Válvulas de cartucho hidráulicas: la guía definitiva

Ya sea que desee invertir en nuevas válvulas de cartucho hidráulicas, elegir un diseño eficiente, aprender sobre las partes o conocer el principio de funcionamiento, debería leer esta guía.

Contiene toda la información que está buscando sobre sistemas de válvulas de cartucho.

Qué son las válvulas de cartucho hidráulicas?

Las válvulas de cartucho hidráulicas son dispositivos mecánicos que se pueden aplicar en su sistema hidráulico para regular el flujo de fluido. Algunos de los usos regulatorios incluyen el cierre de una línea, la redirección del fluido hidráulico y el control de la tasa de flujo.

Su naturaleza compacta les permite integrarse fácilmente en el bloque colector de aplicaciones. Las encontrará en diseños muy básicos con pocas piezas móviles que las hacen más eficientes.

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Beneficios de las válvulas de cartucho hidráulicas

Estas válvulas pueden ofrecerle muchos beneficios cuando las aplica a sus sistemas hidráulicos. Considere lo siguiente como algunas de estas ventajas que seguramente disfrutará:

· Fácil de mantener

Cuando encuentra una válvula defectuosa, puede reemplazarla fácilmente sin desmontar todo su sistema hidráulico. Esto mejorará considerablemente su tiempo de inactividad y reducirá sus costos de mantenimiento.

· Versátil

Puede encontrar estas válvulas en varios tamaños, diseños y configuraciones, como válvulas de control de flujo, dirección y presión. Esto significa que no puede faltar una válvula de cartucho que pueda adaptarse a cualquiera de sus aplicaciones hidráulicas.

· Compacto

El hecho de que sean compactos facilita su instalación directamente en el bloque colector de sus aplicaciones. Esto le ahorrará algo de espacio, especialmente si su sistema hidráulico tiene limitaciones de espacio.

· Tasas de flujo incrementadas

Si está manipulando aplicaciones hidráulicas de alta presión, entonces estas válvulas están a la altura del desafío. Pueden manejar tasas de flujo muy altas que tienen una alta presión de fluido.

· Personalizable

Puede contactar fácilmente a su fabricante de válvulas si su aplicación tiene requisitos específicos de válvulas para personalización. Se le pueden proporcionar una variedad de válvulas en diferentes tamaños y clasificaciones de presión adecuadas para su aplicación.

· Reducción de fugas

Notará que las conexiones de las válvulas de cartucho hidráulicas son muy mínimas. Esto reduce en gran medida las posibilidades de que ocurran fugas.

Además, las juntas y anillos en O que contienen sirven para detener aún más las fugas. Esto le asegura un sistema hidráulico muy eficiente y confiable.

Tipos de válvulas de cartucho hidráulicas

A pesar de tener una forma de funcionamiento común, aún encontrará válvulas de cartucho hidráulicas en muchos tipos, formas y diseños.

Estas válvulas se dividen en dos categorías principales: válvulas de cartucho de inserción y válvulas de cartucho de tornillo. Luego notará a partir de nuestro análisis amplio que tienen muy pocas diferencias.

Tomemos un ejemplo de las válvulas de cartucho de tornillo, las usamos principalmente en sistemas hidráulicos que requieren un mantenimiento mínimo. Las encontrará como cuerpos únicos en el sistema o insertadas en el bloque colector de aplicaciones.

Por otro lado, las válvulas de cartucho de inserción son otro nombre para las válvulas lógicas de 2/2 vías y de cartucho. Necesitará un válvula de control piloto adicional para que funcionen.

Dicho esto, ahora pasemos a través de los diferentes tipos de válvulas de cartucho hidráulicas:

· Válvulas de cartucho de paso

Esta válvula puede permitir el flujo de fluido proveniente de dos fuentes diferentes. Tienen un asiento/bola en el diseño además de un hilo de montaje g1 8.

El fluido entra por un extremo de la válvula y utiliza presión para empujar la bola hacia el otro extremo para evitar el flujo inverso. Puede utilizar esta válvula en sistemas de instrumentación y control, sistemas de frenado que utilizan hidráulica, entre otros.

Figura-1.Catridge-Valvula-de-mariposaVálvula de paso de cartucho

· Válvula solenoide de cartucho

Esta es una de las válvulas de cartucho hidráulicas más comunes que encontrará en uso. Puede automatizar el control del flujo de su fluido u operar esta válvula de forma remota.

Funciona al ser energizado o desenergizado mediante corriente de campo eléctrico que se convierte en energía mecánica. Cuando se energiza, el émbolo o vástago es atraído por el campo magnético contra la fuerza del resorte.

