regulación de la presión por una válvula n.c

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

1 1

EXPLICACIÓN DE LA REGULACIÓN DE LA PRESIÓN


2

En los «álbumes de fotos» de esta página en facebook encontrará la información publicada por «Oleohidráulica Industrial»

https://www.facebook.com/pages/OLEOHIDR%C3%81ULICA-INDUSTRIAL/141154685899979?sk=photos_albums

















3 3

PREVIAMENTE PUEDEN VER:

Clasificación de las Válvulas de Presión de Acción Directa:Página: https://www.facebook.com/photo.php?fbid=695869407095168&set=a.377396325609146.115252.141154685899979&type=3&theater

Grupo: https://www.facebook.com/groups/ofertas.oleohidraulica/594214053934099/


(Pilotaje interno / Drenaje interno)Página: https://www.facebook.com/photo.php?fbid=703667856315323&set=a.377396325609146.115252.141154685899979&type=3&theater

Grupo: https://www.facebook.com/groups/ofertas.oleohidraulica/599763670045804/

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=695869407095168&set=a.377396325609146.115252.141154685899979&type=3&theater



















https://www.facebook.com/groups/ofertas.oleohidraulica/594214053934099/


































4

EXPLICACIÓN DE UNA VISIÓN SIMBÓLICA TRADICIONAL


5

Su Simbología



6

Su Simbología

Está cerrada



7

Su Simbología

Está cerrada


8

Su Simbología

Está abierta


9

Su Simbología

La válvula se abre y comienza la Regulación de una presión Ps limitando su subida.

Está abierta


10

Su Simbología

Para interpretar simbólicamente esta Regulación según la simbología tradicional.


11

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías


12

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado


13

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado, que pretende abrirse por el efecto de la presión de su entrada


14

Su Simbología

Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado, que pretende abrirse por el efecto de la presión de su entrada, al vencer, la fuerza de un muelle previamente ajustada y la presión que hay a su salida, a través de su drenaje interno.



15

Su Simbología

E interpretando, a su vez, su capacidad reguladora al poder establecer posiciones de apertura indeterminadas a una presión, más o menos, constante. [Fuente de Presión]



16

PERO EXISTE UNA INTERPRETACIÓN ORTODOXA DE SU SIMBOLOGÍA QUE RESALTA SU PODER REGULADOR.

(AUNQUE NO SE SUELE USAR)


17

Su Simbología

Para interpretar simbólicamente esta Regulación según esta simbología ortodoxa.


18

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías


19

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado


20

Su Simbología


Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado, que pretende abrirse por el efecto de la presión de su entrada


21

Su Simbología

Comenzamos por interpretar que es un elemento de dos vías, que está normalmente cerrado, que pretende abrirse por el efecto de la presión de su entrada, al vencer, la fuerza de un muelle previamente ajustada y la presión que hay a su salida, a través de su drenaje interno.



22

Su Simbología


E interpretando, a su vez, su capacidad reguladora al poder establecer posiciones de apertura indeterminadas a una presión, más o menos, constante. [Fuente de Presión]


23

Su Regulación

Es decir:

2

:que forma talde ajustada,presión de diferencia la controla Que

Qv Rv Pd - Ps

Pd - Ps

⋅=


24

Su Regulación

Siendo Rv una resistencia variable autoregulada por la válvula

2

:que forma talde ajustada,presión de diferencia la controla Que

Qv Rv Pd - Ps

Pd - Ps

⋅=


25

Su Regulación

Rv

Pd - Ps

control. alrealizar t para variablearesistenci la ndoautoajusta

presión de diferencia la de control el te,precisamen ,establecer Para

2

Siendo

Qv

Pd - Ps Rv

: Rv

=

Siendo Rv una resistencia variable autoregulada por la válvula


26

Qv - Qb Qs

Qv Qs

Ps

válvulala decaudal del depende quecaudal el

élpor circular que tener al sistema elen establece se quepresión la así Limitando

=

Limitando la Ps que se establece en el Sistema

Su Regulación


27

Rv

Pd-Ps Qv

Qv

Pd- Ps Rv

Rv

Qv Ps

:bien o2

regulando está que

propio del te,directamen también,depende que una Pero

=

=

Una Ps que se establece en el Sistema

Su Regulación


28

Todo este galimatías intentaremos explicarlo con otro tipo de diagrama o representación para explicar el funcionamiento de esta válvula en este esquema.

