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Límites de potencia de una electro-válvula distribuidora
LÍMITES DE POTENCIA DE UNA
ELECTROVÁLVULA DISTRIBUIDORA
Mapa de contenidos
1. Las electroválvulas distribuidoras tienen límites de funcionamiento que se denominan:
LIMITES DE POTENCIA
C. F. P. O. de Avilés – Instructor de Automatización Oleohidráulica: Carlos Muñiz Cueto – [email protected] 1/11
Distribuidores
Red Tecnológica:
Límites de potencia de una electro-válvula distribuidora 2. Aparición del desequilibrio hidrostático en la corredera
3. Fuerza resultante opositora al movimiento
3.1. Fuerza Dinámica:
3.2. Fuerza Estática:
3.3. Fuerza del resorte:
4. Límite de activación:
5. Límite de desactivación:
5.1. Fuerza de Corte del flujo de la vena líquida y límite de potencia
6. Dependencia de los límites de potencia del tamaño nominal TN y del tipo de émbolo.
7. Los límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente continua
DC
8. Los límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente alterna
AC 50 Hz y 60 Hz.
9. Límites de potencia de una Electroválvula TN 10 con solenoide de corriente continua
DC y su comparativa con una Electroválvula TN 6
10. Clasificación de los tiempos de conmutación de una electroválvula.
10.1. Tiempo de carga electromagnética – t1 –
10.2. Tiempo de reacción – t2 –
10.3. Tiempo de la fuerza dinámica – t3 –
10.4. Tiempo del desplazamiento – t4 –
11. Estrangulador insertable
Ejercicios para la evaluación de “Límites de potencia de una electroválvula distribuidora”
1. Las electroválvulas distribuidoras tienen límites de funcionamiento que se
denominan:
LIMITES DE POTENCIA
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Límites de potencia de una electro-válvula distribuidora
Estos límites de potencia dependen de la potencia hidráulica que suministran:
(P y Q),
y son consecuencia de la fuerza electromagnética del solenoide con que se accionan.
2. Aparición del desequilibrio hidrostático en la corredera
La corredera de un distribuidor está equilibrada hidrostáticamente para facilitar su accionamiento. Así
pues: las fuerzas sobre las coronas circulares internas de la corredera son iguales y de signo contrario
al tener la misma presión y la misma superficie de actuación.
Pero, al desplazarse la corredera por la acción del solenoide, se conecta la bomba (P) con la
utilización (B) y, en ese instante… Al inicio de la conexión de caudal de (P) a (B), surge un flujo de alta
velocidad que provoca una depresión en ese lado de la corredera, haciendo que aparezca una fuerza
resultante opositora a su movimiento, debida a la Fuerza Dinámica y a la Fuerza Estática.
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3. Fuerza resultante opositora al movimiento
La fuerza resultante opositora al movimiento de la corredera es debida a:
3.1. Fuerza Dinámica:
Es aquella que se incrementa principalmente con el caudal de paso y la depresión
que se produce.
3.2. Fuerza Estática:
Que es consecuencia principalmente de los rozamientos existentes en el alojamiento de la
corredera - que suelen incrementarse fundamentalmente con la presión-. Existente, por
tanto, tanto inicialmente (antes de cualquier desplazamiento de la corredera), como después
durante su desplazamiento.
3.3. Fuerza del resorte:
Es la fuerza que se necesita para vencer la fuerza del muelle que facilitará la recuperación
de la corredera. Muelle de recuperación presente en la mayoría de las válvulas distribuidoras
salvo en aquellas de enclavamiento o memoria mécánica.
Ahora bien, afortunadamente, la fuerza de este muelle es mínima en comparación a la
fuerza dinámica en su forma máxima.
4. Límite de potencia de activación
La aparición de las fuerzas opositoras a la fuerza
electromagnética del solenoide (especialmente la Fuerza
dinámica del flujo) establece un límite para el correcto
funcionamiento de la electroválvula. Éste será:
La propia fuerza electromagnética que puede generar dicho
solenoide. Será pues, la fuerza del solenoide, quien
establecerá el límite de potencia a la activación.
