La neumática (del griego πνεῦμα "aire") es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.
Mandos neumáticos
Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por:
- Elementos de información.
- Órganos de mando.
- Elementos de trabajo.
- Elementos artísticos.
Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el fluido de forma prestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido.
En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo neumático (cuervo).
Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos, electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales.
La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.
Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.
Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:
- Distribuir el fluido
- Regular caudal
- Regular presión
Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o almacenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma DIN/ISO 1219 conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions Oléohydrauliques et Pneumatiques).
Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:
- Válvulas de vías o distribuidoras
La válvula se representa por una serie de cuadrados, cada cuadrado de la válvula representa una posición que la válvula puede adoptar. Lo más común es encontrarse con válvulas de dos posiciones. Cuando se representa una válvula en un esquema o plano neumático, siempre se hace respecto a su posición de reposo o inicial, nos referimos a las líneas externas que representan los tubos de conexión y que aquí no estarán dibujadas para no confundir.
Las vías se dibujan en el interior de cada posición o cuadrado. Las vías que se hallen cerradas, se representan con una T, y las vías conectadas entre sí las veréis unidas por una línea con una o dos flechas. Las flechas nos indican el sentido de circulación del aire, de aquí podemos deducir que dos flechas nos informan de doble sentido de circulación del aire.
Ahora bien, hemos dicho "líneas cerradas", esto entendido literalmente no es correcto. Estas líneas pueden ser tubos que sean de escape, con lo cual, habrá que hacerle el dibujo correspondiente; o bien, pueden ser tubos que lleven a la red de aire, a lo cual, habrá que hacerle su dibujo externo. De todos modos, en el símbolo de la válvula se representa con una T.
En la sección de simbología, disponéis de los dibujos a los que hacemos referencia.
Ahora, vamos a liarlo un poco más. Antiguamente las vías estaban representadas o nombradas con letras mayúsculas; en la actualidad esto no sucede, se nombran con números. Pero, independientemente que nos encontremos planos antiguos o actuales, siempre veremos esta nomenclatura escrita en la posición de reposo o inicial, y NUNCA, se vuelve a escribir la nomenclatura en la otra u otras posiciones, principalmente para no complicar la comprensión del plano o esquema.
Así, nos encontramos con diferentes tipos de válvulas, por ejemplo, la válvula 2/2. Pero en este 2/2, ¿qué significa cada 2? Perfecto, vamos a explicarlo. El primer 2, nos indica el número de vías, y el segundo 2, nos dice el número de posiciones. Otro ejemplo más claro: La válvula 3/2, es una válvula de tres vías y dos posiciones.
Con estas sencillas explicaciones, ya podemos entender que significan los símbolos que están dibujados en la sección de simbología.
Las vías se dibujan en el interior de cada posición o cuadrado. Las vías que se hallen cerradas, se representan con una T, y las vías conectadas entre sí las veréis unidas por una línea con una o dos flechas. Las flechas nos indican el sentido de circulación del aire, de aquí podemos deducir que dos flechas nos informan de doble sentido de circulación del aire.
Ahora bien, hemos dicho "líneas cerradas", esto entendido literalmente no es correcto. Estas líneas pueden ser tubos que sean de escape, con lo cual, habrá que hacerle el dibujo correspondiente; o bien, pueden ser tubos que lleven a la red de aire, a lo cual, habrá que hacerle su dibujo externo. De todos modos, en el símbolo de la válvula se representa con una T.
En la sección de simbología, disponéis de los dibujos a los que hacemos referencia.
Ahora, vamos a liarlo un poco más. Antiguamente las vías estaban representadas o nombradas con letras mayúsculas; en la actualidad esto no sucede, se nombran con números. Pero, independientemente que nos encontremos planos antiguos o actuales, siempre veremos esta nomenclatura escrita en la posición de reposo o inicial, y NUNCA, se vuelve a escribir la nomenclatura en la otra u otras posiciones, principalmente para no complicar la comprensión del plano o esquema.
Así, nos encontramos con diferentes tipos de válvulas, por ejemplo, la válvula 2/2. Pero en este 2/2, ¿qué significa cada 2? Perfecto, vamos a explicarlo. El primer 2, nos indica el número de vías, y el segundo 2, nos dice el número de posiciones. Otro ejemplo más claro: La válvula 3/2, es una válvula de tres vías y dos posiciones.
Con estas sencillas explicaciones, ya podemos entender que significan los símbolos que están dibujados en la sección de simbología.
- Válvulas de bloqueo
Este tipo de válvula esta diseñada para que deje fluir el aire en un sentido, mientras bloquea el sentido contrario.
Aquí podéis observar representadas los tres tipos de válvula antirretorno que existen. El símbolo de la derecha representa una válvula antirretorno pilotada. La diferencia que tiene respecto a los otros dos tipos, es que cuando no esta siendo pilotada actúa como una válvula antirretorno normal, mientras que cuando se la comanda o pilota, permite el paso del fluido en el sentido contrario.