Su Regulación


29

Su Regulación


30

Su Regulación

Caudal del sistema Qs

RsResistencia del sistema

Presión del drenaje Pd

PsPresión del sistema

Presión de ajuste Pa

(Ps – Pd)Dif. PresiónVálvula

Constantes de la válvula Sp y Km

(Pf – Pi)Dif. Presión Regulación

Constante del sistema Qb

QvCaudal de la válvula

Resistencia variable Rv

Constante de la válvula Sa

∆xApertura de la válvula

Sección pilotaje Sp y constante de muelle Km

Sección de apertura Sa


RdResistencia del drenaje

Caudal de la bomba Qb


31

Su Regulación




2QsRs Ps ⋅=


32






Pd - Ps Pd) - (Ps =

Su Regulación


33

Su Regulación








Pa-Pd)-(Ps Pi-Pf ;Sp10

xKm Pi - Pf

;Sp10

xKm Pa Pd Ps

xKmxKmSpPd10 SpPs10

:entonces

:que puestoy

=⋅

∆⋅=

⋅∆⋅++=

∆⋅+⋅+⋅⋅=⋅⋅


34

Su Regulación












35

( )Km

SpPi - Pf10 x

Sp10

xKm Pi -Pf

: Luego

:que vistoHemos

⋅⋅=∆

⋅∆⋅=

Su Regulación











36

Su Regulación














22

2:comoy

x defunción es apertura desección La

Sa Rv

QvRv Pd-Ps ;Pd-Ps

Sa Qv

xx)2 d(K Sa

:

⋅=

⋅=⋅⋅=

∆⋅∆⋅−⋅⋅=∆

αδ

δα

π


37

Su Regulación











Rv

Pd - Ps Qv

:que Puesto

=


38

Su Regulación

Qv-Qb Qs

:Por tanto

=











2

Y

QvRd Pd ⋅=


39

Su Regulación



















Cerrándose el característico círculo de regulación


40

Su Regulación

Caudal del sistema Qs = 0

Rs = 99999Resistencia del sistema








Qv = QbCaudal de la válvula

Resistencia variable Rv Mínima







Presión de taraje Pt


En el caso especial de la Presión de taraje. Pt

Entonces: Qv = Qb y Qs = 0 y Rs =99999



41

Su Regulación












Sólo son un reflejo de la anterior relación para abrir un nuevo camino al haberse cerrado con Rs = infinta y Qs = 0 el anterior camino.

Rv

Pd - Ps Qv

:que Puesto

=



42

Su Regulación












Rv

Pd - Ps Qv

:que Puesto

=

2

y

QvRv Pd - Ps ⋅=




43

Su Regulación












Pd-Pd) -(Ps Ps

y

=




44

ESTO LO PODEMOS PONER A PRUEBA EN LA SIMULACIÓN DE LA VÁLVULA NORMALMENTE CERRADA DE ACCIÓN DIRECTA

EN MODO DE REGULACIÓN

PARA ELLO NOS APOYAREMOS EN ESTA “HOJA DE CÁLCULO”















45

Tras los crédito en la hoja 00_Créditos

Explicación de la Regulación de una Válvula de Presión N.C.


46

Y los formatos de colores en la hoja 0- Colores



47

Pasamos a la hoja de DATOS INICIALES



48

Qb =15 Qb = 15

Qb = 15

Donde, al proponer un caudal de 15 l/m , vemos como el programa nos ajusta un caudal de utilización de bomba de 15 l/m . Y, al proponer una presión inicial de 75 bars , conseguimos una presión de taraje Pt = 90 bars.

Pt = 90



49

Con lo cual pasamos a ver la hoja ‘PRUEBAS Rs’



50

Con lo cual pasamos a ver la hoja ‘PRUEBAS Rs’Donde vemos como Rv es infinita pues aún está cerrada la válvula sin haber Regulación por ser Rs = 0Manteniéndose así hasta que…



51


Rs = 2.66

Ps = 87Qs = 5,66

Qv = 9,34 Pd = 0

Al ajustar una Rs = 0,34 comienza a abrir siendo: Qs = 14,94 y Qv = 0,06 y Rv = 21.001,5543 ; habiéndose superado en 1 bar la presión inicial de 75 bars. Ps = 76

Rd = 0


52


Rs = 2.66

Ps = 87Qs = 5,66

Qv = 9,34 Pd = 0

Pero al ajustar una Rs = 2,66 se nos establece una presión Ps = 87 y Pd = 0 al haber ajustado una Rd = 0 mientras continua siendo la presión de taraje Pt = 90 . En estas circunstancias la válvula está abierta y pasa por ella un caudal Qv = 9,34 siendo, por tanto, Qs = 5,66.