Cuando se desenergiza, el émbolo o vástago asume su posición inicial. Puede utilizar esta válvula para aplicaciones industriales, electrodomésticos como lavadoras y en automatización.

Figura 2.Válvula solenoide de puente Válvula solenoide de cartucho

· Válvula de control de flujo de aguja de cartucho

Esta válvula de aguja tiene una estructura básica que consiste en un vástago de válvula y una aguja. Si desea ajustar la tasa de flujo, simplemente ajusta la aguja hasta que se logre su tasa de flujo deseada.

Puede ajustar la aguja hasta el final para restringir la tasa de flujo. Alternativamente, puede contraajustarla para lograr un flujo de fluido libre.

Figura 3. Válvula de control de caudal con aguja de catridge Válvula de control de flujo de aguja de cartucho

· Válvula de control de flujo tipo bola de cartucho

Esta válvula tiene una bola con un agujero en el centro que está unida a una manija. Girar la manija la alinea con la cavidad de la válvula permitiendo el flujo de fluido, mientras que lo contrario evita el flujo de fluido obstruyendo el agujero.

Figura 4.Válvula de control de caudal de tipo bola Catridge Válvula de control de flujo tipo bola de cartucho

· Válvulas de retención de carga de cartucho

Son válvulas de contrabalance que puede usar para reducir cualquier movimiento irregular dentro de un actuador. A pesar de su pequeño tamaño, evitan el fallo del actuador cuando hay una falla en la manguera que puede provocar una caída repentina libre.

Figura 5.Válvula de retención de carga Catridge Válvula de retención de carga de cartucho

· Válvula de retención de cartucho

Esta válvula unidireccional impide el flujo de fluido de retorno. Dado que no contienen ningún vástago o mango en su diseño, puede ejecutarlos automáticamente de forma independiente.

Puede encontrar varios tipos de válvulas de retención, como:

  • Válvulas de retención en línea: tienen un resorte que lo cierra cuando la presión desciende por debajo de la presión de fisuración de la válvula.

Figura 6.Válvula de retención de puente en línea Válvula de retención en línea de cartucho

  • Válvulas de retención de parada: tiene un control de anulación para cortar el flujo de líquido.

Figura 7. Válvula de retención Válvula de retención de parada

  • Válvulas de retención de elevación: tiene un disco elevable que se eleva con el aumento del flujo de fluido.

Figura 8. Válvula de control de elevación Válvula de retención de elevación

· Válvulas de alivio de presión de cartucho

No confunda estas válvulas con las válvulas de seguridad. Cuando su sistema hidráulico exceda su nivel de presión normal, puede protegerlo utilizando esta válvula.

Se abren inmediatamente cuando la presión de su sistema hidráulico excede lo normal y despresuriza. Puede liberar tanto la presión generada como la presión excesiva.

Figura 9.Válvula de alivio de presión Válvula de alivio de presión

· Válvulas reductoras de presión de cartucho

Aunque es igual que las válvulas de control de presión, sirve para una función diferente en su sistema hidráulico. Sin embargo, su función principal es reducir estrictamente el flujo de presión en el puerto de salida de su sistema.

Llevará a cabo esto tanto si ocurren cambios en la fuerza como si no en el sistema hidráulico corriente arriba.

Figura 10. Válvula reductora de presión Válvula reductora de presión

· Válvulas de secuencia de cartucho

Como su nombre indica, esta es su elección de válvula en aplicaciones que se ejecutan en secuencia. Cuando termina una operación y comienza otra, los diversos actuadores también deben funcionar en secuencia.

Puede utilizar esta válvula para alterar la secuencia de sus cilindros hidráulicos y lograr la secuencia deseada. Su diseño es de válvulas de dos vías, pero con las cámaras de resorte posicionadas en el puerto de salida.

Figura-11.-Válvula de secuenciaPartes de una Válvula de Cartucho Hidráulico

Encontrará piezas comunes pero estructuradas de manera diferente de las Válvulas de Cartucho Hidráulico basadas en sus diseños diferentes. Permítanos tener una breve visión general de algunas de estas partes:

· Cartucho

Esto es lo que define esta válvula. En el tipo de Válvula de Cartucho Hidráulico de tornillo, se aloja directamente en el bloque del colector de la unidad de aplicación.
Ahora puede imaginar qué controla todo el proceso de flujo del fluido hidráulico. Todo ese mecanismo está contenido en el cartucho.

· Carcasa

Esta es la cubierta que protege el cartucho. El material de la parte es normalmente acero, pero cualquier otro material duradero aún realiza el trabajo.
El diseño de la carcasa está concebido de tal manera que puede manejar temperaturas y presiones extremas. También puede soportar vibraciones y golpes ligeros.