En cambio, los otros dos símbolos, representan a válvulas antirretorno que solo admiten un sentido de paso de fluido o aire. El símbolo central, quiere decir que funciona con un muelle.
Las válvulas antirretorno se colocan antes que las válvulas de distribución, de esta forma protege al circuito de posibles cortes de aire y de interferencias entre componentes.
Aquí podéis observar representadas los tres tipos de válvula antirretorno que existen. El símbolo de la derecha representa una válvula antirretorno pilotada. La diferencia que tiene respecto a los otros dos tipos, es que cuando no esta siendo pilotada actúa como una válvula antirretorno normal, mientras que cuando se la comanda o pilota, permite el paso del fluido en el sentido contrario.
En cambio, los otros dos símbolos, representan a válvulas antirretorno que solo admiten un sentido de paso de fluido o aire. El símbolo central, quiere decir que funciona con un muelle.
Las válvulas antirretorno se colocan antes que las válvulas de distribución, de esta forma protege al circuito de posibles cortes de aire y de interferencias entre componentes.
Válvulas simultáneas. Las válvulas simultáneas tienen dos entradas, una salida y un elemento móvil, en forma de corredera, que se desplaza por la acción del fluido al entrar por dos de sus orificios, dejando libre el tercer orificio. Sí solamente entra fluido por un orificio, el orificio que debería dejar paso al fluido, queda cerrado.
Válvulas selectivas.
Las válvulas selectivas tienen 2 entradas y una salida. Su elemento móvil suele ser una bola metálica. Cada una de las entradas esta conectada a un circuito diferente, por este motivo se llaman válvulas selectivas. Este tipo de válvula se utiliza cuando deseamos accionar una máquina desde más de un sitio de mando. El funcionamiento es sencillo de entender, si entra aire por una entrada, la bola se desplazará obturando la otra entrada y dejando salir el fluido por la salida. Alguien se preguntará que sucede si se da la casualidad de que entre aire por las dos entradas a la vez, pues se cerrará la que menos presión tenga, y si tiene igual presión continuará cerrada la salida porque esta no es la condición de servicio de la válvula.
Válvulas de escape.
Este tipo de válvulas tiene dos funciones que desempeñar. Uno para liberar el aire lo antes posible, pues sí el aire tiene que pasar por gran cantidad de tubería, tardaría mucho en salir al exterior. La otra utilidad, es que a veces quedan restos de presión en las tuberías, lo cual facilita que se den errores de funcionalidad en el circuito, con este tipo de válvula se elimina esta posibilidad.
Válvulas de presión Las válvulas de alivio se pueden encontrar a nivel industrial, comercial y doméstico. En general en cualquier lugar donde circule o se mantenga un fluido que esté sometido a cambios de presión y/o temperatura se puede observar este tipo de válvulas.
Entre los ejemplos más comunes y a la vista de todos nosotros están los calentadores de agua. Las válvulas de alivio instalados en los calentadores o en la línea del calentador están diseñadas para abrirse y liberar la presión en caso de que la presión supere los 120-150 PSI (8-10 bar) para evitar una explosión en caso de fallo del termostato.
En la industria también sobran los ejemplos como los compresores de aire o estaciones de reducción de presión para suministro de gas natural.
Otros usos habituales de estas válvulas son el alivio de presión en un bloqueo en el sistema de impulsión de una bomba, o para aliviar el aumento de presión debido a una expansión térmica de un fluido confinado en un sistema cerrado.
A nivel industrial no todas las válvulas liberan el fluido al exterior, en el caso de gases o líquidos peligrosos la liberación se hace hacia contenedores especiales.
Las válvulas de alivio de presión también son utilizadas para controlar procesos, en estos casos las válvulas actúan enviando los fluidos a determinados lugares dependiendo de presión del sistema.
Tipos
Mecánicos
Válvula de alivio para calentadores de agua.
El mecanismo de alivio consiste en un tapón que mantiene cerrado el escape. Un resorte conserva este tapón en posición evitando que el fluido se escape del contenedor o tubería. Cuando la presión interna del fluido supera la presión del resorte el tapón cede y el fluido es expulsado a través del escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.
El umbral de presión que determina el punto de liberación del fluido se ajusta aumentando o reduciendo la presión que el resorte ejerce sobre el tapón con un tornillo que lo atraviesa por su centro.
Válvula de alivio para oxígeno.
Las válvulas de alivio de presión y temperatura tienen un segundo mecanismo para liberar la presión que es activado cuando se alcanza determinada temperatura. Estás válvulas se abrirán cuando ocurra uno de estos dos eventos: presión por arriba del umbral o temperatura por arriba del umbral, lo que ocurra primero.
Eléctricos
Las válvulas eléctricas de alivio cuentan con los dos módulos, un presostato y una electroválvula. El presostato se puede ajustar para que dispare la electroválvula a la presión deseada.
Electrónicos
Los sistemas más avanzados en lugar de un presostato tienen un transductor de presión que envía una señal a un cuarto de control. Aquí un operador de manera manual o programando una computadora decide a que presión se abra o cierre la electroválvula.
- Válvulas de caudal
- Válvulas de cierre
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