Tipos de válvula neumáticas

Introducción – Válvulas distribuidoras neumáticas (Introduction – Pneumatic directional control valves)

Las válvulas distribuidoras neumáticas son los elementos encargados de dirigir el paso del aire comprimido entre las distintas conexiones de un circuito, permitiendo establecer, interrumpir o invertir el flujo hacia los actuadores. (Pneumatic directional control valves are the components that route compressed air between the different ports of a circuit, allowing the flow to be established, blocked, or reversed toward actuators.)

Mediante sus diferentes configuraciones (2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 4/3, etc.), estas válvulas determinan el sentido de movimiento, arranque, parada y retorno de cilindros y motores neumáticos. (Through their different configurations (2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 4/3, etc.), these valves determine motion direction, start, stop, and return of pneumatic cylinders and motors.)

Pueden ser accionadas de forma manual, mecánica, neumática o electromagnética, y operar por sistemas de asiento o corredera. Su correcto empleo es esencial para lograr secuencias automáticas, seguridad funcional y control preciso en instalaciones neumáticas industriales. (They can be actuated manually, mechanically, pneumatically, or by solenoids, and may use seat or spool designs. Proper use is essential to achieve automatic sequences, functional safety, and precise control in industrial pneumatic systems.)

Válvula distribuidora 2/2, cerrada en reposo, junta de bola (2/2 directional control valve, normally closed, ball seat)

La bola es comprimida por un resorte contra su asiento y cierra el paso del aire de P hacia A. Al descender la leva, la bola es separada de su asiento. Para ello debe vencerse la fuerza del muelle y la presión ejercida sobre la bola. Estructura sencilla permite una construcción pequeña. (The ball is pressed by a spring against its seat and blocks the air flow from P to A. When the cam is depressed, the ball is lifted from its seat. The spring force and the pressure acting on the ball must be overcome. The simple structure allows a compact design.)

Válvula distribuidora 3/2, cerrada en reposo, junta de bola (3/2 directional control valve, normally closed, ball seat)

La bola, empujada por el resorte, impide el paso de P hacia A; esta última se conecta, a través del taladro interno de la leva, con R a la atmósfera. (The ball, pushed by the spring, blocks the passage from P to A; A is connected through the internal bore of the cam to R and to atmosphere.)

Al accionarse la leva, se cierra primero el paso entre A y R, luego la bola permite el paso de P hacia A. Al efectuar el movimiento inverso, primero se cerrará el paso P–A y finalmente se abrirá A–R. (When the cam is actuated, the connection between A and R is closed first, then the ball allows flow from P to A. During the reverse movement, P–A closes first and finally A–R opens.)

La válvula trabaja sin interferencia de la alimentación con la purga de aire. (The valve operates without interference between supply and exhaust.)

Válvula distribuidora 3/2, cerrada en reposo, junta de asiento plano (3/2 directional control valve, normally closed, flat seat)

La característica de esta válvula es el plato comprimido por un resorte contra el asiento. Como fuerza de estanqueidad adicional actúa la presión de aire comprimido. (The characteristic feature of this valve is a disc pressed by a spring against the seat. Compressed-air pressure acts as an additional sealing force.)

Las válvulas de asiento plano se caracterizan por una gran sección transversal de paso y recorridos de accionamiento cortos. Son insensibles a las impurezas (por tanto, larga duración de vida). (Flat-seat valves are characterized by a large flow cross-section and short actuation strokes. They are insensitive to contamination and therefore have a long service life.)

La válvula 3/2 vías cierra el paso de P y conecta A con R. Al descender la leva, se cierra primero el paso A–R y luego se abre el P–A. (The 3/2 valve blocks P and connects A to R. When the cam is depressed, A–R closes first and then P–A opens.)

Aplicación: Mando de circuitos de simple efecto y como órgano de señal para accionamiento de válvulas pilotadas por aire comprimido. (Application: control of single-acting circuits and as a signaling element for pneumatically piloted valves.)

Válvula distribuidora 3/2, abierta en reposo, junta de asiento plano (3/2 directional control valve, normally open, flat seat)

En la posición de reposo está abierto el paso P–A, bloqueando el escape R. (In the normal position, the P–A passage is open and the exhaust R is blocked.)

Al oprimirse la leva, el plato cierra en primer lugar el paso P–A y el segundo plato, por el resalte del eje, abre el conducto A–R. (When the cam is pressed, the disc first closes P–A, and the second disc, actuated by the shaft shoulder, opens A–R.)

Válvula distribuidora 3/2, accionamiento neumático (3/2 pneumatically actuated directional control valve)

Esta válvula, cerrada en reposo, es accionada por aire comprimido en Z. La presión de P y el muelle mantienen el paso cerrado. (This valve, normally closed, is actuated by compressed air at Z. The pressure at P and the spring keep the passage closed.)

