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Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa 1 1 Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa (Pilotaje interno / Drenaje interno)

Válvulas de presión n cerrada_acc. drta

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Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

1 1

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

(Pilotaje interno / Drenaje interno)

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

(Pilotaje interno / Drenaje interno)

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Su Simbología

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa(Pilotaje interno / Drenaje interno)

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Su Simbología

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Su Función

• Su nombre funcional es el de «Limitadoras de presión». Pues limitan la presión derivando a través de ellas el caudal necesario de la potencia principal a un sistema secundario de menor presión, con el fin de que en el sistema primario la presión quede estabilizada a una presión siempre mayor que el secundario.

• La función fundamental de este tipo de válvulas es la de ejercer de válvula de seguridad en grupos y centrales pequeñas y medianas, donde el secundario es tanque.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

9Entrada

Salida

Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

10

Asiento

Cono de mando

Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Muelle de Fuerza y taraje

Embolo de estanqueidad

Tapa

Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Contratuerca de fijación

Tornillo de ajuste y taraje

Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

13Entrada

Asiento

Cono de mando

Salida

Muelle de Fuerza y taraje

Embolo de estanqueidad

Tapa

Contratuerca de fijación

Tornillo de ajuste y taraje

Descripción de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Repaso del Funcionamiento de un Muelle

“Fm”

“F’m”

La fuerza de un muelle es proporcional a la compresión que sufre el muelle

xK F mm ⋅=

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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xK F

F FF'

xKxKF'

x)(xKF'

xK F

mm

mmm

mmm

mm

mm

∆=∆∆+=

∆+⋅=∆+⋅=

⋅=

“Fm”

“∆Fm”“Fm”

“F’m”

Por lo que en el caso que representamos tendremos que:

Repaso del Funcionamiento de un Muelle

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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xK F

F FF'

xKxKF'

x)(xKF'

xK F

mm

mmm

mmm

mm

mm

∆=∆∆+=

∆+⋅=∆+⋅=

⋅=

“Fm”

“∆Fm”“Fm”

“F’m”

Repaso del Funcionamiento de un Muelle

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

18Presión de pilotaje “Px” o de la entrada.

Presión de drenaje “Pd” y de la salida.

Sección de pilotaje “Sp” la correspondiente al asiento

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

19

A una determinada presión de pilotaje “Pi” la válvula de presión comienza a abrir.

“Pi”

“Pd”

“Sp”

“Fm”

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

20

Cumpliéndose la ecuación de esfuerzos:

“Pi”

“Pd”

“Sp”

“Fm”

dai

:que tendremos

p

ma

:a previo ajuste delpresión llamar osconsideram Si

dp

mi

:tendremosS10por dividiendo

pdmpi

PP P

S10

F P

PS10

F P

SP10 F SP 10

p

+=

⋅=

+⋅

=

⋅⋅+=⋅⋅⋅

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

21

“Pi”

“Pd”

“Sp”

“Fm”

dai

:que tendremos

p

ma

:a previo ajuste delpresión llamar osconsideram Si

dp

mi

:tendremosS10por dividiendo

pdmpi

PP P

S10

F P

PS10

F P

SP10 F SP 10

p

+=

⋅=

+⋅

=

⋅⋅+=⋅⋅⋅

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

22

Cuando la válvula de presión esté completamente abierta, pasando por ella todo el caudal del sistema “Qb” , el muelle se habrá encogido en “∆x” por lo que su fuerza se habrá incrementado en “∆Fm”. Todo ello habrá traído como consecuencia la elevación de la presión de entrada hasta una presión final “Pf” que se considerará la presión del taraje “Pt” del sistema.

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

23

“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

“∆x”

Cuando la válvula de presión esté completamente abierta, pasando por ella todo el caudal del sistema “Qb” , el muelle se habrá encogido en “∆x” por lo que su fuerza se habrá incrementado en “∆Fm”. Todo ello habrá traído como consecuencia la elevación de la presión de entrada hasta una presión final “Pf” que se considerará la presión del taraje “Pt” del sistema.

