Resumen de la válvula solenoide neumática de 3/2 vías

Figura 1: Una válvula solenoide neumática de 3/2 vías

Las válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías son esenciales para regular el flujo de aire en una variedad de aplicaciones, incluyendo cilindros de simple efecto, actuadores neumáticos y tareas como soplado, liberación de presión y operaciones de vacío. Este artículo proporciona una visión general para ayudar a los lectores a comprender mejor los temas generales de las válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías, incluyendo aplicaciones, principios de funcionamiento y más.

Tabla de contenidos

• Forma constructiva de las válvulas de 3/2 vías
• Función de circuito de las válvulas de aire de 3 vías
• ¿Cómo funciona una válvula solenoide neumática de 3/2 vías?
• Aplicaciones
• Versatilidad y consideraciones ambientales
• Preguntas frecuentes

3/2 vías vs 2/2 vías y 5/2 vías

Las válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías tienen un puerto de entrada, un puerto de salida y un puerto de escape. Se utilizan para controlar sistemas neumáticos más simples (por ejemplo, cilindros neumáticos de simple efecto) con el beneficio adicional del escape. Mientras que las válvulas solenoides neumáticas de 2/2 vías se utilizan para el control simple de encendido/apagado y las válvulas solenoides neumáticas de 5/2 vías se utilizan para controlar cilindros neumáticos de doble efecto. Las válvulas de 5/2 vías pueden controlar el suministro de aire en ambas cámaras de la válvula solenoide de doble efecto.

Forma constructiva de las válvulas de 3/2 vías

Las válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías vienen en varios diseños y pueden categorizarse según su operación y estabilidad.

Basado en la operación

• Operación directa: Las válvulas de operación directa solo utilizan el solenoide para abrir o cerrar sin necesidad de presión en el sistema.
• Operación indirecta: En las válvulas de operación indirecta, el carrete no es accionado directamente por el solenoide. En su lugar, la presión del sistema mueve el carrete. Esto requiere una válvula piloto adicional, una pequeña válvula de 3/2 vías de operación directa. La válvula piloto suministra aire comprimido a un pequeño cilindro de aire dentro de la válvula, empujando contra un pistón para accionar el solenoide y conmutar la válvula. Esto permite el uso de un solenoide relativamente pequeño para conmutar la válvula.

Basado en la estabilidad

• Válvulas monoestables: Las válvulas monoestables vuelven a su posición predeterminada utilizando la fuerza del resorte. Típicamente tienen una bobina.
• Válvulas bistables: Las válvulas bistables tienen una bobina en cada posición y se operan por pulsos. Pueden mantener su posición sin necesidad de energía continua, alternando entre dos estados estables. Aprenda más en nuestro artículo sobre válvulas solenoides bistables.

Función de circuito de la válvula solenoide neumática de 3/2 vías

La válvula neumática de 3/2 vías, también conocida como válvula accionada por aire, tiene tres puertos de conexión y dos estados. Los puertos son:

• Entrada (P, 1)
• Salida (A, 2)
• Escape (R, 3)

La válvula tiene dos estados: abierto y cerrado. Cuando la válvula está abierta, el aire fluye desde la entrada (P, 1) hacia la salida (A, 2). Cuando la válvula está cerrada, el aire fluye desde la salida (A, 2) hacia el escape (R, 3). Una válvula que está cerrada en su estado no accionado se llama válvula normalmente cerrada (NC), mientras que una que está abierta en su estado no accionado se llama válvula normalmente abierta (NO).

Figura 2: Función de circuito de una válvula de 3/2 vías monoestable, normalmente cerrada

La mayoría de las válvulas solenoides de 3 vías son monoestables y vuelven a su posición predeterminada cuando no están accionadas, típicamente usando un mecanismo de resorte. Las válvulas solenoides neumáticas bistables de 3/2 vías mantienen su posición durante la pérdida de energía y requieren una acción separada para cambiar de estado. Por lo tanto, las válvulas bistables no pueden llamarse NC o NO.

En resumen, las diferentes funciones de la válvula de 3/2 vías son:

• 3/2 vías monoestable NC
• 3/2 vías monoestable NO
• 3/2 vías bistable

Las funciones de circuito se representan utilizando símbolos de válvulas y neumáticos. La Figura 3 muestra los símbolos de una válvula solenoide de 3/2 vías de operación indirecta. Aprenda sobre otros símbolos de válvulas neumáticas y su explicación en nuestro artículo sobre símbolos de válvulas.

Figura 3: Símbolos de válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías de operación indirecta, de arriba a abajo: monoestable normalmente abierta, monoestable normalmente cerrada, bistable.

¿Cómo funciona una válvula solenoide neumática de 3/2 vías?

