Válvulas Neumáticas: Clasificación, Funcionamiento y Control de Sistemas con Método Cascada

Válvulas: Elementos Esenciales en el Control de Fluidos

Se denominan así a todos los elementos que regulan, controlan o distribuyen un fluido.

Su finalidad principal es mandar o regular la puesta en marcha o el paro del sistema, el sentido del flujo, así como la presión o el caudal del fluido procedente del depósito regulador.

Clasificación de Válvulas según su Función

Según su función, las válvulas se subdividen en los grupos siguientes:

1. Válvulas de Vías o Distribuidoras

Determinan el camino que sigue el aire en cada momento. Trabajan en una, dos o más posiciones fijas determinadas.

2. Válvulas de Bloqueo

Destinadas a impedir, condicionar o dificultar el paso en uno u otro sentido. Incluyen:

• Válvulas Antirretorno: Impiden el flujo en una dirección.
• Válvulas Selectoras de Circuito (OR): Permiten el paso del fluido si hay presión en cualquiera de sus entradas.
• Válvulas de Simultaneidad (AND): Requieren presión en todas sus entradas para permitir el paso del fluido.

3. Válvulas de Presión

Influyen sobre la presión o están condicionadas por el valor que tome esta. Las más importantes son:

• Válvulas Reguladoras de Presión: Mantienen una presión constante a la salida, independiente de las fluctuaciones de entrada. La presión de salida siempre será inferior a la de entrada.
  • Con orificio de escape
  • Sin orificio de escape
• Válvulas Limitadoras de Presión: Impiden que la presión se eleve por encima de un valor determinado.

• Válvulas de Secuencia: Se instalan cuando se requiere una presión fija para un fenómeno de conmutación.

4. Válvulas de Caudal y de Cierre

Estas válvulas controlan la velocidad del fluido. Incluyen:

• Válvula de Estrangulamiento
• Válvula Reguladora de Caudal Unidireccional
• Válvula de Escape Rápido
• Válvulas de Temporización

5. Válvulas Especiales

Se utilizan para funciones específicas en sistemas neumáticos.

Definición de Caudal Nominal

Se denomina caudal nominal a aquel que circula por la válvula cuando la pérdida de carga es de un bar y la presión a la entrada es de 6 bar, siendo la temperatura del aire de 293 °K (20 °C).

Método Cascada para el Diseño de Circuitos Neumáticos

El Método Cascada es una técnica sistemática para el diseño de circuitos neumáticos secuenciales complejos. A continuación, se detallan los pasos a seguir:

1. Escribir la secuencia de los actuadores: Definir claramente el orden de operación de cada cilindro o actuador.
2. Establecer grupos: Dividir la secuencia en grupos de forma que en cada grupo no se repita ningún actuador.
3. Numerar los grupos: Asignar un número a cada grupo establecido.
4. Determinar las entradas de conmutación: Identificar qué señales o condiciones dan paso al siguiente grupo.
5. Definir líneas de presión: Establecer tantas líneas de presión como grupos se hayan definido.
6. Colocar válvulas de memoria: Instalar tantas válvulas de memoria 4/2 como grupos menos uno.
7. Disponer las válvulas de memoria: Organizar las válvulas de memoria de forma que cada entrada al nuevo grupo cierre el anterior. Cada válvula empleada como entrada toma aire de su grupo, cierra este y abre el siguiente.