¿Qué es una válvula neumática? Cómo funciona y su función

Una válvula neumática, también conocida como válvula de control direccional, se utiliza principalmente para controlar y regular el flujo de aire. Puede utilizarse para funciones tan sencillas como abrir y cerrar una vía de flujo, o para el control proporcional de la presión y el caudal. Las válvulas neumáticas se clasifican según su estilo, tipo, principio de diseño, tipo de operación, función, tamaño y aplicación.

¿Cómo funcionan? Lo explicaremos en este artículo, donde hablaremos sobre la funcionalidad de una válvula neumática, sus componentes, sus diferentes tipos y sus aplicaciones comunes.

Componentes de una válvula neumática

Antes de hablar sobre cómo funcionan estas válvulas, es importante analizar algunos de sus componentes clave.
Cuerpo de la válvula

Esta es la carcasa exterior de la válvula y suele estar fabricada con materiales duraderos como latón, acero inoxidable o polímeros de ingeniería. Alberga los componentes internos y contiene puertos y conductos mecanizados con precisión para guiar el flujo de aire a través de la válvula.

Solenoide

Esta pieza se encarga de proporcionar el movimiento mecánico para abrir o cerrar la válvula. Estos pueden ser neumáticos, hidráulicos o solenoides, según el tipo de válvula. Los actuadores neumáticos son más comunes en entornos hostiles.

Elemento de control (carrete o válvula)

Este es el componente más importante de una válvula neumática, ya que regula el flujo de aire. Estos elementos de control vienen en dos configuraciones:

Carrete: Se utiliza un carrete cilíndrico para conectar o bloquear puertos, lo que proporciona un mejor control direccional general.

Válvula de asiento: En estas válvulas, se trata de un disco o deslizador de bola que cierra herméticamente la conexión. Ofrecen un mejor cierre y minimizan las fugas.

Sellos de válvulas

Estos garantizan un funcionamiento hermético bajo condiciones variables de presión y temperatura. Los sellos suelen estar hechos de caucho, PTFE o nitrilo.

Al combinarse entre sí, estos componentes crean un sistema eficiente que regula la presión del aire sin fugas.

Funcionalidad de las válvulas neumáticas

Las válvulas neumáticas se utilizan para dirigir y regular el aire comprimido en sistemas neumáticos. Pero ¿cómo lo hacen? En pocas palabras: son como controladores de tráfico que dictan cuándo y dónde fluye el aire. Sin embargo, son más que un simple interruptor de encendido/apagado; algunas válvulas incluso modulan el flujo de aire suavemente, lo que permite un mayor control sobre la velocidad o la presión del sistema.

Se utilizan principalmente para realizar diferentes funciones en un sistema:

Control direccional: estas válvulas dirigen el aire en patrones específicos para alimentar actuadores como cilindros, lo que les permite extenderse o retraerse de manera confiable.

Control de presión: Las válvulas neumáticas también regulan la presión del sistema, ventilando el exceso de aire cuando se alcanzan los umbrales de seguridad. Esto evita la sobrepresión en aplicaciones de precisión.

Control de flujo: gestionan la velocidad del flujo de aire para garantizar una velocidad constante del actuador y estabilizar el rendimiento del sistema.

En resumen, las válvulas neumáticas convierten eficientemente las señales de aire comprimido en acciones mecánicas. Ofrecen un control rápido, fiable y preciso para los sistemas automatizados modernos.

Ya sea que desee simplemente activar y desactivar el flujo de aire, redirigirlo o ajustar con precisión la presión y los caudales, la válvula neumática adecuada puede hacer el trabajo por usted.

Tipos y diseños populares

Las válvulas neumáticas controlan la dirección, la presión y el flujo de aire en sistemas automatizados. Existen en diversos diseños para cumplir esta función.

1. Válvulas de control direccional

Como su nombre indica, controlan la dirección del aire en un sistema. Suelen estar disponibles en diseños de 2, 3 y 4 vías:

● Bidireccional: Se utilizan para el control de encendido y apagado. Sirven para abrir o cerrar una sola ruta entre dos puertos.

