CONSTRUCCIÓN, FUNCIONAMIENTO Y SIMBOLOGÍA DE LOS ELEMENTOS NEUMÁTICOS DE MANDO Y CONTROL

   Elemento que permite controlar el arranque, parada, dirección, sentido y flujo del aire en un circuito neumático.

• Válvula de asiento:

   En la válvula de asiento el paso de aire comprimido es abierto o cerrado mediante una bola, cono o disco plano (ver siguiente figura). La estanqueidad del asiento se realiza casi siempre con juntas elásticas.

   La característica principal en el funcionamiento de la válvula de asiento se observa al inyectar aire comprimido por la parte superior de la válvula (para cualquiera de los casos mostrados en la figura anterior). El aire comprimido, en este caso, ejerce presión sobre el elemento (bola, cono o disco plano) que choca contra el asiento de la válvula, produciéndose así una gran fuerza de contacto entre estos dos últimos, y por tanto, una buena estanqueidad.

• Válvula de corredera:

   La válvula de corredera basa su funcionamiento en un émbolo cilíndrico que se desplaza axialmente y reparte el flujo de aire a las distintas conexiones, según se muestra en la siguiente figura. En el caso (a) la corredera se encuentra en el extremo izquierdo permitiendo que se comunique la vía "A" con la "R", mientras que la toma de presión "P" se encuentra cerrada. Desplazando el pistón hacia la derecha, se comunicaría la vía "P" con la "A", y la vía "R" se encontraría cerrada. En este tipo de válvula se requiere de un pequeño esfuerzo para la conmutación de sus vías, pero como aspecto negativo se tiene que es sensible a la suciedad y la mayoría de sus piezas están sometidas a desgaste por rozamiento.

• Válvula distribuidora o de vías:

   Este tipo de válvula influye en el camino del aire comprimido, específicamente en el arranque, parada, dirección y sentido del mismo.

   Dentro de este tipo de válvulas existen algunas que vienen fabricadas con un elemento de reposición interno (por ejemplo, un resorte), en cuyo caso, la válvula puede estar en dos posibles estados:

• Estado de reposo: Cuando el elemento de reposición no ha sido accionado.
• Estado de conmutación: Cuando el elemento de reposición ha sido accionado.

   Las válvulas distribuidoras pueden ser de dos o tres posiciones de maniobra, y pueden tener desde dos hasta cinco vías. La Norma ISO-1219 representa simbólicamente a cada posición por un cuadrado, por lo tanto, dos cuadrados pegados el uno al otro representan una válvula de dos posiciones, y análogamente, tres cuadrados representan una válvula de 3 posiciones (tal y como se muestra en la siguiente figura). La cantidad de vías de una válvula está representada por el número de orificios que presenta el cuerpo de la válvula (en caso de que la válvula sea de pilotaje o mando neumático, se excluyen los orificios usados para este fin). Las vías de una válvula permiten la comunicación neumática de la válvula con el exterior. Simbólicamente, el número de vías de una válvula está dado por la cantidad de líneas que cruzan al exterior del cuadrado que representa la posición de reposo de la válvula.

   Dentro de cada cuadrado se pueden representar líneas con el sentido de circulación del flujo de aire, obturadores o tapones que cierran el paso del flujo de aire, o bien, la unión de conductos de aire, tal como se muestra en la siguiente figura:

   La Norma ISO-1219 establece una convención en la simbología de válvulas de vías, que se muestra a continuación:

    Por otro lado, establece una convención que permite especificar su número de vías y posiciones, la cual es:

Válvula # de vías / # de posiciones.

Ejemplo: Una válvula 3/2, normalmente cerrada (N.C.), accionada eléctricamente y con retorno por muelle.

,o también:

Válvula # de vías / # de posiciones vías .

Ejemplo: Una válvula 3/2 vías, normalmente abierta (N.A.), con pilotaje neumático y retorno por muelle.

   Para el caso de válvulas de dos posiciones y de 2 ó 3 vías, se indica si la válvula es normalmente cerrada "NC" (la válvula en su estado de reposo bloquea el paso de aire a través de su vía de utilización), o normalmente abierta "NA" (la válvula en su estado de reposo permite el paso de aire a través de su vía de utilización).

   Para el caso de válvulas de dos posiciones y de 4 ó 5 vías, se indica si es de tipo "12" (cuando la válvula está en su estado de reposo existe flujo de aire comprimido de la vía 1 a la vía 2) ó "14" (cuando la válvula está en su estado de reposo existe flujo de aire comprimido de la vía 1 a la vía 4).

   A continuación se presentan las principales configuraciones para válvulas distribuidoras o de vías, donde se muestran claramente las convenciones mencionadas anteriormente según la Norma ISO-1219:

   La primera clasificación se establece entre accionamiento directo y accionamiento a distancia (telemando). En el accionamiento directo, el elemento que acciona a la válvula puede ser muscular (donde un operador puede usar su mano o pie) o mecánico, pero lo importante a destacar es que dicho elemento debe hacer contacto físico sobre el accionador de la válvula y por tanto deberá estar ubicado en las cercanías del mismo. En el accionamiento a distancia se comanda a la válvula desde un sitio alejado a ella, mediante la utilización de energía neumática o eléctrica. En el siguiente par de tablas se muestra la clasificación general de los tipos de accionamientos de la válvula distribuidora:

• Válvula antirretorno o de bloqueo:

   Permite el paso de aire comprimido en un sentido y lo impide en el otro. Generalmente, este tipo de válvula es de asiento de bola, o de asiento cónico. A medida que aumenta la presión en el sentido del bloqueo, se logra mayor estanqueidad en el cierre de la válvula.

