos y tres posiciones según el número de posiciones de conmutación que tengan. Por ejemplo, una válvula diseñada para cambiar entre el estado 1 y el estado 2 mediante la activación o desactivación de un interruptor tendría dos posiciones. Por otro lado, una válvula de conmutación manual tipo palanca que incluye un tercer estado 3 tendría tres posiciones.
En el caso de las válvulas de conmutación manual tipo palanca, aquellas que tienen un tercer estado 3 se encuentran en la posición 3. En las válvulas mecánicas, el estado 3 se refiere generalmente a un centro cerrado de tres posiciones, lo que implica que los puertos A y B están sellados.
3. Método de Funcionamiento Después de Pulsar el Botón
Un interruptor que vuelve a su estado original por la fuerza de un muelle cuando se pulsa el botón y luego se suelta se denomina sistema de retorno por muelle, mientras que un interruptor que conserva el estado pulsado se denomina sistema de retención. También es importante tener en cuenta el funcionamiento después de pulsar el interruptor a la hora de hacer una selección.
4. Otros
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Número de puertos |
Posición |
Construcción del obturador |
Método de funcionamiento |
Otros puntos |
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2 puertos |
2 posiciones |
Válvula de asiento válvula de carrete Válvula de corredera *Las válvulas de asiento multipuerto no suelen verse en las pulpas mecánicas. |
Pulsador Interruptor de palanca Palanca Émbolo Rodillo Émbolo de rodillo etc. |
Abertura de la tubería del puerto Si se suministran accesorios o no Tipo de resorte o de retención Método de montaje Presión y temperatura de funcionamiento Carga necesaria para el funcionamiento Tamaño |
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3 puertos |
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4 puertos |
2 posiciones 3 posiciones |
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5 puertos |
Existen otros puntos de selección, como el tamaño de la abertura de la tubería de puerto y la presión de funcionamiento. Debido a estos distintos tipos, es importante diseñar previamente el circuito neumático y determinar qué componentes serán necesarios antes de comprarlos.
Otra Información sobre Válvulas Mecánicas
Aspectos a Tener en Cuenta al Utilizar Válvulas Mecánicas
Al tener que mover la válvula bajo presión de aire comprimido, se requiere mucha fuerza, sobre todo en las válvulas de asiento. Por ejemplo, un objeto destinado a empujar el émbolo puede ser empujado en sentido contrario. Compruebe los valores del catálogo, ya que indican cuánta carga debe aplicarse.
Es importante utilizar siempre un filtro en el circuito de alimentación de aire comprimido de todas las válvulas distribuidoras para garantizar la eliminación de residuos y condensados. Deben seleccionarse filtros con un exceso de filtración de 5 µm o menos.
El aire comprimido que contiene grandes cantidades de condensado también puede provocar averías en otros equipos neumáticos, que pueden contrarrestarse instalando refrigeradores posteriores, secadores de aire, etc.