· Sello

Su material componente suele ser goma, pero también puede encontrarlo en varios materiales elastoméricos. Es un componente muy vital ya que impide cualquier posible fuga de fluido hidráulico de la válvula.

· Resorte

Encontrará resortes hechos de acero, pero otros materiales metálicos duraderos pueden cumplir el mismo propósito. Es el componente que regula cualquier movimiento que el mecanismo de la Válvula realiza.

· Anillo en O

Esta cosa está diseñada para producir un sello hermético entre donde se monta la válvula de cartucho y la válvula misma. Comúnmente está hecho de goma.
Figura 12. Partes de una válvula de puente hidráulica Partes de una Válvula de Cartucho Hidráulico

Funcionamiento de las Válvulas de Cartucho Hidráulico

Encontrará varias variaciones de Válvulas de Cartucho Hidráulico con diferentes diseños. Sin embargo, sus principios operativos son similares.
Tomemos un ejemplo de la válvula de cartucho hidráulico con puertos que tienen áreas iguales. Normalmente son unidireccionales, pero sin un agujero de comunicación para permitir que el fluido hidráulico entre.

Para entender esto mejor, primero debemos conocer sus componentes principales. Estos son un manguito, un obturador de válvula y un resorte de cierre.

El fluido hidráulico entrará en la válvula desde cualquiera de los puertos y abrirá el obturador de retención aplicándole presión. Esto permitirá que el fluido fluya a través y alrededor de su sistema hidráulico.

Cuando la válvula está cerrada, un resorte mantiene el obturador en su posición. Sin embargo, el resorte es liviano y puede moverse fácilmente por la presión del fluido para permitir el paso del fluido.

Puede encontrar estos resortes con varios niveles de resistencia según su aplicación. Sin embargo, los diseños más comunes van desde 50 a 75 psi.

Características de las Válvulas de Cartucho Hidráulico

Puede identificar fácilmente estas válvulas mediante varias características que les son exclusivas. Analicemos brevemente algunas de las más comunes que puede encontrar fácilmente:

  • Pueden realizar varias funciones en un solo montaje en su sistema hidráulico
  • Su tiempo de cambio es muy rápido y suave
  • Contienen un solo punto de contacto dentro de ellas
  • Pueden operar muy bien bajo alta presión con una caída de presión baja
  • Tienen un gran rango de flujo
  • No son fácilmente propensos a la contaminación
  • Tienen un mínimo o nulo de fugas si se mantienen adecuadamente

Materiales de las Válvulas de Cartucho Hidráulico

Se utilizan varios materiales en la fabricación de Válvulas de Cartucho Hidráulico. Estos materiales deben ser duraderos y pueden soportar altas temperaturas y presiones.
Dado que expondrá su válvula de cartucho a entornos corrosivos, el material también debe ser resistente a la corrosión. Algunos de los materiales que cumplen con estos criterios y se utilizan comúnmente son:

  • Acero inoxidable
  • Aluminio
  • Hierro
  • Cobre
  • Latón

Aunque rara vez, a veces puede encontrar Válvulas de Cartucho Hidráulico hechas de plástico dependiendo de las especificaciones de su aplicación. Como ya sabe, las válvulas sin fugas requieren un mecanizado preciso del material.
Para mejorar la durabilidad de su válvula, su fabricante puede optar por darle un acabado superficial al material. Tales acabados como el recubrimiento en polvo, pulido y cromado prolongan su vida útil y mejoran su rendimiento.

Instalación de una Válvula de Cartucho Hidráulico

Instalar Válvulas de Cartucho Hidráulico es bastante fácil. Esto se debe a que simplemente deberá colocarlas o atornillarlas en el bloque de colectores de su sistema hidráulico, simple.
Sin embargo, debe tener cuidado al apretarlas. Asegúrese de que sus sellos y anillos en O estén bien posicionados para evitar cualquier forma de fugas durante las operaciones.

Válvulas de Cartucho Hidráulico Vs Válvulas Normales

Podemos abordar este tema mediante un enfoque de comparación directa de ciertos aspectos. Tenga en cuenta que sus aplicaciones son casi similares debido a que ambas son válvulas.

· Instalación y Mantenimiento

Válvulas de Cartucho Hidráulico: simplemente puede instalarlas colocándolas en un colector. También puede reemplazarlas fácilmente con procedimientos de mantenimiento más rápidos en comparación con las válvulas tradicionales.
Válvulas Tradicionales: estas válvulas suelen ser más grandes, lo que significa que tardará más tiempo en instalarlas y darles mantenimiento. Debido a su diseño complejo, es más probable que desmonte partes significativas de su sistema hidráulico al reemplazarlas.