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

24

“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

Entonces la ecuación de esfuerzos será:

“∆x”p

mi f

dai :que puestodonde de

dp

maf

p

ma: si Luego

dp

m

p

mf

:Tendremos )S(10por dividiendo donde

pdmpf

S10

x KPP

PP P

PS10

x KPP

S10

xK P

PS10

x K

S10

xKP

SP10x)(x K SP10

p

⋅∆⋅+=

+=

+⋅∆⋅+=

⋅⋅=

+⋅∆⋅+

⋅⋅=

⋅⋅+∆+⋅=⋅⋅⋅

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

25

“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

Esto quiere decir que:

“∆x”

p

mi f

S10

x KP-P

⋅∆⋅=

Es decir la válvula comienza a abrir a la presión de “Pi”, pero está completamente abierta, descargando el caudal del sistema, a otra presión mayor “Pf” . Por tanto, como fuente de presión, no es estable oscilando entre “Pi” y “Pf”

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

26

p

(máximo)m(máximo)i f

S10

x K )P-(P

⋅∆⋅=

“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

Por tanto existirá un “Pf – Pi” máximo cuando la “∆x” sea máxima por pasar todo el caudal que puede pasar por la válvula tal que:

“∆x”

Entonces se considerará que la presión final “Pf” es la presión “Pt” del taraje.

dmt:decir Es

dp

mt :bien o

p

(máximo)md

p

mt

(máximo)i fd at :mismo lo es que lo O

(máximo)i fi(taraje)t

P P P

P S10

x)x(K P

; S10

x K P

S10

xK P

)P-(P P P P

)P-(P P P

+=

+⋅

∆+⋅=

⋅∆⋅++

⋅⋅=

++=+=

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

27

Del Comportamiento Ideal al Real

El comportamiento ideal (e irreal) de una central mediante un gráfico “Q/P” es este.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

28

Sin embargo, en una central provista de válvula de seguridad o limitadora de presión de acción directa, se parece más a este otro.

El comportamiento ideal (e irreal) de una central mediante un gráfico “Q/P” es este.

Del Comportamiento Ideal al Real

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

Esta oscilación de presiones “Pf – Pi” (cuyo exceso no es aconsejable) depende de la constante del muelle “Km”, del tamaño y forma de la válvula “Sp” y del caudal que deba pasar “∆x”.

“∆x”

p

mi f

S10

x KP-P

⋅∆⋅=

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

30

“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

“∆x”

p

mi f

S10

x KP-P

⋅∆⋅=

Las válvulas de acción directa sólo son válidas para pequeños caudales ya que la “Sp” coincide con la sección de apertura “Sa” de la válvula y, en estas circunstancias, si aumentamos el caudal, nos vemos obligados a aumentar “∆x” y, si queremos llegar a presiones elevadas, también “Km”. Lo que nos da irremisiblemente una gran oscilación o punto gordo de regulación “Pf-Pi” dependiente de “∆x” o caudal que la válvula deba desalojar .

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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“Pf”

“Pd”

“Sp”

“Fm

+ ∆Fm”

“∆x”

La apertura “∆x” además de depender del caudal “Qv” que circule por la válvula, también depende de la presión a la que está abierta “Pi” en relación a la presión del drenaje “Pd”, pues, a menos diferencia de presión “Pi – Pd”, requerirá de una mayor apertura para el paso del mismo caudal.

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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“Pt”

“Pd”

mitbien o dmt

:entonces

dai es i quey mam

:muelle al debida talpresión to la a muelle delPresión sdenominamo Si

d(máxima) mat

(máxima) mit

caudal el todopasay (máxima) cuando

tarajedePresión t f :que osconsideram si

mp

i f

PP PPP P

P P PPPP P

PPP P

PP P

Px

P P

P S10

x KmP-P

∆+=+=

+=∆+=

+∆+=∆+=

∆=

∆=⋅

∆⋅=

Funcionamiento de la Válvula de Presión de Acc. Direc.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

37

Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

Cuando la válvula de presión está completamente abierta desalojando a través de ella todo el caudal. Qs = 0Qv = Qb

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

38

Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

Cuando la válvula de presión está completamente abierta desalojando a través de ella todo el caudal. Qs = 0Qv = Qb

Qs = 0

Qv = Qb

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

39

Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

En estas circunstancias a la presión Ps del sistema se la considera la presión de taraje Pt de la válvula: Ps = Pt si y sólo si Qs = 0 ; Qv = Qb

Qs = 0

Qv = Qb

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

40

Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

En estas circunstancias a la presión Ps del sistema se la considera la presión de taraje Pt de la válvula: Ps = Pt si y sólo si Qs = 0 ; Qv = Qb

Qs = 0

Qv = Qb

Cuando este caso extremo ocurre: Qs = 0Qv = QbEntonces podrá ocurrir que exista una presión de drenaje Pd no despreciable: si existen dificultades establecidas del tipo Rd. Por otra parte observamos la presión Pq =0 al ser Qs = 0 , a pesar de una posible Rq no nula.