La superficie del émbolo de mando debe estar dimensionada de manera que se asegure la inversión con seguridad a igualdad de presiones en P y Z. (The control piston area must be dimensioned so that reliable switching is ensured at equal pressures at P and Z.)

Válvula distribuidora 3/2, accionamiento neumático por membrana (3/2 pneumatically actuated diaphragm valve)

Esta válvula efectúa el accionamiento por medio de una membrana; su gran superficie ofrece la posibilidad de conmutación con presión en Z de 120 kPa (1,2 bar) y una presión de alimentación de 600 kPa (6 bar). (This valve is actuated by means of a diaphragm; its large effective area allows switching with a pilot pressure at Z of 120 kPa (1.2 bar) and a supply pressure of 600 kPa (6 bar).)

Mediante el cambio de P por R, la válvula puede emplearse como abierta en reposo. (By swapping P and R, the valve can be used as normally open.)

Válvula distribuidora 4/2, accionamiento neumático (4/2 directional control valve, pneumatic actuation)

Esta válvula, accionada por aire comprimido, posee dos émbolos de mando. A través del émbolo izquierdo el paso A-R está abierto y a través del derecho se permite la conexión P-B. (This valve, actuated by compressed air, has two control pistons. Through the left piston, the A-R passage is open, and through the right piston the P-B connection is established.)

Para el accionamiento de los émbolos de membrana se impulsa aire comprimido a través de Z. (The diaphragm pistons are actuated by compressed air supplied through port Z.)

La reposición se realiza después de la purga de Z, por medio de muelles de recuperación. Las membranas, por su presión interna, recuperan la posición inicial. (Resetting occurs after venting port Z, by means of return springs. The diaphragms, due to their internal pressure, restore the initial position.)

Válvula 3/2, de mando electromagnético (3/2 directional control valve, solenoid actuated)

Los electroimanes se emplean para el accionamiento de válvulas cuando la señal de mando proviene de un elemento eléctrico, tales como finales de carrera, pulsadores, temporizadores, presostatos o PLC. (Solenoids are used to actuate valves when the control signal comes from electrical devices such as limit switches, push buttons, timers, pressure switches or PLCs.)

Sin excitación de la bobina, el núcleo cierra por efecto del muelle la conexión P y A es purgado por R. (Without coil excitation, the core closes the P port by spring force and A is exhausted through R.)

Al energizarse el solenoide, la armadura es atraída hacia el interior, cerrando R y comunicando P con A. La válvula no está libre de interferencias. (When the solenoid is energized, the armature is attracted inward, closing R and connecting P to A. The valve is not interference-free.)

Válvula distribuidora 3/2 de rodillo, servo-pilotada (3/2 roller-lever directional control valve, servo-piloted)

La fuerza de accionamiento necesaria para las válvulas de asiento aumenta con la presión de trabajo. (The actuation force required for seat valves increases with operating pressure.)

Esta fuerza puede reducirse intercalando una válvula previa 3/2 de menor diámetro nominal. En el accionamiento, la válvula piloto abre el paso de P hacia la membrana del émbolo; ésta cierra A-R y levanta el asiento, comunicando P con A. (This force can be reduced by using a small pilot 3/2 valve. The pilot valve connects P to the diaphragm, which closes A-R and lifts the seat, connecting P to A.)

La fuerza sobre el rodillo es de 1.8 N a 600 kPa. Puede transformarse en válvula normalmente abierta invirtiendo el cabezal de pilotaje. (The roller actuation force is 1.8 N at 600 kPa. It can be converted into a normally open valve by reversing the pilot head.)

12. Válvula distribuidora 4/2, de mando electromagnético, servo-pilotada (4/2 solenoid-actuated directional control valve, servo-piloted)

El mando previo de la válvula 4/2 vías se realiza a través de otra 3/2 vías, accionada por el imán. Los émbolos de mando de la unidad principal son impulsados por aire comprimido, mientras exista también tensión en la bobina. Por medio del servo pilotaje se accionan válvulas de grandes pasos, gracias a electroimanes relativamente pequeños. (The pilot control of the 4/2-way valve is performed by a 3/2-way valve actuated by the solenoid. The control pistons of the main stage are driven by compressed air as long as the coil remains energized. Servo-piloting allows the actuation of large-port valves using relatively small solenoids.)

Válvula distribuidora 5/2, accionamiento neumático (5/2 directional control valve, pneumatic actuation)

En esta válvula de asiento de membrana, todos los empalmes se cierran por asiento. Esta válvula es invertida alternativamente por las entradas Z e Y. El émbolo de mando conserva, debido a la tensión de las membranas, la posición de maniobra hasta que se dé una contraseñal. La válvula tiene características de memoria. (In this diaphragm seat valve, all ports are closed by seats. The valve is switched alternately by pilot inputs Z and Y. Due to diaphragm tension, the control element keeps its last position until an opposite pilot signal is applied. The valve has “memory” (bistable) characteristics.)