Rd = 0


53


Rs = 2.66

Ps = 87Qs = 5,66

Qv = 9,34 Pd = 0

La válvula está regulando. Ha autoajustado una Rv = 0,9975 .

Rd = 0

Rv = 0,9975

Pt = 90


54


Rs = 2,66

Ps = 102Qs = 6,10

Qv = 8,90 Pd = 15

Si ahora ajustamos una Rd = 0,19 vemos como cambia todo a excepción de que se intenta mantener la diferencia de presión (Ps – Pd) = 87 . Pero desde luego Ps pasa a ser Ps = 102 y Pt = 133

Rd = 0,19

Rv = 1,0958

Pt = 133


55

Analicemos los cambios

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora


56


Al subir la resistencia Rd, lógicamente sube la presión Pd

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube


57

Sube


Y en principio también sube Ps. Ahora bien si sube Ps y no se ha modificado la Rs eso implica que también sube Qs , con lo cual aún se facilita más la subida de Ps

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube

Sube

Constante


58


Si bien ha subido Ps como consecuencia de la subida de Pd no ocurre así con la diferencia (Ps – Pd) que, aunque varíe poco, debe variar algo al disminuir el Qv por haber subido el Qs

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube

Constante

Baja

Baja SubeSube


59


Pues bien, esa ligera bajada de (Ps – Pd) nos da como resultado una bajada del (Pf – Pi) al mantenerse constante la presión de ajuste Pa = 75

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube

Constante

Baja

Baja

Baja

SubeSube


60


Haciendo que baje la apertura de la válvula (se cierra un poco), lo que provoca que, por tanto, su resistencia variable Rv suba ajustando y ajustándose al descenso de Qv propiciado por la subida de Qs al subir Ps y no haber cambiado Rs

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube

Constante

Baja

Baja

Baja

Sube

Baja

SubeSube


61


Cerrándose así el círculo

(característico de toda autoregulación)

















8,895

9,339

86,74

87,01

0, 19

0,00

6,10

5,66

11,74

12,01

0,21019

0,21558

1,0958

0,9975


15

0

2,66

2,66

101,74

87,01


Antes

Ahora

Sube

Constante

Baja

Baja

Baja

Sube

Baja

SubeSube


62

ANÁLISIS DE LA PRESIÓN DE TARAJE Y SU VARIACIÓN

TAMBIÉN PARA ELLO NOS APOYAREMOS EN ESTA “HOJA DE CÁLCULO”















63


Rs=9999999999INFINITA

Ps = 90Qs = 0

Qv = 15 Pd = 0

Donde al ajustar una Rs = 99999999 osease: INFINITA y tener Rd = 0 con Pd = 0 se nos establece la presión Ps = 90 igual a la presión de taraje Pt = 90 ; pues precisamente esa es la definición de presión de taraje: la presión del sistema cuando todo el caudal pasa por la válvula de presión. En nuestro caso Qs = 0 y Qv = 15

Rd = 0


64


Rs=9999999999INFINITA

Ps = 90Qs = 0

Qv = 15 Pd = 43

Pero al ajustar una Rs = 99999999 osease: INFINITA y tener Rd = 0,19 con Pd = 43 se nos establece la presión Ps = 133 igual a la presión de taraje Pt = 133 que también cambia ; pues precisamente esa es la definición: “Presión de taraje es la presión del sistema cuando todo el caudal pasa por la válvula de presión”.

Rd = 0


65

90


Caudal del sistema Qs=0

Rs= infinitaResistencia del sistema







Qv = 15Caudal de la válvula








15

15

90

90

0, 19

0,00

0

0

15

15

0,27487

0,27487

0,4014

0,4014


43

0

####

####

133

90



90

Que como se ve es entonces: cuando está a su presión de taraje; cuando la válvula está realmente estabilizada. No provocándose en ella ningún cambio salvo la suma de su presión de drenaje (o de salida) a la presión de taraje primigenia.


66


Estableciéndose lo que siempre se ha dicho de este tipo de válvulas: “Que su presión de taraje Pt es igual a la presión de taraje inicial Pt0 [o en origen cuando Pd = 0] más la presión de su salida (drenaje interno), osease, más Pd.

Pd Pt Pt 0 +=


67

Es instructor de «Automatización Oleohidráulica»En el Centro de Formación Profesional para el Empleo de Avilés

Carlos Muñiz Cueto [email protected]

regulación de la presión por una válvula n.c

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