Válvulas de
Control de Flujo
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LECCIÓN 2.3 VÁLVULAS DE CONTROL DE FLUJO
INTRODUCCIÓN El Control de Flujo consiste en controlar el volumen del flujo de aceite dentro o fuera de un circuito. El control del flujo en un sistema hidráulico puede ser logrado de varias maneras.
La forma más común es la instalación de un orifico. Cuando un orificio es instalado, el orificio presenta una alta restricción mayor a la restricción normal al flujo de la bomba.
La mayor resistencia incrementa la presión del aceite. El incremento en la presión de aceite causa que algo del aceite tome otro camino.
El camino podría ser a través de otro circuito o podría ir por una válvula de alivio.
También serán discutidas las válvulas no compensadas y compensadas de control de flujo.
Orificio
Un orificio es una pequeña apertura en el camino del flujo del aceite. El flujo a través del orifico es afectado por muchos factores. Tres son los más comunes de ellos.
1. La temperatura del aceite
2. El tamaño del orifico
3. La diferencia de presiones a través del orificio TEMPERATURA
TAMAÑO DEL ORIFICIO
Válvula Check con un orificio fijo
Orificio Variable
FLUJO VS.
CAÍDA DE PRESIÓN
Los esquemas de las imágenes 2t29 y 2t30 consisten en una bomba de desplazamiento positivo, una válvula de alivio y un orificio variable. La válvula de alivio es regulada a 3445 kPa (500 psi) y limita la presión máxima en el sistema. El orificio puede ser ajustado a cualquier flujo entre 0 y 5 gpm.
En la imagen 2t29, el orificio variable permite un flujo de 4gpm a través del orificio a una presión de 3445 kpa (500psi) Cuando la presión excede los 3445 kPa (500 psi), la válvula de alivio abre y el excesivo flujo de aceite (1gpm) fluye a través de la válvula de alivio.
2t27
La imagen 2t28 muestra un orificio variable en la forma de una válvula de aguja, el tamaño del orificio es cambiado por el
posicionamiento de la punta de la válvula en relación con el asiento de la válvula.
La válvula de aguja es una de los más frecuentemente usados orificios variables.
2t28
2t29
En la imagen 2t30, el orificio variable permite un flujo de 1 gpm a través del orificio a una presión 3445 kPa (50 psi) Cualquier incremento en el flujo a través del orificio requiere una presión mayor que 3445 kPa (500 psi) Cuando la presión excede dicha presión, la válvula de alivio abre y el flujo en exceso fluye a través de la válvula de alivio
Presión Diferencial
El flujo a través de un orificio es afectado por la presión
diferencial a través del orificio. A mayor presión diferencial, mayor flujo a través del orificio.
En la figura 2t31, la presión diferencial es ilustrada usando dos tubos de pasta de dientes.
Cuando el tubo de pasta de dientes es suavemente apretado como en A, la diferencia de presiones entre el interior del tubo y el exterior es pequeña.
Entonces sólo saldría poca pasta. Pero si es apretada con mayor fuerza, la diferencia de presiones sería mayor y la cantidad de pasta aumentaría
Orificio Fijo
Orificio Variable
Con descarga fija, las variaciones en la presión de entrada no afectan el flujo
Con descarga variable
2t30
2t31
Válvula de Control de flujo No compensada
La Imagen 2t32 consiste de una bomba de desplazamiento positivo, una válvula de alivio, un cilindro, una válvula de control de flujo no compensado, dos manómetros y una válvula de tres posiciones, cuatro vías, centro en tandem operada por palanca.
La válvula de control de flujo no compensada consiste de un orificio variable y una válvula check. Cuando el flujo de aceite ingresa al extremo de cabeza, la válvula Check se asienta. El orificio variable controla el flujo de aceite dentro del extremo de cabeza. Cuando el aceite fluye fuera del extremo de cabeza, la válvula check se abre, el aceite sigue el camino de menor resistencia y fluye irrestrictamente a través de la válvula Check.
En un circuito de control de flujo no compensado, cualquier cambio de la presión diferencial a través del orificio, producirá un cambio correspondiente de flujo a través del orificio.
La válvula de alivio está regulada a 3445 kPa (500 psi). El orificio es ajustado a un flujo de 5 gpm en 3445 kPa (500 psi) sin carga en el cilindro.
La presión diferencial a través del orificio es 3445 kPa (500 psi) El flujo total de la bomba fluye a través del orificio hacia el cilindro.
2t32
La carga se incrementa
La carga disminuye
2t34 2t33
Circuitos de control de flujo compensado
Válvula de control de flujo
de presión compensada
tipo Bypass
Cambio de flujo
En un circuito de control de flujo compensado, la presión diferencial a través del orificio no es afectada por un cambio en la carga. La presión diferencial a través del orificio producirá un flujo constante a través del orificio.
En la imagen 2t35 se muestra una ilustración de una válvula de control de flujo de presión compensada del tipo Bypass, esta válvula ajusta
automáticamente el flujo a los cambios de la carga.
La cantidad de flujo a través de la válvula depende del tamaño del orificio.
Cualquier cambio en el flujo a través del orificio crea un cambio de presión aguas arriba del orificio. El mismo cambio de presión actúa contra la válvula de descarga y el resorte.
Cuando el flujo de la bomba está dentro del rango de flujo de diseño del orificio, la fuerza de la presión del aceite aguas arriba actuando en la válvula de descarga es menos que la fuerza combinada de la presión de aceite y el resorte, aguas abajo, la válvula de descarga permanece cerrada y todo el aceite de la bomba fluye a través del orificio.
Cuando el flujo de la bomba es mayor que el flujo de diseño del orificio, la fuerza de la presión del aceite aguas arriba actuante sobre la válvula de descarga es mayor que la fuerza combinada de la presión del aceite y el resorte, aguas abajo.
La válvula de descarga abre y el exceso de aceite fluye a través de la válvula de descarga al tanque.
2t35
Sin Presión de carga
La presión de carga se incrementa
2t36
2t37
