limites de potencia de una electroválvula distribuidora
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Las electroválvulas distribuidoras tienen límites de funcionamiento que se denominan:
Límites de potencia.
Estos límites de potencia dependen de la potencia hidráulica que suministran (P y Q), y son consecuencia de la fuerza electromagnética del solenoide con que se accionan.
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La corredera de un distribuidor está equilibrada hidrostáticamente para facilitar su accionamiento
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Así pues: las fuerzas sobre las coronas circulares internas de la corredera son iguales y de signo contrario al tener la misma presión y la misma superficie de actuación
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Pero, al desplazarse la corredera por la acción del solenoide, se conecta la bomba (P) con la utilización (B) y, en ese instante
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Al inicio de la conexión de caudal de (P) a (B) surge un flujo de alta velocidad que provoca una depresión en ese lado de la corredera, haciendo que aparezca una fuerza resultante opositora a su movimiento debida a:
La Fuerza Dinámica que se incrementa principalmente con el caudal de paso y la depresión que se produce.
La Fuerza Estática que es consecuencia principalmente de los rozamientos existentes en el alojamiento de la corredera -y que suelen incrementarse fundamentalmente con la presión-; tanto inicialmente (antes de cualquier desplazamiento de la corredera), como después durante su desplazamiento. Y la Fuerza del Muelle opositor
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Fuerza de activación:
Fuerza electromagnética de un solenoide
La aparición de las fuerzas opositoras a la La aparición de las fuerzas opositoras a la fuerza electromagnética del solenoide fuerza electromagnética del solenoide (especialmente la Fuerza dinámica del (especialmente la Fuerza dinámica del flujo) establece un límite para el correcto flujo) establece un límite para el correcto funcionamiento de la electroválvula y este funcionamiento de la electroválvula y este es: es: La propia fuerza electromagnética que La propia fuerza electromagnética que puede generar dicho solenoidepuede generar dicho solenoide. .
Luego: Luego: A cada solenoide, le corresponderá un A cada solenoide, le corresponderá un límite de potencia a su activación.límite de potencia a su activación.
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Fuerza de desactivación:
Fuerza del resorte de recuperación
La La Fuerza de CorteFuerza de Corte del flujo de la vena de la vena líquida es quien condiciona la fuerza del del flujo de la vena de la vena líquida es quien condiciona la fuerza del resorte, que a su vez está condicionada por la propia fuerza del solenoide de la electroválvula.resorte, que a su vez está condicionada por la propia fuerza del solenoide de la electroválvula.
Luego: Luego:
A cada resorte, le corresponderá un límite de potencia al desactivarse el solenoide.A cada resorte, le corresponderá un límite de potencia al desactivarse el solenoide.
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1bLa Fuerza Dinámica (opositora al solenoide por la acción del flujo) depende en su comportamiento no sólo del Caudal y la Presión sino también del tamaño nominal TN y del tipo de émbolo.
Consideremos los émbolos más usados:
Todo abierto - 000
Todo cerrado - 001
Ut. cerradas / P a tanque - 002
Ut. a tanque / P cerrada - 004
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Límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente continua DC
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Límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente alterna AC 50 Hz.
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Límites de potencia para una Electroválvula TN 6 y solenoide de corriente alterna AC 60 Hz.
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Limites de potencia de una Electroválvula TN 10 con solenoide de corriente continua DC y su comparativa con una Electroválvula TN 6
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Clasificación de los tiempos de conmutación de una electroválvula
Tiempo de carga electrómagnetica – t Tiempo de carga electrómagnetica – t 11 – – Durante él se carga el solenoide para vencer la resultante de Durante él se carga el solenoide para vencer la resultante de
fuerzas estáticas sin que haya ningún desplazamiento.fuerzas estáticas sin que haya ningún desplazamiento.
Tiempo de reacción – t Tiempo de reacción – t 2 2 –– Durante él se desplaza la corredera hasta que se hace presente y eficaz la Durante él se desplaza la corredera hasta que se hace presente y eficaz la
fuerza dinámica que origina el flujo.fuerza dinámica que origina el flujo.
Tiempo del flujo – t Tiempo del flujo – t 33 – – Durante él se carga electromagnéticamente el solenoide para ser capaz de vencer Durante él se carga electromagnéticamente el solenoide para ser capaz de vencer
la fuerza dinámica que aparece con el flujo. Es el que más influye en el tiempo totalla fuerza dinámica que aparece con el flujo. Es el que más influye en el tiempo total
Tiempo del desplazamiento – tTiempo del desplazamiento – t4 4 –– El que transcurre hasta el final del desplazamiento una vez superada la El que transcurre hasta el final del desplazamiento una vez superada la
fuerza dinámica debida al flujofuerza dinámica debida al flujo
Nótese que durante el tiempo t1 y el tiempo t3 no existe desplazamiento de la corredera.
Siendo realmente durante el tiempo t4 durante el que se hace eficaz el mando de potencia
DC ttot = 70 ms
AC ttot = 20 ms
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Estrangulador insertable
El estrangulador insertableEl estrangulador insertable se coloca en la vía de impulsión de las electroválvulas se coloca en la vía de impulsión de las electroválvulas distribuidoras con el fin de distribuidoras con el fin de proteger de bloqueos de conmutaciónproteger de bloqueos de conmutación en el casoen el caso de quede que circunstancialmente el caudal del, flujo en el instante de la conmutación, circunstancialmente el caudal del, flujo en el instante de la conmutación, fuera fuera superior al limite de potenciasuperior al limite de potencia que le corresponde. que le corresponde.
Se da la circunstancia de la necesidad de un estrangulador insertable cuando se usan acumuladores o en las válvulas piloto
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Caudal de transito por un estrangulador insertable
El caudal capaz de pasar por el estrangulador insertable viene determinado por la expresión:
Ps- Pe d 0,6 Q 2r ⋅⋅=
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Evaluación
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1º Caso de evaluación
Determinar el TN del destribuidor Determinar el TN del destribuidor
en el circuito de la figura si la bomba en el circuito de la figura si la bomba tiene un caudal de utilización de tiene un caudal de utilización de
40 litros / minuto y la presión a 40 litros / minuto y la presión a considerar es de 100 bars.considerar es de 100 bars.
Siendo el cilindro diferencial de Siendo el cilindro diferencial de ϕϕ =2 =2
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2º Caso de evaluación
Determinar el TN que se le pondría a la válvula distribuidora piloto.Determinar el TN que se le pondría a la válvula distribuidora piloto. ¿Necesitaría estrangulador insertable?¿Necesitaría estrangulador insertable? En caso afirmativo de que calibre como máximoEn caso afirmativo de que calibre como máximo