Electroválvulas D. Arce

Transcripción

1 Electroválvulas D. Arce

2 Electroválvulas E - 2 Prólogo El mando de los actuadores neumáticos se realiza a través de las válvulas de vías, ya sea con accionamiento mecánico, manual, neumático o eléctrico. El advenimiento de la electrónica en los campos industriales ha llevado a que estas válvulas de vías se inclinen más hacia los accionamientos eléctricos, es por esta razón que el presente trabajo se enfoca específicamente a las electroválvulas. No debe pensarse que al reducirse el rango de estudio de las válvulas constituye una reducción también en desarrollo tecnológico, la tecnología en este campo es también muy extenso y profundo. Los fabricantes de equipo electroneumático como FESTO, invierten grandes cantidades de dinero cada año en la investigación del mejoramiento de las electroválvulas, inclusive se desarrollan nuevos conceptos de aplicación dentro del campo industrial. Usted podrá encontrar además en este documento, conceptos teóricos aplicables a cualquier tipo de electroválvula. Simbología, nomenclatura, principio constructivo serán algunos de los conceptos que veremos, además de los dispositivos existentes en el mercado promovido por FESTO.

3 Electroválvulas E - 3 Introducción. Mando neumático. El ordenamiento de movimientos de los actuadores neumáticos se lleva acabo a través de válvulas de vías. Para seleccionar las válvulas que controlarán el desplazamiento del los actuadores neumáticos veremos primeramente su clasificación y su funcionamiento. Válvula de vías. Las válvulas de vías tienen la función de dirigir el aíre a través de ellas para alimentar, desfogar y/o bloquear algún componente neumático. Estas válvulas al igual que los actuadores neumáticos se representan por simbología normalizada que expresa su funcionamiento, aunque no su construcción. Válvula 3 / 2 N.C., accionada por pilotaje y reposicionamiento por resorte Como se observa en la figura anterior una válvula puede estar representada simbólicamente, sin embargo, qué representa esta simbología? Generalmente las simbologías normalizadas pretenden representar con cada trazo una función especifica. De esta manera tenemos que para las válvulas de vías su simbología se compone de lo siguiente:

4 Electroválvulas E - 4 Los cuadros representan posiciones de mando, y el no. de cuadros es igual al no. de posiciones de mando. Las fechas indican las rutas que el aire (dirección y sentido). puede tomar La T representa rutas bloqueadas. Cada uno de los puertos de una válvula tienen un uso específico, y se les clasifica de acuerdo a este uso y se les asigna un número de identificación según la norma ISO. Accionamiento 12 Utilidades 2 Reposicionamiento 1 3 Suministro y venteos Utilidades. Son los puertos que comunican directamente a la válvula con el elemento de trabajo o de mando y control. Suministro. Es el puerto por donde se alimenta de aire comprimido a la válvula. Accionamiento. Es el medio por el cual la válvula pasa de una posición de mando a otra, en el caso de los accionamientos neumáticos reciben el nombre de pilotaje. Reposicionamiento. Es el medio por el cual la válvula regresa a la posición de mando anterior. Posición de mando. Es la posición que tiene una válvula en la que ordena una acción específica en el estado de sus puertos.

5 Electroválvulas E - 5 Vías. Son los puertos de mando por los que entra o sale el aire. PUERTOS DE LA VÁLVULA IDENTIFICACIÓN SEGÚN ISO UTILIZACIÓN 2, 4, 6 SUMINISTRO 1 ESCAPES 3, 5, 7 PILOTAJES 10, 12, 14 Tabla 1 De acuerdo a la tabla 1 es posible identificar a los puertos de las válvulas independientemente de la aplicación, nombrándolas de acuerdo a la cantidad de vías y no. de posiciones de mando, así como el tipo de accionamiento Válvula 5/2 con accionamiento y reposiconamiento por pilotaje 2 12 Válvula 5/2 con accionamiento por pilotaje y reposiconamiento muelle Válvula 3/2 N.C. con accionamiento por pilotaje y reposiconamiento por muelle 2 Válvula 3/2 N.C. con accionamiento por botón pulsador y reposicionamiento por muelle 1 3 Válvula 3/2 N.C. con accionamiento por rodillo y reposicionamiento por muelle

6 Electroválvulas E - 6 Los accionamientos se clasifican en 5 grupos: 1. Musculares 4. Eléctricos 2. Mecánicos 5. Combinados 3. Neumáticos En el siguiente esquema se ejemplifican algunos tipos de accionamientos. Botón pulsador Palanca Pedal Leva Rodillo Resorte o muelle Pilotaje Servo pilotaje Bobina solenoide Las construcciones de las válvulas varían, pero se basan en los siguientes principios: a. Válvulas de asiento plano b. Válvulas de corredera c. Válvulas membrana

