Presentación explicativa de una aplicación de regulación de salida para cargas variables no discretas y velocidad fija.

1. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito

2. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Obsérvese el
pilotaje externo
Obsérvese el
pilotaje externo
Obsérvese el
pilotaje externo

3. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Válvula reguladora de
caudal de 2 vías
preconectada
Compensador
de presión
Fc0
Distribuidor selector de
velocidad del cilindro
Cilindro
Fc1
Distribuidor selector de
puesta a Presión
Presostato
Detector
de carga
Distribuidor de mando
del cilindro.
Bomba de paletas
de caudal variable

4. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Esquema del Circuito
Para facilitar los cálculos en la aplicación didáctica
que estamos planteando diremos que:
QBMAX.= 60 l/m
S0= 100 cm2
; S1= 50 cm2
De igual forma, para simplificar, consideraremos:
∆P tramo de tubería (60 l/m)= 1 bar
Componentes NG 10
∆P con 15 l/m = 0,4 bar
∆P con 30 l/m = 0,6 bar
∆P con 60 l/m = 1 bar
∆P con 120 l/m = 4,5 bar
Los rendimientos mecánicos del cilindro principal
Rm salida rápida = 0,85
Rm salida normal = 0,85
Rm entrando = 0,85
La carga que se desea arrastrar es absolutamente
variable de mínima carga de 20000 N., a máxima de
aproximadamente 100000 N.
La velocidad regulada que se desea en este caso:
0,05 m/s
Bomba de paletas
de caudal variable
Válvula reguladora de
caudal de 2 vías
preconectada
Compensador
de presión
Fc0
Distribuidor selector de
velocidad del cilindro
Cilindro
Fc1
Distribuidor selector de
puesta a Presión
Presostato
Detector
de carga
Distribuidor de mando
del cilindro.

5. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Al poner en marcha la bomba, se activa el
compensador de presión a mínima presión centrando
la carcasa de las paletas y dejando el caudal de la
bomba a lo justo y necesario para tal activación.
Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-Bomba
Fc0 Fc1
Y3
Y2
Y1
Compensador
de presión
activado

6. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Disponemos de una bomba de caudal variable de
paletas que, en el reposo del cilindro, da el caudal
junto para mantener activado el compensador de
presión a una mínima presión.
Así como de 3 distribuidores, uno para el mando del
cilindro, otro como selector de velocidad rápida o
lenta regulada, y otro para poner a presión el sistema
cuando se inicie el trabajo.
Se dispone también de un Presostato cuya finalidad
principal es detectar la carga y hacer entrar el
distribuidor selector de velocidad. Al hacerlo, a través
del pilotaje externo, se adecuará la presión a la que
se active el compensador de la bomba para que la
presión previa a la reductora del regulador de caudal
PT, siempre sea la misma, haciendo variar la presión
manométrica PM según varíe la carga. Si bien esta
presión está limitada por la válvula de máxima
tarada, como veremos más tarde, a 145 bar,
mientras que la PT la tararemos a 25 bar.
Se da la orden de salida rápida del vástago al
accionar el pulsador de marcha y estar FC0 y no
estar FC1
Puesta en Marcha del Conjunto Impulsor Motor-Bomba
Fc1
Distribuidor de mando
del cilindro.
Bomba de paletas
de caudal variable
Válvula reguladora de
caudal de 2 vías
preconectada
Compensador
de presión
activado
Cilindro
Distribuidor selector de
puesta a Presión
Presostato
Detector
de carga
Distribuidor selector de
velocidad del cilindro
Y1
Y3
Y2
Fc0

7. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Se Da la Orden de Salida de Vástago – Excitación de Y3 e Y2
Se excitan entonces las bobinas Y3 e Y2
Como consecuencia se activa el taraje de la presión
del compensador PVS= 150 bar. y , puesto que la
presión es más baja, este se desactiva.
Mientras la válvula PT permanece completamente
cerrada al tener su pilotaje a tanque.
De esa forma la bomba comienza a impulsar todo
su caudal al sistema, lo que hará que comience a
salir el cilindro con la salida rápida propia del
sistema regenerativo.
Y3=1
QB
El compensador de presión
deja de estar activo al
establecerse un nuevo
taraje de la presión
Fc0 Fc1
Y2=1
Y1

8. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)El Cilindro Sale con Velocidad Rápida en la Aproximación
El cilindro comienza a salir con una velocidad rápida
al ser un circuito regenerativo. Además, al ser el
cilindro de ϕ=2, su velocidad será el doble de la
normal si no fuera circuito regenerativo.
Q1=60
m/s.0,2
600
120
S6
Q2
v
Q2Q
2
Q
2
Q
QQ
Q
Q
QQQ
2
S
S
0
B
SR
B0
00
0B
B
0
B10
1
0
==
⋅
⋅
=
⋅=
=−=
+=+=
==
ϕ
ϕ
Q0=120
QB=60
Vsr=0,2

9. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
Al no haber carga la presión es debida a las perdidas
de carga y a las fuerzas de rozamiento de las juntas.
Analicemos las perdidas de carga con Q1 = 60
Q0=120 y QB=60 l/m
bar.02P
bar.023PP;bar.23P
2
P
,5113PP
bar.
2
P
5,8P;bar.5,8
2
P
P
P
P
bar.5,825,42PPP
bar.3111PPP
TOTAL
1M1
1
M1
1
M
1
M
1
0
0MM
M11
=∆
=−==
+=+=
+==−
=
=++=−=∆
=++=−=∆
ϕ
Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en este
movimiento regenerativo sin carga, pueden estimarse
en: 2200 N. Por lo que:
bar.2424,4024,4PPP
bar.4,4
S10
2200
P
TOTALFRJM
V
FRJ
≈=+=∆+=
=
⋅
=
Vsr=0,2
PM=24

10. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
PT=25
Al topar con la Carga la presión sube y se excita el
presostato PS1 que excita la bobina Y1.
Como consecuencia el caudal Q1 se direcciona hacia
el regulador de caudal que pretende establecer una
velocidad en el cilindro de 0,05 m/s. Es decir:
l/m.150,05506vS6QQ REG.1REG.1 =⋅⋅=⋅⋅==
Como el circuito regenerativo se ha deshecho y el
sistema admite solo 30 l/m de los 60 l/m que es
capaz de suministrar la bomba.
El compensador de presión se activa a la Presión PM
que haga mantener la presión de PT=25 bar. a la
entrada de la válvula reguladora de caudal, para
ajustar el caudal variable de la bomba QVB:
l/m.30152QQQ 1VB0 =⋅=⋅== ϕ
Q1=15
Y3=1
Q0=30
QB=30
Vr=0,05
Y2=1
Y1=1
PVS
Hemos ajustado la presión a la entrada del
regulador en 25 bar.
bar.251312P
PPP
T
RIT
=+=
∆+∆=
PS1
PM=24

11. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
PS1=30
Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:
bar.381,385,06,05,05,36P
bar.5,36135,23
2
1
26
85,001010
20000
P
M
0
≈=+++=
=+=⋅+
⋅⋅
=
Puesto que hemos ajustado la presión a la entrada del
regulador en 30 bar.
bar.269,2525,04,025,01312P
PPPP
1
1RI1
≈=++++=
∆+∆+∆=
Tendríamos entonces:
0
1
1
M0
1
0;11
M
1
00
S
S
P
RS10
L
PSP10
R
L
SP10 ⋅+
⋅⋅
=⋅⋅+=⋅⋅
Por lo que perfectamente podría ser: bar.30Ps1 =
Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05
Si consideramos que la carga es la mínima de
20000 N.:
PT=25 PVS
PM=38
P1=26
P0=36,5

12. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Velocidad Lenta al Topar con la 1ª Carga – Excitación de Y1, estando Y2 e Y3
Se cumplirá la ecuación de esfuerzos del cilindro:
bar.1322.1325,06,05,06,130P
bar.6,130136,117
2
1
26
85,001010
100000
P
M
0
≈=+++=
=+=⋅+
⋅⋅
=
Y como hemos ajustado la presión a la entrada del regulador
en 30 bar.
bar.269,2525,04,025,01312P
PPPP
1
1RI1
≈=++++=
∆+∆+∆=
Tendríamos entonces:
0
1
1
M0
1
0;11
M
1
00
S
S
P
RS10
L
PSP10
R
L
SP10 ⋅+
⋅⋅
=⋅⋅+=⋅⋅
Por lo que perfectamente podría ser: bar.145PVS =
Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05
Si por el contrario la carga que arrastra el cilindro
es la máxima de 100000 N.:
PT=25 PVS=145
PS1=30
PM=132
P1=26
P0=130,6

13. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Finalizando la Velocidad Lenta – Estando Y1, Y2 e Y3
El hecho de ir cambiando el taraje del
compensador de presión según la carga
manteniendo P1 constante a través del taraje de la
válvula PT, nos permite no tener muchas perdidas
de potencia y, en contra de lo que suele ocurrir
con las variaciones de la carga en las regulaciones
de caudal de tipo de salida para la salida del
vástago, en nuestro caso la presión P1 permanece
constante.
Y1 =1
Y4=1
Q1=15
QB=30
Vr=0,05
PT=25 PVS=145
PS1=50
bar.269,2525,04,025,01312P
PPPP
1
1RI1
≈=++++=
∆+∆+∆=
PM=132
P1=26
P0=130,6

14. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
ϕ
ϕ
1
0
V
0
UTBV10
UTBV
V
UTBV0
REG1RVUTBV0
PSPMNE
UTBV0
E
REG1
PS
RV
PM
RV
N
P
Rm
1
S10
L
P
600
QP
Rm
1
1000
S6
Q
L
600
QP
600
QP
Rm
1
1000
vL
600
QP
WWWW
600
QP
W
600
QP
W
)1
Rm
1
(
1000
vL
W
1000
vL
W
+⋅
⋅
=
⋅
⋅
+⋅⋅
⋅
=
⋅
⋅
+⋅
⋅
=
⋅
++=
⋅
=
⋅
=
−⋅
⋅
=
⋅
=
WN
WPM
WPS
WE WN
WE WPS
WPM WN=POTENCIA DE
NECESIDADES
WPM=POTENCIA PERDIDA
MECÁNICAMENTE
WPM=POTENCIA PERDIDA CON
EL CAUDAL DE SALIDA
WPM=DE ENTRADA
P0

15. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
53,0
9,1
1
W
W
R
Kw9,1
600
3038
W
Kw1
1000
05,000002
W
bar.3838,11,636,5PPP
36,5135,23
2
26
0,85
1
00110
20000
P
P
Rm
1
S10
L
P
UTB
N
UT
UTB
N
00N.)M(20000
N.)0(20000
1
0
V
0
===
=
⋅
=
=
⋅
=
≈=+=∆+=
=+=+⋅
⋅
=
+⋅
⋅
=
ϕ
WN
WPM
WPS
WE WN
WE WPS
WPM
CARGA = 20000 N.
P0=36,5
PM=38

16. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Manejando las Potencias de la Regulación Tendríamos:
76,0
6,6
5
W
W
R
Kw6,6
600
30132
W
Kw5
1000
05,0000001
W
bar.321,13211,6,5301PPP
5,130136,117
2
26
0,85
1
00110
100000
P
P
Rm
1
S10
L
P
UTB
N
UT
UTB
N
00N.)M(100000
N.)0(100000
1
0
V
0
===
=
⋅
=
=
⋅
=
≈=+=∆+=
=+=+⋅
⋅
=
+⋅
⋅
=
ϕ
WN
WPM
WPS
WE WN
WE WPS
WPM
CARGA = 100000 N.
P0=130,5
PM=132

17. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro – Excitación de Y5
Al llegar sobre el final de carrera FC1 y no estando
FC0 se excita la bobina Y4 desexcitándose todas
las demás.
El caudal de la bomba va a la cámara anular y el
de la cámara llena se dirige a tanque.
Q1=60Q0=120
QB=60
l/m1202,01006vS6Q
m/s.0,2
300
60
506
60
S6
Q
v
E00
1
B
E
=⋅⋅=⋅⋅=
==
⋅
=
⋅
=
VE=0,2
Y4=1
Y1 =0
Con el pilotaje a
tanque la válvula PT
está totalmente
cerrada

18. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Entrada del Cilindro
Al bajar la presión por ir sin carga el compensador
de presión no se activa.
Analizando las perdidas de carga:
VE=0,2
bar.203173PP
bar.178,52PP
bar.5,825,42PPP
bar.3111PPP
1TOTAL
01
M00
1M1
=+=+=∆
=⋅=⋅=
=++=−=∆
=++=−=∆
ϕ
Las fuerzas de rozamiento de las juntas, en estas
condiciones del movimiento de entrada sin carga,
pueden estimarse en: 3200 N. Por lo que:
bar.5,8P
bar.23326P
bar.26P
0
1
M
=
=−=
=
Lo que nos da unas presiones de:
bar.2626,4026,4PPP
bar.4,6
S10
3200
P
TOTALFRJM
1
FRJ
≈=+=∆+=
=
⋅
=
PM=26
P1=23
P0=8,5
Y4=1
Con el pilotaje a
tanque la válvula PT
está totalmente
cerrada
Y1

19. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Fin de la Entrada del Cilindro
Fc0
Y4=0
Al llegar sobre el final de carrera FC0 se desexcita
Y4 e Y2
Y2=0

20. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
Aplicación a una Prensa de Estampación y Troquelado (Didáctica)Reposo e Inicio a la Espera de Nueva Carga
Todo ha vuelto a la posición de inicio y vuelve a
activarse el compensador a la mínima presión de
su control para poner el caudal de la mínimo
necesario para el centrando de la carcasa de
paletas:
El compensador de presión está
accionado al alcanzar la presión
mínima de descarga y activación
Bomba de paletas
de caudal variable

21. Aplicación de una Válvula Reguladora de Caudal de 2 Vías
Preconectada [ III ]
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