VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL CONSTANTE

VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL, DE DOS VÍAS TIPO A 

Mantienen un caudal constante ajustado que prácticamente no depende de la carga, puede mantener constante el caudal ajustado que pasa por una tubería   Q, aunque las presiones de salida y entrada varíen.

Enlace  a  video  https://youtu.be/3l8tSRO2YG4 

Construcción 

Esta válvula reguladora de caudal, de dos vías, consta de los siguientes componentes importantes para su funcionamiento (1) Cuerpo, (2) Tornillo de estrangulación, (3) embolo de regulación y (4) muelle de compresión 

El émbolo de regulación y el muelle de compresión forman una balanza de presión. 

Funcionamiento

El caudal pasa por el intersticio anular S1 entre el cuerpo (1)  y el tornillo de estrangulación (2) y por el intersticio S2 entre el émbolo de regulación (3) y el cuerpo (1). Al girar el tornillo de regulación aumenta o disminuye el tamaño del intersticio S1 del estrangulador. Con ello la cantidad de líquido que puede pasar en mayor ó menor.

Si el caudal Q está fijado por un determinada posición del estrangulador, el embolo de regulación (3) junto con el muelle ce compresión (4)  (balanza de presión) mantiene este caudal. Aunque varié la presión entre la entrada y la salida o en ambos conductos de la válvula.

 

Aplicación 

Un caudal constante se requiere con cargas variables 

• por ejemplo. en carros portátiles, que deben trabajar con velocidad de avance constante y ajustable con diversos esfuerzos de trabajo 

• para limitar exactamente las velocidades de bajada de elevadores 

• para sincronizar el movimiento de cilindros y elementos semejantes 

• en herramienta con unidad de avance  constante 

 

Símbolo  Según ISO 1219

Válvula reguladora de caudal, de dos vías, se puede emplear la representación simplificada.

Actividad:  Simula   en  el  software  Fluid  sim H  el  circuito descrito en  el  video “REGULACIÓN DE  VELOCIDAD CONSTANTE DE UN  CILINDRO HIDRÁULICO”  en  el  enlace https://youtu.be/U23BZcO5qVg

Actividad: Observar el video “VALVULA REGULADORA DE CAUDAL CONSTANTE”    https://youtu.be/3l8tSRO2YG4

Actividad: Observar el video de FESTO Hydraulics    “ESTRANGULACIÓN Y V DE CAUDAL CONSTANTE”    http://www.youtube.com/watch?v=UkqM61ZcvWE

Actividad: Establecer con el uso de Fluid Sim H   un sistema hidráulico para el accionamiento de una plataforma elevadora.

La válvula reguladora de caudal  mantiene automáticamente constante el caudal de salida, independientemente de la presión de alimentación, esta válvula sólo es posible regularla en una dirección (de A hacia B ).

Una placa sometida a carga  no uniforme (por ejemplo, una mesa elevadora) debe ser levantada o bajada uniformemente por medio  de dos cilindros. Dos válvulas reguladoras de caudal, de dos vías, ajustadas al mismo caudal aminorado, proporcionan el movimiento sincronizado. En la posición dibujada de la válvula distribuidora 4/2, la placa baja uniformemente. Con la disposición especial de las válvulas antirretorno (mando Graetz) se logra que la dirección del caudal por las válvulas regula¬doras de caudal, de dos vías, sea siempre igual (de A hacia B).

Sin esta disposición, la placa podría ladearse, puesto que las válvulas reguladoras de caudal, trabajan como una estranguladora normal en  la dirección contraria.

Actividad (Circuito de avance rápido):   Ha de establecerse un sistema hidráulico conforme al esquema de circuito siguiente, de modo que se disponga de un avance rápido, un determinado movimiento de avance ajustable y de un retorno rápido, en el que se requiere de una velocidad constante en el momento del corte de la herramienta. 

Actividad: Buscar en la Web  y analizar   el  siguiente Video   Simulación  de  Válvulas   reguladoras de caudal       

http://www.youtube.com/watch?v=DJXXitD6YH4

 Funcionamiento 

El grupo de accionamiento suministra una corriente de líquido. En la válvula limitadora de presión (5) se ajusta la presión de servicio. Esta se lee en el manómetro  (8). La válvula distribuidora 4/2 (6), no accionada todavía, deja pasar el líquido al lado del vástago del cilindro de doble efecto. Como consecuencia, el vástago entra. El líquido existente en el lado del émbolo es desplazado y regresa, por la válvula distribuidora 4/2 al depósito. 

Al accionar ésta, el líquido a presión fluye al lado del émbolo del cilindro y el vástago sale. El líquido del lado del vástago fluye entonces, sin ser estrangulado, por las válvulas distribuidoras 2/2 (3) y 4/2 hacia el depósito (avance rápido x). Cuando el riel de mando acciona el rodillo, la válvula distribuidora 2/2 cierra el paso y, al mismo tiempo, se cierra la válvula antirretorno (7). Como la corriente es evacuada hacia el depósito únicamente por la válvula reguladora de caudal, tiene lugar una regulación del caudal en la salida. La velocidad del émbolo se ajusta (avance y)  en la válvula reguladora de caudal. Con ello, el émbolo queda «sujeto hidráulicamente». Al conmutar la válvula distribuidora 4/2 de nuevo a su posición de reposo, la corriente pasa sin ser estrangulada por la válvula antirretorno (7) al lado del vástago (retorno rápido z). Durante el movimiento de retorno, la válvula distribuidora 2/2 no influye sobre el funcionamiento del circuito. Este circuito se utiliza en máquinas herramientas, cuando además del avance ajustable se necesitan también movimientos rápidos. 

