válvulas de caudal · estranguladores más comunes son los chiclés. ! la característica básica...

Válvulas de caudal

Válvulas reguladoras de caudal y direccionales

Departament de Mecànica de fluids Secció de Terrassa

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA

Introducción   El producto de caudal y presión es la potencia transferida por el

fluido en la sección de salida del sistema.   El control de la presión afecta al nivel de energía potencial del

fluido en el interior del sistema y resulta útil para regular el esfuerzo que realizaran los actuadores.

  El control sobre el caudal regula la cantidad de fluido que pasa por un punto del sistema por unidad de tiempo y sirve para regular la velocidad.

Introducción



VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL

FUNCIÓN: EN CIRCUITOS CON BOMBAS DE CAUDAL FIJO EVITAR QUE TODO EL CAAUDAL DE LA BOMBA LLEGUE ALCTUADOR, Y POR TANTO REGULAR LA VELOCIDAD.

TIPOS   ESTRANGULADOR   VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL COMPENSADAS EN

PRESIÓN DE 2 VIAS   VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL COMPENSADAS EN

PRESIÓN DE 3 VIAS



  Las válvulas reguladoras de caudal VRQ pueden ser:   Ajustables y no ajustables desde el exterior.   Compensadas y no compensadas en presión.   Las válvulas compensadas pueden ser de dos y de tres vías.

  Las válvulas direccionales VCD:   Permiten el control del sentido de movimiento.   Están formadas por una serie de vías que se conectan con cada uno de sus

puertos según su posición de trabajo.   Se nombran por el número de vías y posiciones.

Introducción



Válvulas estranguladoras   La forma más sencilla de regular el caudal es mediante un estrangulamiento. Los

estranguladores más comunes son los chiclés.

  La característica básica de un estrangulamiento es que el caudal de paso depende de la caída de presión y de la viscosidad del fluido de trabajo.

  Cualquier variación de la carga aplicada induce un cambio en la diferencia de presión. En una válvula ajustable puede compensarse de forma manual actuando sobre el mando de regulación.

  ESTRANGULA EL PASO DEL ACEITE HASTA CREAR UNA PERDIDA DE PRESIÓN QUE PERMITE DESCARGAR EL ACEITE SOBRANTE POR LA VLP.

  LA PERDIDA DE PRESION DEPENDE DE LA CARGA DEL ACTUADOR, Y POR TANTO, SI ESTA CAMBIA, VARIA EL CAUDAL.

  SE PUEDE COLOCAR A LA ENTRADA DEL ACTUADOR SI LA CARGA ES RESISTIVA O A LA SALIDA SI ES A FAVOR DEL MOVIMIENTO.



ESTRANGULADOR BIDIRECCIONAL



  La regulación de velocidad se realiza en un sólo sentido si se incorpora una válvula antirretorno en paralelo.

  La válvula puede conectarse a la entrada o a la salida del actuador.

Curvas características de varios estranguladores. Tamaños nominales 6-30 (100% abierta).



C-C tipo de un estrangulador regulable no compensado en función del grado de apertura. (Dcha) flujo directo. (Izda) flujo inverso a través del antirretorno.



Válvulas VRQ compensadas en presión

  Se han de emplear válvulas compensadas cuando se precisa que las variaciones en la presión de trabajo no afecten al caudal regulado.

  Un regulador de caudal compensado es un dispositivo compuesto de: o  un orificio, regulable o no, que controla el caudal; y o  un hidrostato, normalmente formado de un pistón compensador adaptable

según las variaciones de presión entre la entrada y la salida de la válvula.

Válvulas de caudal/ Válvulas compensadas



Válvulas de dos vías   Si por cualquier causa aumentase la

presión p0, también aumentaría pR y en consecuencia pC. Tras ello, la corredera se desplazará a la izquierda estrangulando más el paso Z compensando el aumento de p0 con una mayor caída de presión.

  De forma análoga, si p0 disminuye, la corredera se desplazará en el sentido de disminuir la pérdida de presión en Z.

Válvulas de caudal/ Válvulas compensadas/ Dos vías



  El regulador de caudal de dos vías puede emplearse en derivación o en serie.

  También están disponibles válvulas de dos vías con una válvula de seguridad integrada en el mismo cuerpo (lo que no las convierte en válvulas de tres vías).

Válvulas de caudal/ Válvulas compensadas/ Dos vías

El caudal de regulación está comprendido entre 6 y 32L/min



Representación temporal de la regulación de caudal obtenida por una válvula compensada de dos vías. QR es el caudal regulado y QB el de la bomba.

La presión en impulsión aumenta hasta abrir la limitadora y evacuar el exceso de caudal.

La posición del hidrostato, x, varía con la presión p1 a fin de mantener en caudal regulado prácticamente constante.

0

2

4

6

8

10

12

14 p

imp p

1

p [MPa]

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

x [mm

]

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,50

15

30

45

60

75

90

105 QR

QB

QVLP

t [s]

Q [L/min

]



VALVULA REGULADORA DE CAUDAL DE 2 VIAS COMPENSADA   ESTRANGULA EL PASO DEL ACEITE HASTA CREAR UNA PERDIDA DE

PRESIÓN QUE PERMITE DESCARGAR EL ACEITE SOBRANTE POR LA VLP.

