¿Ha considerado una válvula de carrete dividida?

Las válvulas direccionales neumáticas tradicionales utilizan el principio de funcionamiento de asiento, carrete o corredera. El diseño más común es el principio de carrete, ya que proporciona un buen equilibrio entre confiabilidad y durabilidad con costo para muchas aplicaciones de automatización industrial.

Un concepto cada vez más popular es el uso de carretes desviadores o válvulas dobles de 3 vías y 2 posiciones (en un cuerpo de válvula), que son válvulas direccionales que controlan de forma independiente los dos puertos de salida del carrete. Esto reduce el costo, el peso y el espacio sin sacrificar el rendimiento.

Válvula de carrete dividida
Las válvulas de carrete tradicionales tienen solo una válvula de carrete. Ya sea que la válvula tenga una configuración de 2 o 3 posiciones, tiene un carrete sólido. Las válvulas desviadoras tienen dos carretes más cortos en el mismo eje, que son completamente independientes entre sí, Figuras 1 y 2. La válvula tiene la misma cantidad de puertos y las mismas interfaces mecánicas y eléctricas que cualquier configuración convencional de carrete único, por lo que se puede mezclar y combinar con ellas en el mismo colector, Figura 3.

El principio de sellado dinámico y la geometría son los mismos que los de la válvula de carrete convencional de la misma serie, por lo que se puede esperar el mismo rendimiento en términos de flujo y durabilidad. La función de la válvula se denomina 3 vías, 2 posiciones, normalmente cerrada (NC) o 3 vías, 2 posiciones, normalmente abierta (NO). Las válvulas de carrete divididas se pueden usar para reemplazar funcionalmente válvulas de centro de presión de 5 vías y 3 posiciones y válvulas de centro de escape sin comprometer el rendimiento.

Válvula desviadora dimensionada para proporcionar caudales de hasta 1,4 Ccincoy más alto. Ofrecen interfaces estándar ISO 15407-1 y 2 e ISO 55991 y 2. Las series de manifolds que ofrecen una variedad de opciones de control de flujo y presión entre capas a menudo son inherentemente compatibles con las válvulas de carrete divididas, por lo que los usuarios no pierden los beneficios de estos dispositivos accesorios modulares. La operación manual de la válvula desviadora tendrá cinco posiciones, por lo que el usuario no perderá esta característica, Figura 4.

Cuando se usa una válvula de 4 vías con puertos para control NC de 3 vías y 2 posiciones, todo el escape normalmente pasa por el puerto 5. Una válvula de carrete dividida en la misma aplicación distribuye el escape entre los puertos 3 y 5, lo que generalmente da como resultado una contrapresión de escape más baja. Una contrapresión de escape más baja significa tiempos de ciclo del actuador más rápidos. En algunos casos, la alta contrapresión puede hacer que los actuadores controlados por la válvula múltiple inviertan el movimiento o no proporcionen la fuerza suficiente para los requisitos de la aplicación.

cambios de instalación
Muchas aplicaciones en neumática industrial utilizan válvulas montadas individualmente. Desde el punto de vista de la eficiencia puramente neumática, la ubicación ideal para una válvula direccional es el propio actuador, lo que minimiza la cantidad de aire en el conductor entre la válvula y el cilindro. La instalación individual de válvulas también brinda a los diseñadores la libertad de elegir tamaños de válvula para aplicaciones específicas, lo que también puede ahorrar costos.

En realidad, sin embargo, una máquina automatizada típica integra válvulas de solenoide neumáticas. Las razones principales para las válvulas de manifolding son:

  • Las válvulas múltiples dan como resultado un paquete de control más limpio e integrado donde varias válvulas tienen solo uno o dos puntos de suministro y escape.
  • Los manifolds de válvulas son generalmente más fáciles de instalar y reemplazar válvulas que las válvulas con puertos en el cuerpo.
  • Las válvulas solenoides están controladas por algún tipo de módulo de salida eléctrica que está conectado a cada válvula por cables separados, o un módulo de enlace en serie que está cada vez más integrado en el colector de válvulas.

En cualquier caso, las salidas eléctricas están estrechamente vinculadas en un dispositivo. En el caso de un enlace serial integrado, el múltiple tiene un gran impacto en el costo del múltiple.

El circuito de ejemplo que requiere el caudal más alto suele dictar el tamaño de la válvula para todas las aplicaciones. Por ejemplo, en un colector de siete posiciones, si seis aplicaciones requieren 0,3 Ccinco, se requiere 1 Ccinco, todas las aplicaciones tienen una alta probabilidad de 1 Ccincoválvula. Las series de válvulas están disponibles con placas de transición entre tamaños de válvula, y algunas series de válvulas incluso tienen diferentes tamaños de cuerpo de válvula que se pueden apilar lateralmente sin placas de transición, pero son una minoría.

Por lo general, a cada estación del bloque se le asignan dos direcciones eléctricas. Esta no es una regla, pero los diseñadores tienden a usar bases múltiples con dos direcciones eléctricas para hacer que el direccionamiento general sea más intuitivo, más fácil de depurar y maximizar la similitud de los componentes.