Actividad (Regulación del caudal de entrada  y de salida)  

Han de establecerse los circuitos para la regulación del caudal de entrada y de salida con¬forme a los esquemas siguientes. El ejercicio debe mostrar las ventajas y desventajas de ambos tipos de regulación. 

Para que el émbolo esté sujeto hidráulicamente, en la regulación del caudal de entrada, en la válvula limitadora de presión se ajusta la presión Pe2.  El ejercicio debe realizarse cargando el émbolo de trabajo y sin cargarlo. 

Regulación del caudal de entrada 

En la regulación del caudal de entrada, se regula el caudal alimentado al consumidor. 

El grupo de accionamiento suministra una corriente de líquido. La presión máxima Pe1  la determina la válvula limitadora de presión. 

Al accionar la válvula distribuidora 4/3, el lado del émbolo recibe el caudal de la válvula reguladora de caudal correspondientemente ajustada. El émbolo se desplaza y el vástago sale a una velocidad de avance constante. El líquido desplazado de la cámara del vástago es evacuado por la válvula distribuidora 4/3 y la otra válvula limitadora de presión ajustada a la presión Pe2  regresa al depósito. Esto es necesario para sujetar el émbolo hidráulica¬mente y compensar fluctuaciones de la presión. 

Como la válvula reguladora de caudal regula la entrada de la corriente de líquido, la superficie del émbolo se somete únicamente a la presión que exige la resistencia de trabajo respectiva. Como consecuencia el cilindro y sus juntas se someten a pequeñas cargas, no se produce un salto al comenzar el movimiento y la velocidad del émbolo permanece también constante aunque la resistencia de trabajo varíe. No es posible conmutar en vaivén rápidamente porque la presión tiene que formarse primero. 

Estando la válvula distribuidora 4/3 en posición media la presión en la válvula reguladora de caudal se desvanece por la fuga.

Regulación del caudal de salida 

En la regulación del caudal de salida, se regula el caudal que sale del consumidor. 

El grupo de accionamiento suministra la corriente de líquido. La presión máxima la determina la válvula limitadora de presión. 

Al accionar la válvula distribuidora 4/3, el lado del émbolo recibe la corriente de líquido enviada por la bomba. 

El líquido desplazado de la cámara del vástago pasa por las válvulas reguladora de caudal y distribuidora 4/3 y llega al depósito. Se regula, pues, la corriente del líquido que sale; así se sujeta hidráulicamente el émbolo y el vástago pueden salir a velocidad de avance constante. 

Como se regula la corriente de líquido desplazada, en el lado del émbolo la presión actuante aumenta siempre hasta alcanzar el valor máximo ajustado en la válvula limitadora de presión. El cilindro y sus juntas están sometidos a un esfuerzo continuo grande. Al comenzar el movimiento se produce un salto, porque el émbolo se mueve durante corto tiempo sin encontrar resistencia hidráulica. 

Aplicación 

Regulación del caudal de salida 

Cuando se exige que el émbolo realice un movimiento continuo, por ejemplo, en accionamientos de avance con fuerzas de corte de magnitud y dirección variables (por ejemplo. en máquinas herramientas de todo tipo).

Regulación del caudal de entrada 

Se utiliza cuando en toda la carrera hay una carga más o menos constante que actúa en sentido contrario al de avance, por ejemplo,  en plataformas elevadoras.

Actividad :      Rotary machining station 

 Simule el circuito hidráulico y  verifique el consumo de potencia de  durante el avance y en la posición media de la válvula, analice las conclusiones. 

Training aims

 To familiarise the student with the use of a 2-way flow control valve 

 To show how to assemble a counter-holding circuit

Problem definition

 Understanding of a hydraulic circuit diagram 

 Practical assembly of the circuit

 Commissioning a circuit with a flow control valve and  counter-holding

 Adjustment and measurement of inlet and outlet pressures and

 cylinder travel time  Comparison of cylinder advance-stroke times for various inlet  and outlet pressures

Rotary machining station 

Several stations on a rotary machining station are driven by a hydraulic power pack.

As individual stations are switched on and off, they produce pressure   fluctuations throughout the hydraulic circuit. This effect will be studied   on a drilling station. The fluctuations in pressure and the tractive   forces created during drilling must not affect the feed of the drilling   station. A flow control valve is to be used to ensure a smooth adjustable   feed rate, while a pressure relief valve is to be used as a  counter-holding valve to compensate for the tractive forces.

Solution description

Assemble and check the circuit. Close the shut-off valve (4) and set the desired pressure by means of the pressure relief valve (3).   Now open the pressure relief valve (3.1) and the shut-off valve (4).  Open the flow control valve approx. 2 turns so that the piston rod   moves into its forward end position in approx. 5 sec, when the 4/3-   way valve is actuated. Do not make any further changes to the flow   control valve setting. As soon as the piston rod reaches the forward  end position with the 4/3-way valve actuated, use the pressure relief valve (3) to set the values in table 1 (check these on the pressure  gauge (2.1)).  The pressure as indicated on the pressure gauge (2.3) must be set  during the advance stroke, using the pressure relief valve (3.1). Flow

is not possible through the flow control valve and pressure relief  valve in the opposite direction. The two non-return valves (7) and   (7.1) are fitted to allow these to be bypassed.