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

En estas circunstancias a la presión Ps del sistema se la considera la presión de taraje Pt de la válvula: Ps = Pt si y sólo si Qs = 0 ; Qv = Qb

Qs = 0

Qv = Qb

Pq = 0

Pd > 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Cuando este caso extremo ocurre: Qs = 0Qv = QbEntonces podrá ocurrir que exista una presión de drenaje Pd no despreciable: si existen dificultades establecidas del tipo Rd. Por otra parte observamos la presión Pq =0 al ser Qs = 0 , a pesar de una posible Rq no nula.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Rq

Rd

Rs

Ps Pq

Pd

Pvs

Qs = 0

Qv = Qb

Pq = 0

Pd > 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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VEAMOS ESTO CON LA AYUDA DE LA “HOJA DE CÁLCULO”

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Tras los crédito en la hoja 00_Créditos

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

45

Y los formatos de colores en la hoja 0- Colores

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

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Pasamos a la hoja de DATOS INICIALES

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Qb =10 Qb = 10

Qb = 10

Donde, al proponer un caudal de 10 l/m , vemos como el programa nos ajusta un caudal de utilización de bomba de 10 l/m .

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

48

Lo que nos hace que el caudal del sistema sea Qs = 10 y, como consecuencia, podremos ajustar una presión Pq =25 con la ayuda de la resistencia Rq = 0,25 que, de esta forma, queda determinada.

Qs = 10 Pq = 25

Pq =25

Qb =10

Rq = 0,25

Qb = 10

Qb = 10

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

49

Por otra parte, ajustaremos una presión inicial de apertura de la válvula Pi = 57 con el fin de que quede establecida una presión de taraje Pt = 75 [presión del sistema cuando esta abierta por completo la válvula]. Esta Pt se calcula en la hoja ‘PRUEBA Rs’ y, en este caso, con Rd = 0 y Pd = 0 , Pt = 75 ).

Qs = 10 Pq = 25

Pq =25

Qb =10

Rq = 0,25

Pi =57

Qb = 10

Pt = 75

Qb = 10

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

50

¡OJO! La presión de taraje Pt = 75 proviene de la siguiente hoja ‘PRUEVA Rs’ y depende de la presión Pd consecuencia de la resistencia Rd ajustada en ella. En este caso de ahora, hemos ajustado en ‘PRUEVA Rs’ una resistencia Rd = 0 , con lo que tenemos una presión de drenaje Pd = 0 .

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

51

Veamos pues la hoja ‘PRUEBAS Rs’

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

52

Donde lo primero que haremos será cerrar la resistencia Rs [Rs = 99999] hasta que no pase caudal Qs = 0 .Entonces todo el caudal Qv va por la válvula, quedando ajustada una presión de drenaje Pd =0 mediante una Rd = 0 , en estas condiciones tendremos una presión de taraje Pt = 75 .

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

53

Al ser Qs = 0 entonces Pq = 0 .

Qs = 0 Pq = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

54

Y, por otra parte, al ser Rd = 0 , entonces Pd = 0 aunque Qv = Qb . Esto hace que siendo la presión del sistema Ps = 75 , se convierta en la presión de taraje, pues lo es por definición: “La presión de taraje es la presión del sistema cuando está abierta por completo la válvula, pasando por ella todo el caudal, al estar anulado el caudal del sistema”

Qs = 0 Pq = 0

Qv = Qb Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

55

Qs = 0 Pq = 0

Pt = 75

Qv = Qb Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Y, por otra parte, al ser Rd = 0 , entonces Pd = 0 aunque Qv = Qb . Esto hace que siendo la presión del sistema Ps = 75 , se convierta en la presión de taraje, pues lo es por definición: “La presión de taraje es la presión del sistema cuando está abierta por completo la válvula, pasando por ella todo el caudal, al estar anulado el caudal del sistema”

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

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Qs = 0 Pq = 0

Pt = 75

Qv = Qb Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

57

Lo que hacemos a continuación es poner Rs = 0 y, como consecuencia, Ps = Pq , una Pq que adquiere todo su máximo valor al pasar por ella Qs = Qb.

