válvula neumática de 3/2 vías - Cómo funcionan
Figura 1: Una válvula neumática de 3/2 vías
Una válvula de 3/2 vías tiene tres puertos y dos posiciones que pueden ser accionadas neumática, mecánica, manual o eléctricamente a través de una electroválvula. Se utilizan, por ejemplo, para controlar un cilindro de acción simple, actuadores neumáticos, sopladores, para liberar presión y aplicaciones de vacío. Una válvula sirve para llenar el cilindro, y también para vaciarlo después, de manera que se pueda repetir el proceso. Por lo tanto, una válvula con dos puertos no sería adecuada. La ventilación requiere un tercer puerto. Existen dos tipos de válvulas 3/2: monoestables y biestables. Las válvulas monoestables de 3/2 vías también pueden ser normalmente cerradas o normalmente abiertas, al igual que las de 2/2 vías.
Índice de contenidos
- Función del circuito de las válvulas de aire de 3 vías
- Diseño
- Aplicaciones típicas
- PREGUNTAS FRECUENTES
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Función del circuito de las válvulas de aire de 3 vías
La válvula neumática de 3/2 vías tiene tres puertos de conexión y dos estados. Los tres puertos son:
- entrada (P, 1),
- salida (A, 2)
- escape (R, 3)
Los dos estados de la válvula son abierto y cerrado. Cuando la válvula está abierta, el aire fluye desde la entrada (P, 1) a la salida (A, 2). Cuando la válvula está cerrada, el aire pasa de la salida (A, 2) al escape (R, 3). Una válvula que está cerrada en estado no accionado es normalmente cerrada (N.C.), lo contrario se llama normalmente abierta (N.O.del inglés, normally open) .
Figura 2: Función del circuito de una válvula monoestable, normalmente cerrada, de 3/2 vías
La mayoría de las válvulas son monoestables y vuelven a su posición por defecto cuando no se accionan, esto se consigue con un mecanismo de muelle. Las válvulas biestables de 3/2 vías conservan su posición durante la pérdida de energía, y requieren una acción independiente para cambiar el estado de la válvula. Por lo tanto, no pueden ser designados como normalmente cerrados o normalmente abiertos. Las electroválvulas neumáticas biestables suelen tener una bobina en cada posición y funcionan por impulsos. Resumiendo, las diferentes funciones de la válvula de 3/2 vías son:
- Normalmente cerrada monoestable de 3/2 vías
- Normalmente abierta 3/2 vías monoestable
- 3/2 vías biestables
Las funciones del circuito pueden mostrarse con símbolos de válvulas. Para las tres funciones mencionadas, el símbolo de una electroválvula de accionamiento indirecto se muestra a continuación. Puede encontrar información detallada sobre otros símbolos de válvulas neumáticas y su explicación en nuestro artículo sobre símbolos de válvulas.
Figura 3: Símbolos de electroválvulas neumáticas de 3/2 vías, de izquierda a derecha: normalmente abierta, monoestable (izquierda), normalmente cerrada, monoestable (centro), biestable (derecha).
las válvulas de 3/2 vías pueden ser accionadas por diferentes medios como:
- neumáticamente
- manualmente
- mecánicamente
- eléctricamente (electroválvula)
Además, las válvulas pueden ser de accionamiento directo o indirecto. Con el funcionamiento indirecto, la válvula utiliza la presión de entrada para ayudar a cambiar el estado de la válvula.
Diseño
las válvulas de 3/2 vías están disponibles en varios diseños. El mecanismo de cierre de las válvulas puede ser un obturador o un carrete. Las partes principales de la válvula son las siguientes: carcasa, juntas, obturador (o carrete) y un actuador
En las válvulas de accionamiento directo, el obturador se mueve directamente por el actuador. Son posibles varios tipos de actuadores:
- Solenoide (bobina)
- Pulsador
- Palanca
- Pedal, etc.
La válvula se cierra o se abre moviendo el obturador. Las válvulas monoestables vuelven a su posición por defecto, lo que se consigue mediante la fuerza de un muelle. En el caso del funcionamiento indirecto, el obturador no es accionado directamente por el solenoide, sino que la válvula utiliza la presión del sistema para mover el obturador. Para ello se utiliza una válvula piloto adicional. Esta válvula piloto es una pequeña válvula de 3/2 vías de accionamiento directo. La válvula piloto suministra aire comprimido a un pequeño cilindro de aire dentro de la válvula. El aire comprimido de este cilindro empuja el pistón y acciona el solenoide para conmutar la válvula. Las válvulas monoestables se construyen con una bobina y las biestables con dos. Con una carcasa NAMUR (carcasa con huella normalizada), la válvula puede fijarse directamente a un actuador que también cumpla la norma NAMUR. Los colectores pueden utilizarse para ahorrar espacio y agrupar válvulas. No sólo se pueden incorporar varias válvulas de 3/2 vías en un colector, sino que existe la posibilidad de mezclar válvulas. Por ejemplo, puede montar una válvula de 5/2 vías junto a otra de 3/2 vías. Las posibles combinaciones dependen del tipo y diseño del colector.
Siempre hay que tener en cuenta el entorno de un sistema neumático. Cuando hay sustancias agresivas en el entorno, el cuerpo de la válvula y las juntas tienen que ser resistentes a la corrosión. En las zonas de salas limpias, los entornos ATEX y la industria alimentaria se aplican válvulas especiales.
Una válvula de 5/2 vías se puede utilizar como una válvula de 3/2 vías utilizando sólo una entrada y el correspondiente puerto de salida. Con dos válvulas de 2/2 vías se puede imitar la función de una válvula de 3/2 vías.