  ESTA CONSTUTIDA DE UN ESTRANGULADOR +VALVULA

REDUCTORA   SI CAMBIA LA CARGA, LA REDUCTORA REDUCE MENOS, DE

MANERA QUE LA PERDIDA DE PRESÍON EN EL ESTRANGULADOR ES CONSTANTE, Y EL CAUDAL ES CONSTANTE

  SE PUEDE COLOCAR A LA ENTRADA DEL ACTUADOR SI LA CARGA ES

RESISTIVA O A LA SALIDA SI ES A FAVOR DEL MOVIMIENTO



Válvulas de tres vías

  El funcionamiento es equivalente a la de dos vías pero con la diferencia que el caudal sobrante es desviado al depósito.

  Su uso es indicado cuando se estima un consumo de potencia excesivo ya que, mientras las válvulas de dos vías desalojaban el exceso de caudal a través de una válvula limitadora de presión, éstas lo hacen a una presión cercana a la de trabajo.

  Son más caras.



VALVULA REGULADORA DE CAUDAL DE 3 VIAS COMPENSADA

  ESTRANGULA EL PASO DEL ACEITE HASTA CREAR UNA PERDIDA DE PRESIÓN QUE PERMITE DESCARGAR LA VALVULA LIMITADORA PROPIA, NO LA DEL SISTEMA.

  ESTA CONSTITUIDA DE UN ESTRANGULADOR +VALVULA

LIMITADORA   SI CAMBIA LA CARGA, LA LIMITADORA ABRE MAS, DE MANERA QUE

LA PERDIDA DE PRESÍON EN EL ESTRANGULADOR ES CONSTANTE, Y EL CAUDAL ES CONSTANTE

  SOLO SE PUEDE COLOCAR A LA ENTRADA DEL ACTUADOR, Y POR

TANTO NO SE PUEDE UTILIZAR EN CARGAS A FAVOR DEL MOVIMIENTO.



  El aceite entra a presión p0, saliendo a través del estrangulador E a presión p1.

  El caudal sobrante se deriva a tanque por medio del estrangulador Z.

  Se entiende que estas válvulas no pueden utilizarse en paralelo por su propia concepción.

Esquema tipo de una válvula reguladora de caudal de tres vías (en el marco). Se

adjunta el grupo impulsor y la capacidad asociada la sistema.



VRC 2VIAS

VRC 3VIAS

COMPENSADOR



CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO ESTR/COMP.2V/COMP.3V



Válvulas de prioridad

  La válvula de prioridad es similar a una válvula de tres vías.   Las válvulas de prioridad son usadas cuando una sola bomba ha de

suministrar caudal a dos o más circuitos siendo uno de ellos prioritario.   Por ejemplo: en la alimentación de motores para bombas de refrigeración,

sistemas de freno o de dirección asistida, etc., cuando las otras funciones pueden esperar por razones de urgencia o seguridad.



  El caudal principal se regula mediante la válvula de aguja (1) y es compensado en presión por el hidrostato (2) y el muelle (3).

  El desplazamiento de la corredera (4) a la izquierda permite el desalojo del caudal secundario cuando se ha satisfecho la demanda principal.



COLOCACION REGULADORES DE CAUDAL

REGULACION EN LA ENTRADA VENTAJAS

NO HAY MULTIPLICACION DE PRESION EN CILINDROS NI PRESION EN AMBAS CARAS DE MOTORES HIDRAULICOS

INCONVENIENTES NO IMPIDE UN EVENTUAL EMBALAMIENTO DE LA CARGA PUESTO QUE NO HAY NINGUNA RETENCION A LA SALIDA DEL ACTUADOR

LAMINA ACEITE QUE SOBRA A LA PRESION DE TARAJE DE LA VALVULA DE SEGURIDAD. MAS CALENTAMIENTO Y MAS GASTO.



CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO REG.ENTRADA



EJEMPLO REGULACION ENTRADA



COLOCACION REGULADORES DE CAUDAL REGULACION EN LA SALIDA VENTAJAS

IMPIDE UN EVENTUAL EMBALAMIENTO DE LA CARGA PUESTO QUE HAY UNA RETENCION A LA SALIDA DEL ACTUADOR

INCONVENIENTES

HAY MULTIPLICACION DE PRESIONES EN CILINDROS Y PRESION EN AMBAS CARAS DE MOTORES HIDRAULICOS

LAMINA EL ACEITE QUE SOBRA A LA PRESION DE TARAJE DE LA VÁLVULA DE SEGURIDAD. MAS CALENTAMIENTO Y MAS GASTO



CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO REG.SALIDA



EJEMPLO REGULACION SALIDA



COLOCACION REGULADORES DE CAUDAL

REGULACION POR SUSTRACCION VENTAJAS

NO HAY MULTIPLICACION DE PRESIONES EN CILINDROS NI PRESION EN AMBAS CARAS EN MOTORES HIDRAULICOS

LAMINA ACEITE A LA PRESION DE TRABAJO. MENOS CALENTAMIENTO Y MENOS GASTO.

PERMITE REGULAR CON REGULADORES MAS PEQUEÑOS, IMPORTANTE SI SE TRATA DE REGULADORES COMPENSADOS.

INCONVENIENTES

NO IMPIDE UN EVENTUAL EMBALAMIENTO DE LA CARGA PUESTO QUE NO HAY NINGUNA RETENCION A LA SALIDA DEL ACTUADOR (SIEMPRE EN LA ENTRADA DEL ACTUADOR)

MENOS PRECISION EN LA REGULACION SI UTILIZAMOS REGULADORES NO COMPENSADOS.



CONDICIONES DE FUNCIONAMIENTO SUSTRACCION



EJEMPLO VRC2V EN DPC-130


UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA EJEMPLO VRC3V EN SD-6



EJEMPLO VRC 2 VIAS



EJEMPLO VRC 3 VIAS



FIN ?

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