Rs = 0

Qs = 10 Pq = 25

Qv = 0 Pd = 0

Qs = Qb

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

58

Rs = 0

Pt = 75

Qs = 10 Pq = 25

Qv = 0 Pd = 0

Ps = 25

Ps = 25 al igual que Pq pues no hay resistencia alguna entre ellas. Mientras que, obviamente, la presión del taraje Pt = 75 de la válvula sigue siendo la misma.

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

59

Rs = 0

Pt = 75

Ps = 25

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

60

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 25

Qs = 10

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

61

Lo que hacemos a continuación es poner Rs = 0,2 y, como consecuencia, Ps = 45 , debido al valor de Rs que establece e incrementa la diferencia de presiones entre ellas. Mientras Pq = 25 continua inalterable pues no se ha modificado ni Rq que ha quedado fija ni el caudal : Qs = Qb.

Rs = 0,2

Ps = 45

Qs = Qb

Qs = 10 Pq = 25

Qv = 0 Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

62

Rs = 0,2

Pt = 75

Ps = 45

Ps = 45

Qs = 10 Pq = 25

Qv = 0 Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

63

Rs = 0,2

Pt = 75

Ps = 45

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

64

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

65

Pero si seguimos aumentando Rs llegaremos a Rs = 0,35, y como consecuencia Pq = 24 . Esto nos indica que Qs aunque continué siendo aparentemente Qs = Qb, ha comenzado a disminuir. Por tanto la Ps = 59 es la presión inicial Pi que apreciamos en nuestra prueba por decimales de cálculo. Y aunque no coincide con la ajustada en ‘DATOS INICIALES’ lo cierto es la válvula ya está ligeramente abierta y el caudal es ya menor.

Rs = 0,35

Ps = 59Qs = 10 Pq = 24

Qv = 0 Pd = 0

Pq baja ligeramente

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

66

Qs = 10 Pq = 24

Qv = 0 Pd = 0

Qs comienza a disminuir

La válvula comienza a abrir

Pq baja ligeramente

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Rs = 0,35

Ps = 59

Pero si seguimos aumentando Rs llegaremos a Rs = 0,35, y como consecuencia Pq = 24 . Esto nos indica que Qs aunque continué siendo aparentemente Qs = Qb, ha comenzado a disminuir. Por tanto la Ps = 59 es la presión inicial Pi que apreciamos en nuestra prueba por decimales de cálculo. Y aunque no coincide con la ajustada en ‘DATOS INICIALES’ lo cierto es la válvula ya está ligeramente abierta y el caudal es ya menor.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

67

Hasta este instante al que llegamos subiendo Rs y que, como consecuencia iba subiendo la presión Ps , hemos visto (porque así lo hemos considerado) como Qs permanecía inalterable. [Aunque prácticamente existe una ligera variación debido al rendimiento volumétrico de la bomba, pero en este caso hemos considerado Qs = Qb = Constante en todo este recorrido y en esta simulación. ]

Qs = 10 Pq = 24

Qv = 0 Pd = 0

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Rs = 0,35

Ps = 59

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

68

Pt = 75

Pi inicialapreciada

Pq baja ligeramente

Ps = 59

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Rs = 0,35

Ps = 59

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

69

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 10

Pi = 57

Ps = 59

Ps = 45Ps = 25

Lo que ha ocurrido hasta este instante es que la válvula de presión ha permanecido cerrada y, por tanto, la presión no ha tenido que ser regulada. A esta etapa se la denomina FUENTE DE CAUDAL. Pues el caudal Qs permanece inalterable (prácticamente). La Pi = 57 es la de los datos iniciales y Ps = 59 cuando apreciamos la apertura de la válvula.

Qs = 10Qs = 10

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

70

Ps

Qs

QR P 2sss ⋅=

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Esto es así porque la presión Ps sólo depende de la resistencia Rs al permanecer constante Qs.Pero es a partir de ahora (que es cuando la válvula comienza su regulación) cuando la presión Pq comienza a ejercer la principal función para la que la usaremos: permitirnos valorar el caudal Qs al ir descendiendo Pq .

Qs = 10

Pi = 57

Ps = 59

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

71

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Por tanto la presión Pq se ha convertido en un caudalímetro para conocer Qs al ir descendiendo Pq al ser Rq constante.

