Imagínese esto: Ha seleccionado cuidadosamente un actuador neumático, solo para descubrir que aplica demasiada fuerza—rompiendo el vástago de la válvula—o muy poca, dejando la válvula lenta o atascada a medio camino. Este frustrante escenario subraya por qué la selección adecuada del actuador es crucial para el funcionamiento de la válvula.
Comprender el par: El requisito fundamental
En esencia, la función principal de un actuador neumático es accionar las válvulas. Para un funcionamiento suave, el actuador debe superar varias resistencias, lo que convierte al par—la fuerza de rotación—en la consideración más crítica en la selección.
Cuatro métricas de par críticas para el funcionamiento de la válvula
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Par de rotura:
La fuerza inicial requerida para mover una válvula estacionaria desde su posición cerrada, análoga al esfuerzo necesario para empujar un coche estacionado.
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Par de funcionamiento:
La fuerza continua necesaria para mantener el movimiento de la válvula durante la apertura o el cierre, similar a mantener la velocidad de un coche.
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Par de cierre:
La fuerza final requerida para cerrar completamente la válvula y comprimir las superficies de sellado, comparable a aplicar los frenos para detener un vehículo.
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Par máximo admisible del vástago (MAST):
La fuerza máxima que el vástago de la válvula puede soportar sin daños, sirviendo como el límite de carga de la válvula.
Los diferentes tipos de válvulas exhiben distintas características de par. Las válvulas de mariposa con asiento metálico, por ejemplo, exigen un alto par de rotura y de cierre, pero requieren menos durante el recorrido medio. Por el contrario, las válvulas de bola con asiento metálico mantienen altos requisitos de par durante toda su operación.
Conceptos esenciales de selección
Factor de seguridad
Para garantizar un funcionamiento fiable, los ingenieros suelen multiplicar el par requerido de la válvula por un factor de seguridad (a menudo el 25%). Este margen tiene en cuenta las variables inesperadas, de forma similar a los márgenes de seguridad de ingeniería en el diseño automotriz.
Servicio modulante frente a On-Off
Las válvulas modulantes requieren un ajuste de flujo preciso y continuo, lo que exige actuadores con características de rendimiento superiores. Las válvulas On-Off, utilizadas para operaciones simples de apertura/cierre, presentan requisitos menos exigentes.
Preparación previa a la selección
Los datos precisos de par de los fabricantes de válvulas constituyen la base de una correcta selección del actuador. La mayoría de los fabricantes proporcionan valores mínimos de par de apertura en condiciones específicas, normalmente para el servicio de agua. Sin embargo, estos valores cambian con diferentes medios, lo que requiere factores de seguridad apropiados para diferentes aplicaciones.
Tipos de actuadores y sus características de par
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Piñón y cremallera:
Entrega un par constante durante toda la carrera.
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Yugo escocés:
Exhibe un par reducido durante la mitad de la carrera.
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Retorno por muelle:
El par disminuye a medida que avanza la carrera debido a la compresión del muelle.
Comprender la curva de par de cada tipo—disponible de los fabricantes—es esencial para una correcta adaptación a los requisitos de la válvula.
El factor pasado por alto: Presión de suministro de aire
La presión real en la válvula a menudo difiere de la salida del compresor debido a las pérdidas del sistema. La medición precisa de la presión en el punto de instalación es crucial para un dimensionamiento adecuado del actuador, de forma muy similar a la contabilización de la resistencia de la tubería en los sistemas hidráulicos.
Fundamentos del actuador: Simple frente a doble efecto
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Simple efecto (retorno por muelle):
Utiliza la fuerza del muelle para el movimiento de retorno, disponible en configuraciones "a prueba de fallos" o "a prueba de cierre".
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Doble efecto:
Requiere suministro de aire tanto para la apertura como para el cierre, manteniendo la posición durante la pérdida de aire.
Parámetros clave relacionados con el par
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Inicio de aire: Par de movimiento inicial
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Fin del muelle: Par del muelle de posición inicial
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Aire mínimo: Punto de par más bajo de la carrera
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Fin de aire: Par neumático de fin de carrera
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Inicio del muelle: Fuerza de inicio de la carrera de retorno
Tablas de selección para la evaluación sistemática
Selección de actuador de doble efecto
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Parámetro
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Valor
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Unidad
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Par de rotura de la válvula
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in-lb
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Par de funcionamiento de la válvula
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in-lb
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Par de cierre de la válvula
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in-lb
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MAST
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in-lb
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Par de inicio de aire del actuador
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in-lb
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Par de fin de aire del actuador
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in-lb
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Selección de actuador de retorno por muelle (a prueba de cierre)
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Parámetro
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Valor
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Unidad
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Par de rotura de la válvula
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in-lb
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Par de funcionamiento de la válvula
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in-lb
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Par de cierre de la válvula
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in-lb
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MAST
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in-lb
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Par de inicio de aire del actuador
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in-lb
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Par de inicio de muelle del actuador
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in-lb
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Par de fin de muelle del actuador
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in-lb
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Al utilizar estas tablas, asegúrese de que los requisitos de par de la válvula representen los valores mínimos, mientras que MAST debe exceder todos los demás valores de par en cada fila.
La correcta selección del actuador requiere una cuidadosa consideración de múltiples factores. Este enfoque sistemático ayuda a prevenir problemas operativos y garantiza un rendimiento óptimo de la válvula.
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