Luego:
A cada solenoide, le corresponderá un límite de potencia a
su activación.
5. Límite de desactivación:
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La fuerza del resorte de recuperación es el límite de desactivación. Una vez establecido el flujo para
cortar éste al aparecer la desactivación de la bobina, sólo se dispone de la fuerza del resorte para
vencer la resistencia al corte del flujo.
5.1. Fuerza de Corte del flujo de la vena líquida y límite de potencia
Es la Fuerza que opone el flujo a ser cortado y que se hace más poderosa al incrementarse la
velocidad del mismo (piénsese en las máquinas de corte por chorro de agua).
Por tanto el resorte recuperación tiene un limite, a partir del cual tendría dificultades
para realizar el corte del chorro de la vena líquida. Por otra parte, a su vez, la fuerza del
resorte condiciona a la propia fuerza del solenoide de la electroválvula que debe también
comprimirlo en la activación.
6. Dependencia de los límites de potencia del tamaño nominal TN y del tipo de émbolo.
La fuerza dinámica (opositora al solenoide por la acción del flujo) y la resistencia al corte de la
vena líquida dependen en su comportamiento no sólo del caudal y la presión sino también del tamaño
nominal TN y del tipo de émbolo.
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Todo abierto - 000
Todo cerrado - 001
Ut. cerradas B. a tanque - 002
Ut. a tanque B. cerrada - 004
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7. Los límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente
continua DC
8. Los límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente alterna
AC de 50 Hz y 60 Hz.
Límites de activación:
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Límite de desactivación :
9. Límites de potencia de una Electroválvula TN 10 con solenoide de corriente continua
DC y su comparativa con una Electroválvula TN 6
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Límites de potencia de una electro-válvula distribuidora
10. Clasificación de los tiempos de conmutación de una electroválvula.
10.1. Tiempo de carga electromagnética – t1 –
Durante él, se carga el solenoide para vencer la resultante de fuerzas estáticas sin que
haya ningún desplazamiento.
10.2. Tiempo de reacción – t2 –
Durante él, se desplaza la corredera hasta que se hace presente y eficaz la fuerza
dinámica que origina el flujo.
10.3. Tiempo de la fuerza dinámica – t3 –
Durante él, se carga electromagnéticamente el solenoide para ser capaz de vencer la
fuerza dinámica que aparece con el flujo. Durante el mismo, se detiene el desplazamiento de
la corredera y es el que más influye en el tiempo total.
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10.4. Tiempo del desplazamiento – t4 –
Es el que transcurre hasta el final del desplazamiento una vez superada la fuerza dinámica
debida al flujo.
Nótese que durante el tiempo t1 y el tiempo t2 no existe desplazamiento de la corredera.
Siendo realmente durante el tiempo t4 durante el que se hace eficaz el mando de potencia.
DC ttot = 70 ms
AC ttot = 20 ms
11. Estrangulador insertable
El estrangulador insertable se coloca en la vía de impulsión de las electroválvulas distribuidoras con
el fin de proteger de bloqueos de conmutación en el caso de que circunstancialmente el caudal del,
flujo en el instante de la conmutación, fuera superior al limite de potencia que le corresponde.
Se da la circunstancia de la necesidad de un estrangulador insertable cuando se usan acumuladores
o en las válvulas piloto
El caudal capaz de pasar por el estrangulador insertable viene determinado por la expresión:
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Ejercicios para la evaluación(Límites de potencia de una electroválvula distribuidora)
1. Supuesto práctico para la evaluación en el uso de los límites de potencia de una
electroválvula distribuidora “Determinación de un TN”
Determinar el TN del distribuidor en el circuito de la figura si:
1. la bomba tiene un caudal de utilización de 40 litros / minuto.
2. la presión a considerar es de 100 bars.
3. Siendo el cilindro de tipo diferencial con una j =2
2. Supuesto práctico para la evaluación en el uso de los límites de potencia de una
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Red Tecnológica:
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electroválvula distribuidora “Determinación de un TN”
Determinar el TN que se le pondría a la válvula distribuidora piloto.
Ver si necesitaría estrangulador insertable.
Y, en caso afirmativo, de que calibre es como máximo
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