7 Electroválvulas E - 7 Selección por su capacidad dimensional. La cantidad de flujo capaz de suministrar de una válvula esta relacionada directamente a su dimensionamiento, por lo que una válvula grande permite suministrar una cantidad igual de aire. Este criterio debe ser tomado en cuenta, ya que de otra manera puede significar un funcionamiento deficiente del sistema neumático. Q t h Recuerde que el caudal es el volumen desplazado por unidad de aire. Entre mayor sea el diámetro, mayor será el caudal que puede desplazar una válvula.

8 Electroválvulas E - 8 FESTO ofrece una gran gama de válvulas y de electroválvulas

9 Electroválvulas E - 9 Válvulas MZBH-... Fácil mantenimiento Configuración en función de las aplicaciones Diversas tensiones, desde 24 V c.c. Hasta 230 V c.a. Bajo consumo En caso de montaje en batería: es posible combinar válvulas de dos tamaños diferentes Juntas luminosas Placas para rotular Básicamente, con accionamiento auxiliar manual de reposición por muelle Con bloqueo opcional modificando la posición de una plaqueta Alto grado de integración Pequeñas dimensiones, anchos entre 10 y 36 mm Conexión rápida de tubos Con los racores rápidos QS En caso de montaje en batería. Alimentación y escape central del aire Montaje variable Válvulas en línea Válvulas en placa Válvulas en batería, sobre carril DIN o con tornillo de tracción Cable con conector preconfeccionado Características ecológicas Salida controlada de aire Aire a presión filtrado, sin lubricación Silenciador opcional

10 Electroválvulas E - 10 Accionamiento manual auxiliar Para operaciones manuales de conmutación durante trabajos de mantenimiento y reparación Flexibilidad Válvulas de placas de base Válvulas dispuestas en línea Instalación sencilla Conector preconfeccionado, con cable, diodo luminoso y circuito de protección. Alternativamente, confección propia Numerosas variantes Válvulas de 3/2, 5/2 y 5/3 vías Con y sin conexión de aire auxiliar de mando Tensión continua de 24 V Tensión alterna de 110 o 230 V Diseño compacto 18 mm de ancho Ampliación fácil Cantidad ilimitada de válvulas gracias a la interconexión de las placas base 2-10 válvulas dispuestas en batería, con placas ciegas para espacios de reserva Potencia Gran caudal de hasta 550 l/min

11 Electroválvulas E - 11 Electroválvula con servo pilotaje serie Tigre Variable Versátil Bobina F para diversos márgenes de tensión Con conector preconfeccionado con LED y circuito de protección o para confección propia Rápido conexionado Alimentación centralizada de aire Montaje De válvulas de 3/2 o 5/2 vías Ecológica Aire de escape recuperable Aire de pilotaje recuperable Funcionamiento sin aceite Campo de aplicación Es posible utilizar diferentes presiones de funcionamiento en el mismo bloque de conexión

12 Electroválvulas E - 12 Válvulas ISO Un programa versátil de válvulas Válvulas de 572 y 5/3 vías, posición central bloqueada, a presión o a escape Accionamiento eléctrico con una o dos bobinas Tamaño ISO 1 (G 1/4), 2 (G 3/8), 3 (G 1/2), 4 (G 3/4) Un diseño orientado al mantenimiento fácil Montaje y desmontaje rápido gracias al diseño e la placa base Rápida detección de errores. Las electroválvulas pueden equiparse con un indicador de estado intercalado en el conector El sistema de obturación de Festo garantiza: Una larga duración gracias al cartucho de junta Festo Mínimas fugas Bajas presiones de mando Posibilidad de intercambio Montaje universal Montaje en batería, opcionalmente con la placa de conexión en ángulo Montaje de placas individuales, con rosca de conexión en la parte inferior o en la lateral Protección del medio ambiente Las válvulas pueden funcionar con aire comprimido filtrado sin lubricación Alimentación común de presión, y colectores para los escapes Gracias a una distribución de las conexiones normalizada internacionalmente por ISO 5599/1

