La instalación correcta de una válvula de control de flujo hidráulico determina si su cilindro se extiende suavemente o si el sello del motor explota durante la primera prueba. El método de conexión (medidor de entrada, medidor de salida o purga) afecta la rigidez del sistema, la generación de calor y la capacidad de manejo de carga. Esta guía cubre la identificación de puertos, la selección de la topología del circuito, la interpretación de las flechas direccionales y los riesgos de intensificación de presión que destruyen las mangueras en aplicaciones de dosificación.
Comprensión de los tipos de válvulas de control de flujo y sus requisitos de conexión
Antes de tomar una llave, identifique con qué tipo de válvula está tratando. Las válvulas de aguja no compensadas y los controles de flujo con presión compensada requieren diferentes consideraciones de conexión.
Válvulas de mariposa no compensadasLas válvulas de aguja simples regulan el flujo a través de un orificio ajustable. El flujo sigue la ecuación:
$$Q = C_d \cdot A \cdot \sqrt{\frac{2 \cdot \Delta P}{\rho}}$$
Donde $Q$ es el caudal, $A$ es el área del orificio y $\Delta P$ es la caída de presión a través de la válvula. La relación de raíz cuadrada significa que los cambios de carga afectan directamente la velocidad del actuador. Cuando el cilindro empuja contra una resistencia creciente, la presión de salida aumenta, lo que reduce $\Delta P$ y ralentiza el actuador. Esta sensibilidad a la carga limita las válvulas de aguja a aplicaciones con cargas constantes o requisitos de baja precisión.
Estas válvulas agregan un carrete compensador que mantiene constante $\Delta P$ a través del orificio de medición independientemente de los cambios de carga. El compensador ajusta automáticamente su apertura para mantener fijo el diferencial de presión, haciendo que el flujo de salida dependa únicamente de la configuración del orificio.
Integración de válvula de retención (controles de flujo unidireccionales)Muchas válvulas de control de flujo incluyen una válvula de retención paralela que permite el flujo libre en dirección inversa. La dirección de la válvula de retención determina qué carrera del actuador se controla.
Regla de instalación crítica:La flecha en el cuerpo de la válvula generalmente indica la dirección de "flujo controlado" o de "flujo libre", según el fabricante. Si lo instala al revés, el trazo controlado previsto se ejecuta a toda velocidad mientras el trazo opuesto se arrastra.
Tres estrategias de circuitos centrales: dónde conectar la válvula
La posición de la válvula en el circuito (no sólo la conexión física) define el comportamiento del sistema. Los ingenieros utilizan tres topologías estándar: entrada, salida y purga.
1. Control de entrada (regulación de entrada)Ubicación de conexión:Instale la válvula de control de flujo en serie entre el puerto de entrada de la bomba y el actuador. Para la extensión del cilindro, conéctelo en la línea del extremo de la tapa (lado ciego).
Limitación crítica:Nunca utilice el dosificador solo para cargas excedentes. Cuando un cilindro baja una carga pesada, la carga tira del pistón más rápido de lo que el flujo de entrada restringido puede suministrar aceite, lo que provoca "fuga de carga" y cavitación.
2. Control de salida (regulación de salida)Ubicación de conexión:Conecte la válvula de control de flujo en serie entre la salida del actuador y el tanque. Para el control de extensión del cilindro, instálelo en la línea de retorno del extremo del vástago (lado del pistón).
Regla general de la industria:"En caso de duda, mida." El medidor de salida ofrece un control de movimiento superior porque la contrapresión elimina el fenómeno de deslizamiento que causa movimientos bruscos a bajas velocidades.
Éste es el peligro oculto en las conexiones con medidores. En los cilindros diferenciales, cuando se extienden con control de salida, la presión del lado del vástago puede aumentar a niveles peligrosos.
Ecuación de equilibrio de fuerzas con carga excedente: $$P_2 = \frac{P_1 \cdot A_1 - F_{carga}}{A_2}$$
El riesgo:Para un cilindro con una relación de área de 2:1, si la presión del sistema es de 3000 psi, el extremo del vástago puede soportar más de 6000 psi. Las mangueras estándar de 3000 psi fallarán catastróficamente. Siempre verifique las capacidades de los componentes del extremo de varilla antes de conectar los circuitos de salida.
Ubicación de conexión:Instale la válvula de control de flujo en un ramal (conexión en T) de la línea principal de la bomba al actuador, con la salida de la válvula directamente al tanque.
| Tipo de circuito | Punto de conexión | Capacidad de carga | Calidad de movimiento |
|---|---|---|---|
| Medidor de entrada | Línea de entrada (serie) | Solo resistivo | Moderado |
| Medidor de salida | Línea de salida (serie) | Resistivo + Invasión | Excelente |
| Sangrado | Ramal (paralelo) | Solo carga constante | Pobre (alta eficiencia) |
Identificación de puertos y marcas direccionales
Conectar al puerto incorrecto o instalar la válvula al revés causa la mayoría de fallas en las conexiones. Lea atentamente el cuerpo de la válvula antes de realizar las conexiones.
- P (Presión) o IN:Se conecta al suministro de la bomba o a una fuente de alta presión.
- T (Tanque) o FUERA:Regreso al embalse. En purga, este es el puerto de descarga.
- CF (flujo controlado):En válvulas de prioridad, entrega un flujo medido constante.
- EF (exceso de flujo):Puerto de derivación que envía el excedente de flujo al tanque.
Interpretación de las marcas de flecha:Los cuerpos de válvulas suelen tener flechas fundidas. Error común: en el control de velocidad del cilindro, si la flecha apunta en la dirección incorrecta, la válvula de retención pasa por alto el orificio durante la carrera que está tratando de controlar.
Procedimientos de conexión paso a paso
Preparación de seguridad- Descomprimir:Haga funcionar las válvulas direccionales para aliviar la presión atrapada. Verifique la presión cero con manómetros.
- Limpieza:Un solo grano de arena puede atascar un carrete compensador. Limpie los accesorios antes de retirarlos.
- Riesgo de inyección:Nunca use las manos para buscar fugas. Las fugas estenopeicas pueden inyectar líquido a través de la piel.
Paso 1:Localice el puerto del extremo de la varilla.
Paso 2:Determine la orientación de la válvula de retención. Durante la extensión, el aceite fluye DESDE el extremo de la varilla. Instale la válvula de manera que la válvula de retención esté CERRADA durante la extensión.
Paso 3:Ajuste Inicial. Gire la perilla para cerrarla completamente y luego retroceda 1 o 2 vueltas. Nunca empieces de par en par.
Puesta en marcha y solución de problemas
Después de la conexión, el inicio y el ajuste adecuados optimizan el rendimiento y revelan errores de instalación antes de que causen daños.
| Síntoma | Causa probable | Verificación y reparación |
|---|---|---|
| Velocidad no ajustable | Válvula de retención instalada al revés | Orientación inversa de la válvula. |
| Movimiento entrecortado (stick-slip) | Entrada con contrapresión baja | Cambie a la configuración del medidor de salida. |
| La carga cae incontrolablemente | Entrada en carga excedente | Deténgase inmediatamente.Rediseño como medidor de salida. |
| El sello del eje del motor tiene fugas | Salida de medidor sin drenaje de caja | Instale una línea de drenaje de caja dedicada al tanque. |
Lista de verificación de instalación final
Antes de presurizar un sistema recién conectado, verifique:
Realice el arranque inicial a presión reducida (30-50% del máximo del sistema) y verifique el movimiento correcto del actuador antes de ajustar la velocidad de operación final.