Válvula distribuidora 5/2, corredera (5/2 spool (slide) directional control valve)

La característica de estas válvulas de corredera es el movimiento transversal del órgano de mando con respecto a la dirección del medio a mandar. Pueden invertirse por cualquier clase de accionamiento. La fuerza de accionamiento sólo tiene que vencer el rozamiento de los émbolos con el cuerpo. En válvulas de pilotaje neumático, el pilotaje puede ser de valor más reducido que la presión de trabajo; sin embargo, el recorrido es mayor que en las válvulas de asiento. (The characteristic feature of spool valves is the transverse movement of the control element relative to the flow direction. They can be shifted by any type of actuation. The actuation force only needs to overcome friction between the spool and the body. With pneumatic pilot operation, pilot pressure can be lower than working pressure; however, the stroke is longer than in seat valves.)

15. Diferentes tipos de corredera (Different types of spools)

La hermetización de la compuerta con el cuerpo de la válvula puede efectuarse por ajuste exacto. El juego está comprendido entre 0,002 y 0,004 mm, puesto que de lo contrario se producen grandes pérdidas por fugas. (Sealing between the spool (land) and the valve body can be achieved by precision fitting. The clearance is between 0.002 and 0.004 mm; otherwise, significant leakage losses occur.)

En lugar de estos ajustes caros, se emplean para la hermetización juntas tóricas, con el fin de reducir el peligro de deterioro de estos elementos de acoplamiento interiores. Están dispuestos pequeños taladros en el contorno del orificio de salida. (Instead of costly precision fits, O-rings are used for sealing to reduce the risk of wear of internal coupling elements. Small holes are arranged around the outlet port contour.)

Válvula distribuidora 4/2, cursor lateral (4/2 directional control valve, side-slide element)

La inversión de esta válvula se realiza a través de impulsos neumáticos por los orificios Z e Y, por un émbolo doble de mando. (This valve is switched by pneumatic pulses through ports Z and Y, acting on a double control piston.)

Los conductos de trabajo A y B se enlazan por un cursor plano con el conducto de escape R. En caso de desgaste, el cursor se reajusta automáticamente bajo el efecto del resorte incorporado y la presión aplicada; con ello se asegura una larga duración. (Work ports A and B are connected by a flat sliding element to the exhaust port R. In case of wear, the slide readjusts automatically under the action of the built-in spring and the applied pressure, ensuring long service life.)

Para la inversión basta un impulso en cualquiera de las dos conexiones Z o Y. (To switch, a pulse at either Z or Y is sufficient.)

Válvula distribuidora 4/2, impulsos eléctricos, servo-pilotada (4/2 directional control valve, electrical pulses, servo-piloted)

La inversión de la válvula de cursor plano se realiza por válvulas 3/2 vías accionadas por solenoides incorporados. Al producirse la atracción del núcleo del imán, el pilotaje de aire realiza la conmutación, quedando en esta posición hasta el siguiente impulso contrario. (Switching of the flat-spool valve is performed by 3/2-way valves actuated by built-in solenoids. When the solenoid core is attracted, pneumatic pilot air performs the changeover and the valve remains in that position until the next opposite pulse.)

Válvula distribuidora 3/2, de corredera (3/2 spool (slide) directional control valve)

Esta válvula con reposición por muelle puede emplearse como órgano de señal para la inversión de válvulas de impulso. (This spring-return valve can be used as a signal element for switching impulse valves.)

• No accionada: P cerrado y A purgado hacia R. (Not actuated: P closed and A exhausted to R.)
• Accionada: P hacia A y R cerrado. (Actuated: P to A and R closed.)

Válvula distribuidora 3/2, de corredera (3/2 spool (slide) directional control valve)

Esta sencilla válvula manual se emplea como válvula principal de cierre y purga en instalaciones neumáticas. Después de desplazar el casquillo exterior hacia la izquierda del dibujo, el canal anular del casquillo enlaza P con A. Después de la reposición del casquillo, P está cerrado y A está unido a R y, por tanto, la instalación queda purgada de aire. (This simple manual valve is used as the main shut-off and exhaust valve in pneumatic installations. After sliding the outer sleeve to the left (as shown), the sleeve annular channel connects P to A. After the sleeve returns, P is closed and A is connected to R, so the installation is vented.)

Válvula distribuidora 4/3, de disco (4/3 disc-type directional control valve)

Estas válvulas se fabrican generalmente para ser accionadas manualmente o por pedal. En la posición intermedia, los conductos de trabajo están purgados de aire. El émbolo de un cilindro de doble efecto quedaría sin aire que lo mantuviese en alguna posición fija, pudiendo entonces ser accionado exteriormente. (These valves are generally manufactured for manual or foot-pedal actuation. In the intermediate position, the working lines are exhausted. The piston of a double-acting cylinder would have no air holding it in a fixed position, and could therefore be moved externally.)