· Uso del Espacio

Válvula de Cartucho Hidráulico: normalmente son compactas y por lo tanto le ahorran mucho espacio. Puede aprovecharlas mejor en aplicaciones que tienen restricciones de espacio.
Válvulas Tradicionales: debido a su tamaño y diseño complejo, deberá asignarles más espacio. En pocas palabras, no las puede utilizar si su aplicación tiene requisitos de espacio premium.

· Modularidad

Válvulas de Cartucho Hidráulico: la alta modularidad de estas válvulas le brinda la oportunidad de reemplazarlas sin alterar su sistema hidráulico. Esto significa que puede personalizar su sistema hidráulico sin tanto esfuerzo.
Válvulas Tradicionales: normalmente consideramos estas válvulas como parte del sistema hidráulico complejo durante el ensamblaje. Sí, siempre puede reemplazarlas, pero le llevarán más tiempo y trabajo en comparación con las válvulas de cartucho.

· Tamaño y Diseño

Válvulas de Cartucho Hidráulico: normalmente son válvulas muy compactas y autocontenidas que puede insertar fácilmente en el colector de su sistema hidráulico. Su diseño modular y pequeño le facilita la instalación y el mantenimiento.
Válvulas Tradicionales: normalmente son muy grandes y tienen diseños más complejos en comparación con las válvulas de cartucho hidráulico. Su complejidad proviene del hecho de que tienen muchas partes que se han ensamblado.

· Costo

Válvulas de Cartucho Hidráulico: gastará más en esta válvula en comparación con las válvulas tradicionales. La ventaja de esto, sin embargo, es que su mantenimiento y modularidad reducen en gran medida el costo eventual debido al tiempo de inactividad reducido.
Válvulas Tradicionales: su costo inicial puede ser más barato que el de la válvula de cartucho hidráulico. Sin embargo, eventualmente gastará más en su mantenimiento y reemplazo además del alto tiempo de inactividad que tendrán.

Cómo se Comparan las Válvulas de Cartucho Hidráulico de Carrete con las Válvulas de Cartucho Hidráulico de Obturador

La mejor manera de comparar estas dos válvulas es a través de su mecanismo de sellado. Veámoslas individualmente en detalle:

· Válvula de Cartucho Hidráulico de Tipo de Carrete

El sellado en esta válvula se lleva a cabo utilizando la superficie cilíndrica del carrete. La superficie crea un espacio mientras sella, lo que significa que tendrá algunas fugas en esta válvula.
Notará que las fugas aumentan con el tiempo de operación. ¿La razón? El espacio seguirá expandiéndose a medida que la superficie cilíndrica se desgasta con el tiempo, reduciendo su vida útil.

Sin embargo, la ventaja de todo esto es que puede hacerla funcionar con una cobertura cero o incluso una preapertura cero a cero. Si la aplicación requiere diferentes carreras, los muchos pre-canales de las válvulas pueden lograrlo fácilmente.

Figura-13.Válvula de carrete hidráulica de puente Válvula de Cartucho Hidráulico de Tipo de Carrete

· Válvula de Cartucho Hidráulico de Tipo de Obturador

El sellado en esta válvula es asistido por el sello de contacto de línea. Esto significa que su válvula no tiene fugas y no se desgasta fácilmente, lo que le brinda una vida útil prolongada.
Uno de los beneficios que puede obtener de esta válvula es sus respuestas de cambio muy rápidas y sensibles. La desventaja es que tiene vibraciones operativas que producen un zumbido.

Figura 14.Válvula de compuerta hidráulica Válvula de Cartucho Hidráulico de Tipo de Obturador

Aplicaciones de las Válvulas de Cartucho Hidráulico

Las diversas aplicaciones que encontrará para estas válvulas incluyen:

  • Sistemas de alivio de presión hidráulica
  • Sistemas hidráulicos industriales
  • Conjuntos de control direccional
  • Equipos de prueba hidráulica

En Target Hydraulics, ayudamos a obtener sistemas de válvulas hidráulicas de alta calidad y confiables para sus aplicaciones únicas. Ya sea que desee diseños estándar o personalizados, Target Hydraulics es su socio perfecto.
Más Recursos:

Piezas del Sistema Hidráulico – Fuente: TARGET HYDRAULICS

Válvula Hidráulica – Fuente: IQS Directory

Tipos de Sistemas Hidráulicos – Fuente: TARGET HYDRAULICS

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