Aplicación de seguridad de válvula de aire de tres posiciones

A menudo surge la confusión cuando se utilizan válvulas de tres posiciones con cilindros de doble acción en aplicaciones de cilindros de parada de emergencia y jog. Con demasiada frecuencia, se les pide a los diseñadores que proporcionen estas operaciones cuando no son necesarias y no son conscientes de la complejidad y el costo adicionales que se requieren.

Cada aplicación de 3 bits debe verificar cuidadosamente lo siguiente:
• ¿Es necesario detener el cilindro a mitad de carrera?
• ¿Necesito mover el cilindro, extenderlo o retraerlo?
• ¿Es absolutamente necesaria una parada de emergencia del cilindro durante la extensión o la retracción?

La aplicación incorrecta de una válvula de aire de tres posiciones para cumplir con estos requisitos puede crear riesgos de seguridad adicionales durante la puesta en marcha o el mantenimiento. Esta discusión señalará estos peligros.

bloquear todos los puertos

Una válvula con todos los puertos bloqueados en la Figura 1 se usa a menudo para detener o impulsar un cilindro a mitad de carrera. Cuando llegue el momento de detenerse o trotar a mitad de carrera, tenga en cuenta que cuando el carrete está centrado, el aire puede quedar atrapado en el cilindro. Por lo tanto, las fugas en las juntas, en los sellos del pistón o del vástago, o en la propia válvula, pueden hacer que el cilindro se desvíe. Además, el aire aún puede quedar atrapado en el cilindro cuando se expulsa a través de la válvula de bloqueo y escape; por ejemplo, un cilindro montado verticalmente soporta una carga. Cuando el cilindro está abierto, la carga puede caer inesperadamente.

Finalmente, si la válvula de escape de enganche se abre durante el arranque, la condición de bloqueo central no permite que el aire regrese al cilindro. Cuando se aplica presión total a la válvula y se acciona la válvula, la primera carrera del cilindro puede ser a alta velocidad debido a la falta de aire en el cilindro. Esta activación descontrolada puede provocar daños internos en el cilindro, la máquina o ambos.

En los dos primeros casos, la acción suele ocurrir cuando menos se espera. Si debe proporcionar una parada de emergencia o jog, puede usar una válvula con un puerto de cilindro que abre el puerto de escape, Figura 2. El estado del cilindro de escape no permite que el cilindro mantenga su posición frente a cargas externas. Sin embargo, si el vástago del pistón del cilindro es empujado o tirado de su posición normal extendida o retraída, el accionamiento de la válvula puede resultar en un accionamiento descontrolado, lo que resulta en una falta de aire presurizado en el cilindro que provoca un movimiento rápido del cilindro.

Puerto de admisión al puerto del cilindro

Proporcionar la misma presión a ambos lados del pistón en un cilindro de una sola varilla (Figura 3) produce fuerzas de salida desiguales, lo que hace que la varilla del pistón se extienda. A veces se instala un regulador en la línea de aire que proporciona presión al extremo de la culata para equilibrar las fuerzas. Sin embargo, esto sería una aplicación incorrecta del regulador, ya que los ciclos de presión repetidos podrían provocar una falla prematura del regulador. Además, esta configuración no puede utilizarse para soportar cargas verticales.

Escape abierto del puerto del cilindro

Con la presión doble aplicada, este circuito (Figura 4) proporciona presión adicional al sistema para superar las fugas en juntas, válvulas y sellos del vástago. La válvula de retención proporciona contrapresión al cilindro para ayudar a resistir las cargas externas. Cada válvula de retención también protege al regulador de cargas de inercia repentinas.

Un regulador de presión independiente permite el ajuste del diferencial de área del pistón y la carga vertical. Cuando se abre la válvula de escape con pestillo durante el arranque, el aire fluye hacia ambos extremos del cilindro para evitar el movimiento de sobrevelocidad cuando la válvula se acciona por primera vez.

PRECAUCIÓN: es posible que aún quede aire atrapado en el cilindro a medida que se expulsa a través de la válvula de bloqueo y escape. Cuando las líneas del cilindro se abren o desconectan, el cilindro vertical que soporta la carga puede caer inesperadamente. Las máquinas que requieren este método de control no deben integrarse en el conjunto del colector. Deben conectarse como válvulas instaladas por separado.

Escape abierto del puerto del cilindro

Con doble presión aplicada, este circuito proporciona presión al sistema para superar las fugas en juntas, válvulas y sellos del vástago. Los ajustadores se pueden ajustar para compensar el área diferencial del pistón para proporcionar un control de parada de emergencia o jog.

Cuando se expulsa el aire a través de la válvula de bloqueo y escape, se expulsa todo el aire para que no quede aire atrapado. Durante el arranque, se suministra aire a ambos extremos del cilindro cuando las válvulas de bloqueo y de escape están abiertas para evitar un arranque descontrolado cuando la válvula se acciona por primera vez.

Tenga en cuenta, sin embargo, que este circuito no se recomienda para soportar cilindros verticales pesados. Cuando la válvula está centrada, el regulador de alivio de presión puede experimentar cierta deriva del cilindro.

generalizar

Se debe realizar una evaluación para determinar si se requiere una válvula de 3 posiciones. Muchas veces, durante una emergencia o un corte de energía, si no hay un punto de pellizco o el movimiento está protegido, se puede usar una válvula de 2 posiciones con retorno por resorte y el cilindro puede volver a su posición normal.

Las válvulas de cierre de dos posiciones se usan comúnmente en abrazaderas y otros equipos para mantener la posición del cilindro durante cortes de energía. Se pueden encender durante los estiramientos para volver a su posición normal en caso de emergencia, siempre que estén protegidos y no haya puntos de pellizco.

La válvula de tres posiciones debe permanecer energizada excepto en condiciones de jog o parada de emergencia. Esto mantiene la presión total en un extremo del cilindro para proporcionar fuerza total y evitar la deriva.

Los cilindros controlados por una válvula de tres posiciones requieren un sello hermético del pistón. Las fugas en los sellos permiten que el aire presurizado se desvíe del pistón, lo que hace que el cilindro se desplace.

El regulador no debe instalarse entre la válvula y el cilindro. En caso de duda, el circuito de la Figura 4 con el regulador y la válvula de retención sirve como una buena configuración predeterminada.

Se debe confiar en que el cilindro mantendrá la carga en la posición neutral. Cuando sea necesario, se deben utilizar métodos agresivos de control de posición, como bloqueos de palanca.

Este material es proporcionado por Norgren Inc. Para más información visite www.norgren.com .

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