Aplicaciones típicas
las válvulas de 3/2 vías son adecuadas para varias tareas: accionamiento de actuadores neumáticos, soplado, alivio de presión y aplicaciones de vacío.
Control de un cilindro de efecto simple
El funcionamiento de un cilindro de efecto simple es una aplicación típica de las válvulas de 3/2 vías. Un cilindro de efecto simple tiene un puerto neumático para llenar y vaciar la cámara de aire. El cilindro se mueve en una dirección al llenar la cámara de aire, y vuelve por la fuerza del muelle. La válvula de 3/2 vías llena la cámara de aire o la ventila a la atmósfera. En la imagen siguiente se muestra un circuito neumático básico para un cilindro de efecto simple.
Figura 4: Representación esquemática de un accionamiento de cilindro de simple efecto con una válvula de 3/2 vías
Control de un cilindro de doble efecto
Un cilindro de doble efecto tiene dos cámaras de aire. El cilindro se mueve llenando una cámara de aire mientras se descarga la otra. Cada cámara tiene su propio puerto de conexión, por lo que en la mayoría de los casos se utiliza una válvula de 5/2 vías para accionar un cilindro de doble efecto. Sin embargo, también se puede hacer con dos válvulas de 3/2 vías que se conectan cada una a un puerto del cilindro. Una válvula impulsa el vástago a la posición extendida (a1), la otra válvula devuelve el pistón a su posición inicial (a0) (véase la siguiente imagen). Una de las ventajas de estos circuitos es que se pueden aplicar dos presiones diferentes a las tomas del cilindro sin necesidad de instalar un regulador de presión entre la válvula y el cilindro. Otra ventaja es que las dos cámaras de aire pueden descargarse simultáneamente, con lo que el vástago se mueve libremente.Con una válvula de 5/2 vías esto no es posible.
Para accionar el pistón con dos válvulas NC (Normalmente Cerradas) de la posición a0 a la a1, una de las válvulas debe estar accionada (conectada, 1) mientras que la otra debe estar sin conexión (desconectada, 0). La válvula desconectada deja salir el aire comprimido por el puerto de alivio (R,3). Por lo tanto, el pistón se mueve en la dirección deseada. En los cuadros siguientes se indican más estados.
Al menos una de las dos válvulas debe estar en la posición de "escape", para no presurizar los dos puertos del cilindro al mismo tiempo. Cuando ambos puertos del cilindro están presurizados, el movimiento del pistón depende del estado previo del pistón, la cantidad de presión, el tipo de cilindro, etc.
Una electroválvula neumática NC y otra NO que controlan un cilindro de doble efecto
| Válvula NC "izquierda | Válvula NO 'derecha' | Posición del pistón |
| 0 | 0 | a0 |
| 1 | 0 | No hay estado estable |
| 0 | 1 | Libre circulación entre a0-a1 |
| 1 | 1 | a1 |
Figura 5: accionamiento de cilindro de efecto doble con 1 válvula NC y otra NO
Dos electroválvulas neumáticas NC que controlan un cilindro de efecto doble
| Válvula NC 'izquierda' | Válvula NC 'derecha' | Posición del pistón |
| 0 | 0 | Libre circulación entre a0-a1 |
| 1 | 0 | a1 |
| 0 | 1 | a0 |
| 1 | 1 | No hay estado estable |
En las tablas anteriores las cifras significan lo siguiente:
- 0 = válvula no accionada
- 1 = válvula accionada
Figura 6: Cilindro neumático de efecto doble con dos válvulas NC
Aplicaciones de soplado, liberación de presión y vacío
las válvulas de 3/2 vías son adecuadas para aplicaciones de soplado, liberación de presión y vacío. En la mayoría de los casos, las válvulas de pilotaje externo o de accionamiento directo son necesarias porque no requieren un diferencial de presión mínimo. Eche un vistazo a los circuitos que se muestran a continuación para las válvulas de soplado, de liberación de presión y de vacío. En el circuito de vacío, la bomba de vacío está conectada al puerto (P,1), la presión atmosférica está conectada al puerto (R,3). El vacío se romperá cuando el puerto (A,2) se conecte con el puerto (R,3). La toma está aspirando, cuando la bomba de vacío (puerto P (1)) está conectada.
Figura 7: Válvula de soplado de 3/2 vías pilotada externamente (izquierda), válvula de alivio de presión pilotada externamente (derecha)
Símbolo de una válvula de 3/2 vías utilizada para una aplicación de vacío: Filtro de vacío (A), ventosa (B), filtro con separador, drenaje manual (C), bomba de vacío
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué es una válvula de 3/2 vías?
la válvula de 3/2 vías tiene tres puertos de conexión y dos posiciones que pueden ser accionadas a través de una electroválvula. Se utilizan para controlar un cilindro de acción simple, para accionar actuadores neumáticos, se utilizan como válvula de soplado, como válvula de liberación de presión y en aplicaciones de vacío.
¿Cómo funciona una válvula de 3 vías y 2 posiciones?
Una válvula de 3 vías y 2 posiciones tiene 3 puertos y dos posiciones y puede ser normalmente cerrada (NC) o normalmente abierta (NO). Una válvula normalmente cerrada se abrirá cuando reciba energía y se cerrará por la tensión del muelle. Una válvula normalmente abierta se cerrará cuando reciba energía y se abrirá de nuevo por la tensión del muelle. El tercer puerto se utiliza normalmente para la descarga.
¿Cuál es la diferencia entre una válvula de 2 y 3 vías?
Una válvula de 2 vías es cualquier tipo de válvula con dos puertos: uno de entrada y otro de salida. Una válvula de 3 vías tiene tres puertos dentro del cuerpo de la válvula que se utilizan como entrada, salida y escape.