Qs = 10

Pi = 57

Ps = 59

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

q

qs

R

P Q =

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

72

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Pi = 57

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Qs permanece prácticamente constante

Por eso, mientras Pq no ha descendido manteniéndose constante, también ha permanecido Qs constante

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

73

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 25

Qs = 10

Qs permanece prácticamente constante

Pq = 25

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

74

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Qs permanece prácticamente constante

Pq = 25 Pq = 25

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

75

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 10

Pi = 57

Ps = 59

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Pi = 57

Qs permanece prácticamente constante

Pq = 25 Pq = 25

Pq = 24

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

76

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Pi = 57

PRESIÓN VARIABLE

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

77

Si seguimos aumentando Rs llegaremos a Rs = 0,51, y como consecuencia Pq baja a Pq = 20 . Se aprecia ya la bajada de Qs . Y la presión Ps ya comienza a subir ligeramente Ps = 62 . Obviamente si Qs desciende, Qv aumenta y Qv = 1 . Y Pd sigue siendo nula debido a Rd = 0 .

Rs = 0,51

Ps = 62Qs = 9 Pq = 20

Qv = 1 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps sube ligeramente

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

78

Rs = 0,51

Qs = 9

Qv = 1

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 62

Pt = 75

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

79

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 62

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

80

Si seguimos estrangulando Rs llegaremos a Rs = 1,35, y como consecuencia Pq baja Pq = 10 . Se aprecia ya la bajada neta de Qs . Y la presión Ps sube hasta Ps = 67 . Obviamente si Qs desciende Qv aumenta Qv = 4 . Aunque Pd siga siendo nula debido a Rd = 0 .

Rs = 1,35

Ps = 67Qs = 6 Pq = 10

Qv = 4 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps sube

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

81

Rs = 1,35

Ps = 67Qs = 6 Pq = 10

Qv = 4 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps sube

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

82

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

83

Si seguimos estrangulando Rs llegaremos a Rs = 3,00, y como consecuencia Pq baja Pq = 5 . Se aprecia ya la bajada de Qs hasta Qs = 5 . Y la presión Ps sube hasta Ps = 70 . Obviamente si Qs desciende Qv aumenta Qv = 5 . Aunque Pd siga siendo nula debido a Rd = 0 .

Rs = 3,00

Ps = 70Qs = 5 Pq = 5

Qv = 5 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps sube

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

84

Rs = 3,00

Ps = 70Qs = 5 Pq = 5

Qv = 5 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps sube

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

85

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

86

Si ahora estrangulamos a tope Rs llegaremos a Rs = 99999, y como consecuencia Pq se hace nula Pq = 0 . Y también se hace nulo Qs : Qs = 0 . Y la presión Ps sube hasta la máxima del taraje Ps = 75 . Obviamente si Qs = 0 es porque todo el caudal va por la válvula Qv = 10 . Aunque Pd siga siendo nula debido a Rd = 0 .

Rs = 99999

Ps = 75Qs = 0 Pq = 0

Qv = 10 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps es máxima

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

87

Rs = 99999

Ps = 75Qs = 0 Pq = 0

Qv = 10 Pd = 0

La Pq baja más

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

El caudal Qs baja

La Ps es máxima

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

88

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 0

Pt = Pf = 75

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

89

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 0

Pt = Pf = 75

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57Esto es así porque la válvula comienza a comportarse como una verdadera válvula de regulación intentando mantener la presión tanto caudal como sea necesario para ello. Si bien, para poder determinarlo, adjudica entre la presión Pi y la presión Pf todos los caudales que van desde el máximo al nulo. De tal forma que, a cada presión intermedia, le hace corresponder un determinado caudal.

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

90

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 0

Pt = Pf = 75

Qs = 10

Pi = 57

FUENTE DE PRESION

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

91

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 62

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

92

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

93

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

94

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 0

Pt = Pf = 75

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

95

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

FUENTE DE PRESION

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

Pt = Pf = 75Pi = 57

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

96

EL COMPORTAMIENTO DE UNA VÁLVULA DE PRESIÓN

NORMALMENTE CERRADA DE ACCIÓN DIRECTA DE PILOTAJE INTERNO DRENAJE INTERNO,

ES POR TANTO, COMO LA QUE HEMOS ESTADO PROBANDO EN ESTA SIMULACIÓN,

EL SIGUIENTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

97

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 25

Qs = 10

Qs permanece prácticamente constante

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

98

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Qs permanece prácticamente constante