Figura 4: Diseño de válvula neumática de 3/2 vías operada por solenoide en los estados cerrado (izquierda) y abierto (derecha): Operador manual (A), núcleo fijo (B), solenoide (C), armadura (D), pasador de empuje (E), resorte de retorno 1 (F), carrete (G), atmósfera (H), salida de la válvula (I), suministro de aire (J), resorte de retorno 2 (K), y orificio (L).

En una válvula neumática de 3/2 vías operada por solenoide, los componentes principales y sus funciones son:

• Operador manual (A): Permite el control manual de la válvula.
• Núcleo fijo (B): Proporciona un núcleo magnético estacionario para el solenoide.
• Solenoide (C): Genera un campo magnético para mover la armadura.
• Armadura (D): Se mueve en respuesta al campo magnético generado por el solenoide.
• Pasador de empuje (E): Transfiere el movimiento de la armadura al carrete.
• Resorte de retorno 1 (F): Devuelve la armadura a su posición predeterminada cuando el solenoide está desenergizado.
• Carrete (G): Controla el flujo de aire a través de la válvula.
• Atmósfera (H): El puerto de escape donde se libera el aire.
• Salida de la válvula (I): El puerto a través del cual el medio sale de la válvula.
• Suministro de aire (J): El puerto donde entra el aire comprimido a la válvula.
• Resorte de retorno 2 (K): Ayuda a devolver el carrete a su posición predeterminada.
• Orificio (L): La abertura a través de la cual fluye el aire dentro de la válvula.

Aplicaciones

Las válvulas de 3/2 vías son adecuadas para diversas tareas, incluyendo el accionamiento de actuadores neumáticos, soplado, liberación de presión y aplicaciones de vacío.

Control de un cilindro de simple efecto

Un cilindro de simple efecto tiene un puerto neumático para llenar y vaciar la cámara de aire. El cilindro se mueve en una dirección cuando se llena la cámara de aire y vuelve a su posición original debido a la fuerza del resorte. La válvula de 3/2 vías llena la cámara de aire o la ventila a la atmósfera. La Figura 5 muestra un circuito neumático básico para un cilindro de simple efecto.

Figura 5: Representación esquemática de un accionamiento de cilindro de simple efecto con una válvula de 3/2 vías

Aplicaciones de soplado, liberación de presión y vacío

Las válvulas solenoides neumáticas de 3/2 vías son ideales para aplicaciones de soplado, liberación de presión y vacío. Las válvulas pilotadas externamente o de actuación directa son a menudo necesarias porque no requieren un diferencial de presión mínimo. La Figura 6 muestra configuraciones de válvulas para soplado, liberación de presión y vacío.

En el circuito de vacío, la bomba de vacío está conectada al puerto (P, 1), y la presión atmosférica está conectada al puerto (R, 3). El vacío se rompe cuando el puerto (A, 2) se conecta al puerto (R, 3). La ventosa recoge el objeto cuando se enciende la bomba de vacío (conectada al puerto P, 1).

Figura 6: De arriba a abajo, configuraciones para aplicaciones pilotadas externamente: soplado, liberación de presión y vacío.

Figura 7: Símbolo de válvula 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 (D)

Versatilidad y consideraciones ambientales

Con una carcasa NAMUR, la válvula puede montarse directamente en un actuador que también cumpla con el estándar NAMUR. Los colectores pueden usarse para ahorrar espacio y agrupar válvulas. Se pueden construir múltiples válvulas de 3/2 vías en un solo colector, y es posible mezclar tipos de válvulas, como montar una válvula de 5/2 vías junto a una válvula de 3/2 vías. Las combinaciones dependen del tipo y diseño del colector.

Las consideraciones ambientales son cruciales en los sistemas neumáticos. Las válvulas y sellos deben ser resistentes a la corrosión cuando se exponen a sustancias agresivas. Hay válvulas especiales disponibles para áreas de sala limpia, entornos ATEX y la industria alimentaria.

Una válvula de 5/2 vías puede funcionar como una válvula de 3/2 vías utilizando solo una entrada y el puerto de salida correspondiente. Además, la función de una válvula de 3/2 vías puede ser imitada usando dos válvulas de 2/2 vías.

Preguntas frecuentes

¿Cómo funciona una válvula de 3 vías y 2 posiciones?

Una válvula de 3 vías y 2 posiciones tiene tres puertos y dos posiciones. Dirige el flujo entre dos de los tres puertos en cada posición, permitiendo el control de la dirección del fluido, típicamente utilizado para desviar o mezclar flujos.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de 2 vías y una de 3 vías?

Una válvula de 2 vías es cualquier tipo de válvula con dos puertos: un puerto de entrada y uno de salida. Una válvula de 3 vías tiene tres puertos dentro del cuerpo de la válvula que se utilizan como entrada, salida y escape.