● 3 vías: Son ideales para cilindros de simple efecto y controlan un puerto de entrada, uno de salida y uno de escape.

● 4 vías: Las válvulas de 4 vías vienen en configuraciones 4/2 o 5/2 y se utilizan en cilindros de doble acción para invertir el movimiento.

2. Válvulas solenoides

Una válvula solenoide es un tipo de válvula controlada por un electroimán (solenoide). Esta válvula se utiliza para controlar el flujo de líquido o gas en un sistema de tuberías. Las válvulas solenoides constan de dos partes principales: el solenoide (una bobina de cable) y la válvula.

● Normalmente Cerrada (NC): En la posición predeterminada (sin corriente eléctrica), la válvula está cerrada. Cuando se aplica corriente eléctrica al solenoide, el campo magnético atrae el émbolo, lo que hace que la válvula se abra y permita el flujo.

● Normalmente Abierta (NO): En la posición predeterminada, la válvula está abierta. Cuando se aplica una corriente eléctrica al solenoide, el campo magnético atrae el émbolo, cerrando la válvula y deteniendo el flujo.

3. Válvulas de control de presión

Estas válvulas controlan niveles de presión seguros y estables. Existen dos tipos comunes:

● Válvula de alivio: Liberan automáticamente el exceso de aire cuando la presión es demasiado alta.

● Reguladores de presión: mantienen una presión de aire constante para aplicaciones sensibles.

4. Válvulas de control de flujo

Están diseñados para controlar la velocidad del flujo de aire. Los tipos más comunes incluyen:

● Válvulas de aguja o de mariposa: Las válvulas de aguja se utilizan para el ajuste fino del flujo de aire.

● Válvulas de escape rápido: Estas válvulas permiten evacuar el aire rápidamente para lograr carreras de retorno más rápidas.

Si bien estos tipos y diseños son los más utilizados, existen otros tipos que incluyen válvulas de carrete y válvulas de asiento para aplicaciones especiales.

Aplicaciones comunes de las válvulas neumáticas

Las válvulas neumáticas se utilizan ampliamente en la automatización moderna debido a su fiabilidad y velocidad. A continuación, se presentan algunos de los aspectos en los que tienen un impacto:

Automatización industrial

En las plantas de fabricación modernas, se utilizan válvulas neumáticas para controlar actuadores neumáticos, brazos robóticos, cintas transportadoras y maquinaria de envasado. Permiten movimientos precisos y repetibles en líneas de producción de alta velocidad.

Eficiencia energética

Las válvulas neumáticas son muy precisas y liberan la cantidad de aire necesaria a la presión correcta, lo que aumenta la eficiencia energética del sistema. Son la solución ideal si gestiona plantas de fabricación y desea reducir el impacto ambiental, las fugas y el desperdicio de energía.

Control preciso

La precisión es una de las características más comentadas de las válvulas neumáticas, y con razón. Ya sea que trabaje en el sector farmacéutico, de alimentos y bebidas o electrónico, estas válvulas pueden mejorar el control de sus procesos. Son populares en diversas industrias porque mantienen altos estándares de calidad en la monitorización precisa del aire, gas o líquido que entra y sale de las válvulas.

Operaciones secuenciales

Las válvulas neumáticas no solo son útiles en los sistemas automatizados, sino que también son importantes para gestionar las operaciones secuenciales en estos sistemas. Permiten realizar acciones en el momento oportuno y en el orden correcto. Esto resulta especialmente útil en las líneas de montaje de las fábricas.

Las válvulas neumáticas también se utilizan en aplicaciones especiales como robótica para pinzas y accionamientos, sistemas de frenado neumático en vehículos pesados ​​y en maquinaria agrícola o de manipulación de materiales.

Conclusión

Las válvulas neumáticas son clave para la automatización moderna, ya que ofrecen un control y una regulación precisos del aire comprimido. Ofrecen un control preciso de la dirección, el caudal y la presión para que nuestros sistemas sean más eficientes y seguros.

Comprender su funcionamiento y sus tipos más comunes puede ayudarle a elegir la válvula adecuada para sus aplicaciones. Por lo tanto, asegúrese de comprender a fondo sus necesidades antes de elegir una válvula neumática.