Mantenimiento de una presión

En muchas aplicaciones, como la laminación y las prensas de moldeo, es necesario mantener la presión en el cilindro de actuación durante un determinado período.

Esto es posible, por supuesto, hacerlo en forma simple mediante la aplicación constante de la presión de la bomba en giro; pero sabemos que el caudal de la bomba será descargado a través de la válvula de alivio, siendo esto incorrecto debido a la temperatura que se genera en el circuito hidráulico y al consumo de potencia que ello implica.

Estas limitaciones hacen que debamos buscar otros medios de mantener presiones durante ciertos períodos dentro de los cilindros.

En la Fig. 5.21 (parte A) vemos un corte esquemático constructivo de una válvula de retención comandada. El flujo libre tiene dirección desde la entrada (IN) hacia la salida (OUT); en sentido inverso actúa como una válvula de retención ordinaria. Sin embargo, el flujo en dirección reversa, normalmente bloqueado, puede ser liberado mediante la aplicación de una presión en la cámara piloto.

A	B
Fig. 5.21

En la parte B de esta misma figura vemos un circuito típico empleando una válvula de retención comandada. Cuando el cilindro efectúa su carrera de descenso y ejerce presión, puede centrarse la válvula de comando, actuando entonces como retención de la presión en la cámara ciega del cilindro mediante la válvula de retención comandada.

Para la carrera de elevación de este cilindro, al efectuarse el suministro a través de la válvula de comando hacia la cara del lado del vástago, queda aplicada una presión piloto a la válvula de retención, abriéndose esta y permitiendo la evacuación del aceite procedente de la cara ciega del cilindro.

Estos circuitos son efectivos únicamente cuando el cilindro es absolutamente estanco entre cámaras; es preferible el empleo, en estos casos, de pistones con guarniciones múltiples en “V” de tipo sintético.

En la Fig. 5.22, la adición de un pequeño acumulador en la línea al cilindro permite resolver los problemas del mantenimiento de la presión.

El acumulador, usualmente de aproximadamente 1/2 galón, es llenado cuando se produce la carrera de descenso del cilindro; el aceite acumulado a presión se encarga de mantener la presión dentro de la cámara ciega del cilindro, compensando las pérdidas que pudieran existir.

Es de hacer notar que el acumulador no mantiene en forma absolutamente constante el nivel de presión y desciende a medida que el acumulador se descarga.

En la Fig. 5.23 observamos que dos bombas, la PF-1 y PF-2, están combinadas para entregar la suma de sus volúmenes a los efectos de obtener una velocidad deseada. Ambas bombas están preparadas para la máxima presión del circuito. Cuando la prensa y el cilindro se cierran y se requiere el total de la presión, la válvula 1 puede ser operada enviando la bomba PF-1 al tanque, permitiendo entonces que toda la potencia del motor eléctrico quede aplicada a la bomba PF-2, a plena presión regulada por la válvula de alivio 2.

La bomba PF-2 es de pequeño volumen, solamente del necesario para compensar las pérdidas que pueden ocasionarse en el circuito detenido. En la Fig. 5.24 vemos un multiplicador de presión aire-aceite, de acción recíproca, continua y automática, que puede mantener una presión constante de mantenimiento por un tiempo indefinido sin afectar las condiciones del circuito hidráulico en general.

Como observamos en este circuito, en posición centrada la válvula de comando debe comenzar a accionar el multiplicador de presión, que se encargará de mantener la presión constantemente en la cara ciega del cilindro.

Es necesario tomar algunas precauciones en los circuitos de mantenimiento de presión que emplean válvulas de cuatro vías con salidas bloqueadas al cilindro (como las vistas en las Fig. 5.22 y 5.23). Ligeras pérdidas a través del pistón del cilindro se irán acumulando en la cara correspondiente al vástago, produciendo una fuerza contraria en el área expuesta del pistón. Un manómetro instalado en la cara del lado del vástago indicará la existencia de una presión elevada durante el trabajo de mantenimiento de presión del circuito.

Esto hace necesario el empleo de válvulas de cuatro vías con un centro como el que muestra la Fig. 5.24, donde una de las conexiones del cilindro (en este caso la del lado del vástago) está conectada a tanque junto con la bomba; de esta forma se evacúan las posibles pérdidas a través del pistón. Puede ser necesario adicionar una válvula de contrabalanceo (como aparece en líneas punteadas) cuando se deseen efectuar detenciones intermedias de este cilindro.

En la Fig. 5.25, en las bombas de pistones existe a veces la posibilidad de aislar mediante un circuito separado uno o más pistones, quedando de esta manera, a partir de una sola bomba, dos circuitos diferentes.

La válvula 1 de alivio controla el flujo principal, mientras que la válvula de alivio 2 controla la presión de los pistones que han sido aislados en el circuito separado.

En este circuito, los pistones aislados proveen la presión de sostén, mientras que el flujo principal de la bomba es enviado al tanque a través del centro de la válvula 3.

Descarga de bombas

La potencia eléctrica aplicada al movimiento de una bomba, cuando no es convertida en energía mecánica, es convertida en calentamiento del aceite hidráulico. De esto surge que es necesario descargar las bombas de los circuitos hidráulicos cuando se encuentran en una posición pasiva, evitando consumo de energía eléctrica y calentamiento del circuito hidráulico.

La forma más simple de descargar una bomba es proveyendo una válvula de globo o de esclusa (válvula 1 en la Fig. 5.26), que puede ser operada manualmente por el operador, permitiendo que el aceite bombeado circule al tanque con una muy pequeña contrapresión.

En la parte B de esta misma figura, la descarga se realiza mediante el venteo de la válvula de alivio principal 2, que es del tipo operada por piloto. Este sistema es particularmente usado en bombas de gran desplazamiento, donde se requeriría una válvula manual de gran tamaño y pesada de utilizar por el operador.

En este circuito, la válvula 1 (manual o accionada eléctricamente) puede ser del tamaño de 1/4", suficiente para ventear la válvula de alivio n.º 2. Al ser de operación remota, esta válvula puede estar ubicada en el lugar más conveniente para el operador.

Retracción a baja presión

En la Fig. 5.27 observamos que, cuando un cilindro requiere únicamente una pequeña presión para su retorno, una válvula de alivio separada puede ser instalada en la cara del lado del vástago del cilindro. De esta forma, la presión que retrae el cilindro queda determinada por el ajuste de dicha válvula de alivio.

Cuando el cilindro se halla completamente retraído y alcanza el final de su carrera, la bomba descargará al tanque a través de esta válvula de alivio. En la carrera de avance del cilindro, toda la presión estará aplicada para realizar el trabajo y regulada por la válvula de alivio principal n.º 2.

Este método es recomendado para sistemas de 5 HP o menos, siempre y cuando la válvula 1 no esté ajustada a valores superiores a 150 lb/pulg². Para equipos mayores aparecen problemas de calentamiento.

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