Opciones de válvulas para manifolds
Tradicionalmente, los sistemas de colectores para todas las válvulas de tres vías se utilizan a menudo en aplicaciones de control de procesos. Apto para aplicaciones de montaje automatizado hasta 1,0 CcincoAún más, hasta hace poco, la gran mayoría de las versiones de carrete disponibles estaban limitadas a 5 puertos, 2 posiciones o 5 puertos, 3 posiciones. Las familias típicas de válvulas múltiples incluyen: Retorno de solenoide simple de 5 vías y 2 vías;electroimán doble de 5 vías y 2 posiciones;centro de suministro de aire (presión) de 5 vías y 3 posiciones;5 puertos, abertura de escape de 3 posiciones;Y 5 puertos, centro de bloqueo de 3 posiciones.

Muchos grandes usuarios finales de equipos neumáticos han reconocido durante mucho tiempo las ventajas de permitir solo componentes intercambiables ISO en sus plantas. Muchos fabricantes de equipos también se aseguran de que sus máquinas se vendan con diseños de componentes intercambiables ISO para una mayor aceptación. Sin embargo, hasta los últimos años, la estandarización ISO de los manifolds de válvulas ofrecía opciones muy limitadas en términos de controles neumáticos compactos.

Ventajas de las válvulas de carrete dividido
El tamaño total y el costo de la mayoría de las válvulas de desvío son los mismos que los de las válvulas de 5 vías y 3 posiciones de la misma serie. Al proporcionar dos funciones en un carrete, la válvula desviadora en la base del distribuidor representa aproximadamente un ahorro del 35 % en el costo inicial del componente en varios tamaños en comparación con una válvula de cuatro vías que usa dos tapones de puerto para proporcionar una señal de control de % de costo de encendido/apagado.

Las válvulas montadas en manifold generalmente se instalan en un solo segmento de manifold o en una estación en un bloque de varias estaciones. De cualquier manera, una válvula de carrete dividido tiene un 50 % del espacio ocupado por una válvula de 4 vías con ambos puertos bloqueados. El resultado de la máquina o aplicación final es un menor peso y unos requisitos de espacio de instalación reducidos.

El uso de válvulas de desvío para ciertas funciones puede reducir el consumo de aire y, por lo tanto, disminuir los costos operativos para el usuario final.

Las válvulas de carrete divididas requieren menos válvulas individuales en la máquina, lo que reduce los costos de mantenimiento para el usuario final.

aplicación de destino
Los dispositivos que solo requieren una línea de suministro de aire de encendido/apagado son muy comunes en los circuitos neumáticos. Los ejemplos incluyen bloqueos de palanca, pasadores, topes de palets, cojinetes de aire, pilotos de válvulas de control de procesos, purga de aire, etc. La mayoría de estos circuitos neumáticos requieren una combinación de válvulas de control de 3 y 4 vías (es decir, una combinación de cilindros de doble acción y superiores).

Una estación de elevación y rotación típica en una operación de ensamblaje automotriz utiliza cilindros con bloqueos de varilla para levantar el motor de una cinta transportadora donde se rotará para colocarlo correctamente para la operación de prueba o ensamblaje asociado. Tanto el actuador giratorio como el cilindro de elevación utilizan una válvula central (de presión) con un regulador de presión tipo sándwich para equilibrar la carga en caso de un corte de energía. El bloqueo de varilla en el cilindro de doble efecto está controlado por el mismo tamaño de válvula que el cilindro de elevación, aunque solo usa una fracción del flujo de aire. También tiene un puerto conectado ya que la palanca de bloqueo solo necesita una señal de control de encendido/apagado.

En las operaciones de ventilación para aplicaciones de mecanizado, el usuario final especifica la válvula de acuerdo con la norma ISO 5599 (-1 o -2) y realiza la tarea bloqueando los puertos de la válvula de cuatro vías en todas las estaciones para la funcionalidad de control de encendido/apagado. La Figura 5 muestra una aplicación en la que una válvula de solenoide simple de 4 vías que controla el vacío y el escape puede reducir significativamente el consumo de aire para la aplicación utilizando una válvula de carrete desviadora con configuración NA/NC.

En la detección de presencia de componentes neumáticos para aplicaciones de mecanizado, la presión se aplica a un punto de referencia específico en la pieza de trabajo y su consistencia se verifica al monitorear la caída de presión causada por fugas. Esto determina si está dentro de la tolerancia de mecanizado. Se especificó una válvula estándar ISO 5599 (-1 o -2) y nuevamente la tarea se logró tapando los puertos en la válvula de cuatro vías.

Resumir los beneficios
El desarrollo y la mejora de las válvulas de desvío durante los últimos años ha brindado a los diseñadores de sistemas neumáticos herramientas adicionales para ahorrar el costo de los componentes iniciales, reducir el tamaño físico y el peso del manifold de la válvula (y posiblemente el tamaño de la máquina final) y proporcionar al usuario final herramientas adicionales Reducir los costos de mantenimiento y operación.

Aunque algunos proveedores de válvulas neumáticas ofrecen válvulas de desvío, muchos usuarios las desconocen. Es importante darse cuenta de que no hay compromisos en el control y el rendimiento. Todos estos beneficios se logran sin sacrificar el rendimiento.

Para obtener más información, comuníquese con el autor al (800) 739-7684 o envíe un correo electrónico a Thomas. Dwyer@boschrexrothus.com, o visite www.boschrexrothus.com

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