13 Electroválvulas E - 13 Válvulas compactas Con la miniaturización del mando, las válvulas de vías son tan pequeñas como es posible para reducir su peso y costo, las válvulas compactas son ideales para aplicaciones con necesidades de ahorro de espacio. El mejoramiento en el diseño permite que las válvulas compactas tengan como ventajas: Un flujo laminar, en promedio Las pérdidas por fricción del flujo se reducen considerablemente por la eliminación de turbulencias Los tiempos de reacción y de conmutación son mínimos Terminales de válvulas muy pequeñas y de reducidos costos, (16 válvulas de 3/2 en un ancho de 11 cm), de extraordinaria potencia Ligeras, una terminal CP de 4 miniválvulas 5/2 monoestable, pesa 750 g, mientras que una sola válvula tigre tipo JMVH 5 1/8 SB pesa 560 g. Las válvulas pueden ser usadas para vacío a bar y para presiones de hasta de 10 bar Las válvulas pueden ser instaladas en espacios muy pequeños, inclusive directamente sobre los actuadores y en partes movibles. Esto se traduce en: tubos flexibles más cortos, ejecución más rápida de acciones, mayor rápidez en cilco de trabajo, por consiguiente: Aumento de la productividad de la línea de producción, mejorando así su competibilidad. En resumen las válvulas pueden montarse directamente sobre la máquina, dando como resultado ciclos de máquina más cortos, alta densidad de procesamiento con mangueras más cortas, mayor rapidez de respuesta a las señales emitidas por los sensores. En Festo se ha desarrollado válvulas compactas con todas las características señaladas arriba, presentando además características particulares como lo es su forma de montaje, que permite construir un sistema modular, capaz de tomar la configuración más adecuada del proceso a desarrollar.

14 Electroválvulas E - 14 Sistema modular de válvulas compactas Festo Válvula compacta CP A diferencia de lo que podría pensarse, el reducido tamaño de las válvulas compactas no implica caudales pequeños, sino por el contrario, gracias a su diseño permite tener altos caudales comparados con las válvulas tradicionales de diámetros mayores. Un ejemplo claro es la serie de válvulas tipo CPE que tiene altas relaciones de flujo. En las gráficas se muestran el flujo para diferentes diámetros tanto para la serie CPE como para válvulas de la serie Tiger CPE10..-1/8-B CPE14 CPE18..-1/4-B CPE24 CPE32..-3/8-B CPE40 MFH- JMFHflow rate TIGER 2000

15 Electroválvulas E - 15 Otras gráficas comparativas se muestran a continuación. Tamaño de válvula CP 10 v.s. TIGRE MFH-3-1/8

16 Electroválvulas E - 16 Comparativo de consumo de potencia entre las series CPE 14 - TIGRE TIGRE La configuración de las terminales de válvulas se da combinando los siguientes componentes: 1. Método de comunicación eléctrica: conexión individual multipol fielbus ASI 2. La función de la válvula: doble presión placa de reserva placa de relevador 3. El tipo de accionamiento manual adicional: por pulso enclavado

17 Electroválvulas E - 17 Flexibilidad Montaje de las válvulas sobre elementos móviles Accionamiento auxiliar manual Para conmutar manualmente durante los trabajos de ajuste y puesta en marcha Instalación sencilla Conector preconfeccionado con cable, diodo luminoso, circuito de protección o para confección propia del usuario Potencia Caudal de hasta 3000 l/min Dimensiones compactas Micro: ancho de 10 mm Mini: ancho de 14 mm Midi: ancho de 18 mm Maxi: ancho de 24 mm Numerosas variantes Válvulas de 3/2, de 5/2 y d 5/3 vías Con o sin conexión de aire auxiliar de mando Posición normal abierta o cerrada Tensión de corriente continua de 24 V Válvulas de impulsos

18 Electroválvulas E - 18 Montaje en batería sin

19 Electroválvulas E - 19 Montaje individual con con

20 Electroválvulas E - 20 Una instalación sencilla lista para trabajar Con conexiones individuales es versátil a cualquier tecnología de control

21 Electroválvulas E - 21 Conclusión. En un mundo en que los recursos cada día se vuelven más caros por su escasez, es inevitable la optimización de aquellos con los que se cuentan. Esto sin duda llevara al desarrollo y mejoramiento de todos los medios de producción, permitiendo al productor mantenerse en el mercado. Las válvulas compactas no solo reducen los costos, sino además permiten reducir el costo total de la maquinaria eliminando los excesos de dimensionamiento de las máquinas y de gabinetes de control, además de reducir los costos de producción por el aumento en la velocidad de respuesta y accionamiento las válvulas. En el futuro podemos esperar el mejoramiento de cada uno de los componentes de maquinaria, pero estaremos preparados para adecuar estos mejoramientos en nuestras máquinas?. Festo le invita a continuar en nuestro circulo de conferencias técnicas donde le informaremos constantemente de los cambios y novedades más importantes que se desarrollen en el área de automatización neumática.

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