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

99

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 10

Pi = 57

Ps = 59

Ps = 45Ps = 25

Qs = 10Qs = 10

Pi = 57

Qs permanece prácticamente constante

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

100

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 62

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

FUENTE DE PRESIÓN CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

101

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

FUENTE DE PRESIÓN CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

102

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

FUENTE DE PRESIÓN CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

103

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Ps = 70

Qs = 6

Ps = 62 Ps = 67

Qs = 5

Qs = 0

Pt = Pf = 75

Qs = 9Qs = 10

Ps = 59

Pi = 57

Ps permanece prácticamente constante

FUENTE DE PRESIÓN CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

104

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

FUENTE DE PRESION

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

Pt = Pf = 75

Pi = 57

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

105

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

Pi = 57

PRESIÓN VARIABLE Pt = Pf = 75

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

106

Ps

Qs

Prueba de la Válvula de Presión N.C. [Pilotaje int. Drenaje int.]

PRESIÓN VARIABLE Pt = Pf = 75

Pi = 57

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

FUENTE DE CAUDAL CONSTANTE

FUENTE DE PRESION

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

107

RESUMIENDO

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

108

La Regulación en la Válvula de Presión Normalmente Cerrada

Pt = Pf = 75Pi = 57

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

FUENTE DE PRESIONLa limitación de la presión del primario en una válvula normalmente cerrada se regula entre una presión “Pi” y una presión “Pf” de tal forma que, a cada una de las diferentes presiones “Ps” comprendidas entre “Pi” y “Pf”, le corresponderá un caudal de paso por la válvula entre el nulo y el máximo cumpliéndose siempre que:

Ps S10

x K )P - (P

Pd

S10xK P

)P - (P P P P

)P - (P P P P

p

(máximo)m(máximo)if

drenaje delpresión La

ajuste delpresión La

p

ma

(máximo)ifdat

ifdas

⋅∆⋅=

=

=⋅⋅=

++=++=

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

109

En nuestro caso si pusiéramos un valor no nulo en la resistencia Rd = 0,05 tendríamos una Pd = 5 que nos modificaría la presión del taraje que pasaría a ser el de Pt = 80 . Pero la presión de ajuste seguiría siendo la misma Pa = 57 y el (Pf – Pi) = 18 sería el mismo que teníamos con un Pd = 0 .

Rs = 99999

Ps = 80Qs = 0 Pq = 0

Qv = 10 Pd = 5

Pd toma un valor no nulo

La Regulación en la Válvula de Presión Normalmente Cerrada

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

110

Si pusiésemos una Rs intermedia (como la que con Pd = 0 nos ponía una presión Ps = 70), es decir Rs = 3 , tendríamos ahora la situación que nos muestra la figura si mantenemos la Rd = 0,05. La presión de ajuste Pa seguiria siendo la misma Pa = 57 y la (Pf – Pi ) = 13 la misma que había cuando Pd = 0 . Mientras Pt = 80 .

Rs = 3

Ps = 71Qs = 5 Pq = 5

Qv = 5 Pd = 1

La Regulación en la Válvula de Presión Normalmente Cerrada

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

111

• Es decir que se cumple siempre que:

)PPQ x S10

x K )P - (P

)P - (P P P P

)P - (P P P P

]d-s( dey vdefunción es[dondep

mif

(máximo)ifdat

ifdas

∆⋅∆⋅=

++=

++=

La Regulación en la Válvula de Presión Normalmente Cerrada

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

112

La Regulación en la Válvula de Presión Normalmente Cerrada

Pt = Pf = 75Pi = 57

CA

UD

AL

VA

RIA

BL

E

FUENTE DE PRESION

Ps

.regulación todaa acaracteriz que circulo el cerrandose

dsy vdefunción

:defunción es su vez ay

defunción v

:defunción es que bleautoajusta

licaoleohidráu aresistenci una v Siendo

2vvds

)P - (P Q x

x

x)( R

R

Q R P - P

=∆∆

∆=

⋅=

También se cumple que:

Pero de todo esto intentaremos hablar más adelante:

Válvula de Presión Normalmente Cerrada de Acción Directa

113

Es instructor de «Automatización Oleohidráulica»En el Centro de Formación Profesional para el Empleo de Avilés

Carlos Muñiz Cueto [email protected]