• Válvula reguladora de caudal bidireccional:

   El caudal o cantidad de aire comprimido por unidad de tiempo que pasa a través de este tipo de válvula puede ser regulado desde cero hasta el máximo permitido para cualquiera de los dos sentidos posibles de circulación del aire a través de ella.

Representación simbólica: 

   Regula el caudal o cantidad de aire comprimido por unidad de tiempo que pasa en un sentido de circulación, mientras que en el otro sentido lo deja fluir libremente.

   Generalmente, se emplea para obtener mayor rapidez en la carrera de los actuadores neumáticos (cilindros, etc.). Una aplicación común de este tipo de válvula se observa en los circuitos neumáticos donde una válvula de vías comanda a un actuador (por ejemplo, un cilindro de simple efecto con retorno por muelle). En este caso, la válvula de escape rápido se instala sobre la vía de alimentación del actuador neumático, desde donde se encargará de que el aire comprimido que envía el elemento de mando (válvula de vías) fluya normalmente hacia el actuador y que luego la salida de aire del actuador se haga directamente a la atmósfera, sin tener que regresar a través de todo el camino desde donde se inyectó la presión inicialmente.

• Válvula lógica "AND":

   Este tipo de válvula dispone de dos entradas y una salida. El aire podrá circular hacia la salida sólo si las dos entradas reciben alimentación de presión simultáneamente. También es conocida como "válvula de simultaneidad".

• Válvula lógica "OR":

   Dispone de dos entradas y una salida. El aire podrá circular hacia la salida si al menos una de las entradas recibe alimentación de presión. También se conoce como "válvula selectora".

   Básicamente está compuesto por una válvula de 3/2 vías con pilotaje por presión neumática y retorno por muelle, una válvula reguladora de caudal unidireccional y un pulmón neumático. El temporizador neumático puede ser N.A. ó N.C., y además puede tener retardo a la conexión o desconexión de la presión en su pilotaje neumático.

   El temporizador neumático será con "retardo a la conexión" (on delay) o con "retardo a la desconexión" (off delay) si el regulador de caudal unidireccional restringe la "entrada" o "salida" de presión en el pilotaje neumático de dicha válvula, respectivamente.

   En el caso del "temporizador neumático con retardo a la conexión", luego de cierto tiempo "t" desde que se aplica presión a su pilotaje neumático, aparece esta misma presión a la salida de su pulmón, y por otro lado, si se interrumpe la presión a su pilotaje neumático, la salida de presión del pulmón cesa inmediatamente (la presión escapa directamente a la atmósfera a través del pilotaje neumático).

Fig. Curvas de tiempo del temporizador neumático N.A. con retardo a la conexión.

Fig. Curvas de tiempo del temporizador neumático N.C. con retardo a la conexión.

   En el caso de la "temporizador neumático con retardo a la desconexión", cuando se aplica presión a su pilotaje neumático, simultáneamente aparece esta misma presión a la salida de su pulmón, y por otro lado, si se interrumpe la presión a su pilotaje neumático, la salida de presión del pulmón cesa sólo después de un lapso de tiempo "t" determinado (el aire comprimido escapa a la atmósfera pero con restricción de su caudal, a través del pilotaje neumático).

Fig. Curvas de tiempo del temporizador neumático N.A. con retardo a la desconexión.

Fig. Curvas de tiempo del temporizador neumático N.C. con retardo a la desconexión.

   El regulador de caudal unidireccional dispone de un tornillo mediante el cual se puede ajustar el tiempo de accionamiento del temporizador neumático (tiempo en el cual el acumulador o pulmón neumático alcanza una presión determinada). 

Temporizador neumático N.A. con retardo a la conexión:

Temporizador neumático N.C. con retardo a la conexión:

Temporizador neumático N.A. con retardo a la desconexión:

Temporizador neumático N.C. con retardo a la desconexión:

• Válvula de seguridad:

   Siempre que la presión del aire comprimido en circulación aumente más allá de cierto nivel establecido en un sistema neumático, la válvula de seguridad deja escapar hacia la atmósfera parte del aire comprimido con la finalidad de que la presión regrese al valor fijado y de esta manera evitar que los dispositivos neumáticos sufran daños. Algunos modelos de válvulas de seguridad permiten que un operador ajuste el valor de la presión a la cual la válvula actuará, mientras que otros modelos vienen sellados de manera que sólo personal autorizado tenga acceso a ella. También se conoce como válvula limitadora de presión.

Ajustable

No ajustable

•  Válvula de secuencia:

   La válvula de secuencia se sitúa normalmente sobre la línea de alimentación de un actuador o de un circuito neumático. Su funcionamiento es similar al de una válvula de seguridad, la diferencia está en que cuando la presión del aire comprimido en circulación aumente más allá de un valor fijado, el exceso de presión no será liberado a la atmósfera sino que será aprovechado para realizar una determinada función (alimentar a un actuador o a un circuito neumático).

Ajustable

No ajustable