Presentación explicativa del funcionamiento de los antirretornos pilotados con drenaje a tanque.

1. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ANTIRRETORNO PILOTADO CON DRENAJE A TANQUE
(Sin que el drenaje tenga posibilidad de bloquear su apertura en modo antirretorno)

2. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
SIMBOLO Y COMPONENTE
Antirretorno Pilotado
B
A
X
Y

3. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
SECCIÓN FUNCIONAL
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD

4. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA INICIAR LA APERTURA
DM
X
B
ABX
D
X
M
X
B
ABX
MBABXDX
PP
S
S
)PP(P
P
S10
F
S
S
)PP(P
FS)PP(10S)PP(10
++⋅−=
+
⋅
+⋅−=
+⋅−⋅=⋅−⋅
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD

5. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
MX
D
DMX
BA
DM
X
B
ABX
PP
0PsiY
PPP
PPquePuesto
PP
S
S
)PP(P
≥
=
+≥
=
++⋅−=

6. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
DMX PPP +≥
ATENCIÓN:
Obsérvese que la presión para mantener la
apertura de esta válvula sólo depende de la presión
de su muelle interno si su drenaje externo va
tanque. Algo que no ocurre en las que no tienen
drenaje externo, las cuales pasan a depender de la
presión aparecida en A al ser ésta la vía que
utilizan como drenaje.
PB
PA
PX
SB
SX
FM

7. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ANTIRRETORNO PILOTADO CON UN DRENAJE QUE PUEDE SER
UTILIZADO PARA BLOQUEAR LA VÁLVULA

8. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
SIMBOLO Y COMPONENTE
Antirretorno Pilotado
B
A
X
Y

9. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
SECCIÓN FUNCIONAL
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
SV

10. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA LA APERTURA
M
X
V
ABX
D
M
X
V
ADBX
M
X
D
ADBX
BX
X
M
X
D
AD
X
B
BX
MDADDBBXX
MDABBDDXX
VXD
P)
S
S
1(PPP
:0PdegeneralcasoelenLuego
P)
S
S
1()PP(PP
:bienO
P
S
S
)PP(PP
SS
:casoesteenquePuesto
S10
F
S
S
)PP(
S
S
PP
FSP10SP10SP10SP10
FSP10SP10SP10SP10
)SS(SosconsideramSi
+−⋅−=
=
+−⋅−+=
+⋅−+=
=
⋅
+⋅−+⋅=
+⋅⋅−⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅
+⋅⋅−⋅⋅=⋅⋅−⋅⋅
−=
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
SV

11. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
M
X
V
AX
D
M
X
V
D
X
V
AX
M
X
V
D
X
V
AAX
BA
M
X
V
ADBX
P
S
S
PP
:0PdegeneralcasoelenLuego
P)
S
S
1(P
S
S
PP
P)
S
S
1(P)
S
S
1(PPP
PPaperturalaporSi
P)
S
S
1()PP(PP
+⋅=
=
+−⋅+⋅=
+−⋅+−⋅−=
=
+−⋅−+=
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
SV

12. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
MX
M
X
V
AX
A
PP
P
S
S
PP
:0PquedeespecíficomáscasoelEn
=
+⋅=
=
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
SV

13. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
)SS(
S
PPP
0Py0P
:degeneralcasoelenLuego
P)
S
S
1()PP(PP
apertura.subloquearpresión,aponiéndolepara,tanquea
drenajesuusarpuedenpilotadosnosantirretordetipoEste
VX
X
MDA
BX
M
X
V
ADBX
−
⋅+=
==
+−⋅−+=
BLOQUEO DE LA FUNCIÓN ANTIRRETORNO
PB
PA
PX
SB
SX
FM
PD
SV

14. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
APLICACIÓN DIDÁCTICA DE ANTIRRETORNOS PILOTADOS CON
DRENAJE A TANQUE

15. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ASCENSO Y DESCENSO DE UNA CARGA CON VELOCIDAD SEMEJANTE
Es esta una aplicación didáctica en la que juntamos dos situaciones,
que no deberían ser normales, con el fin de usar los dos antirretornos
pilotados antes mostrados.
1) Disponemos de una válvula de presión para el equilibrado de la
carga. Lo cual obliga a que el cilindro diferencial de ϕ = 2 deba
trabajar con la sección S1 (o anular) elevando la carga.
2)Por otra parte se supone que los antirretornos pilotados tienen la
misión de bloquear el cilindro para que la carga no caiga evitando que
cualquier fuga en el sistema lo haga posible. Ese cometido lo
cumplen. Pero al ser un cilindro con el trabajo invertido, no se
garantiza que la carga no pueda descender a causa de las fugas
internas del propio cilindro, bien sean por el deterioro de las juntas del
émbolo o de la deformación del tubo del cilindro por puntas de
presión.
Dicho esto, damos los datos de la aplicación
Disponemos de un cilindro S0 = 100 cm2 y S1 = 50 cm2
La relación ϕ=2
La carga máxima está compuesta de una masa de aproximadamente
6115 Kgr
La carga máxima sería L = 60.000 N.
Disponemos el sistema para conseguir la velocidad semejante, tanto
en el ascenso como en el descenso, por medio de dos bombas con
un caudal de utilización QUT = 30 l/min. De tal forma que durante la
entrada del vástago (o subida de la carga) sólo trabaja una bomba y
durante la salida del vástago (o bajada de la carga) trabajan las dos.

16. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ASCENSO Y DESCENSO DE UNA CARGA CON VELOCIDAD SEMEJANTE
La válvula de bloqueo garantiza que no haya un descenso
de la carga mientras permanece elevada y en reposo,
originado por las fugas en el sistema de equilibrado de la
carga.
Pero ese bloqueo no evitaría un descenso de la carga a
causa de fugas internas en el cilindro. Pues al trabajar en
posición invertida el cilindro, las fugas de S1 (o sección
anular) son de menor volumen que el generado en S0 (o
sección llena) por lo que únicamente se produce en dicha
sección una fuerte descompresión.
Fugas internas en el cilindro
Posible
descenso
de la carga
Descompresión y posibles
fugas en el sistema de
equilibrado de la carga
Ninguna fuga en el antirretorno
pilotado

17. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ASCENSO Y DESCENSO DE UNA CARGA CON VELOCIDAD SEMEJANTE
QB = 30QA = 30
PM= 0PM= 0
Estando en reposo el sistema, las dos bombas están
en descarga a través del distribuidor de la bobina Y2.
Y2
Y1
Y3

18. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ASCENSO Y DESCENSO DE UNA CARGA CON VELOCIDAD SEMEJANTE
bars.120
0510
60.000
S10
gm
P
1
L =
⋅
=
⋅
⋅
=
P1=120
La retención de la carga por la válvula
antirretorno pilotada, hace que la presión de
la carga sea la de la zona de bloqueo.
QB = 30QA = 30
PM= 5PM= 5
Y2
Y1
Y3

19. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
ASCENSO DE LA CARGA CON VELOCIDAD MÁXIMA
Durante el ascenso de la carga.
QEE= 30
QSE= 60
60QQ
30QQ
EESE
UTEE
=⋅=
==
ϕ
m/s1,0
056
30
S6
Q
v
1
EE
e =
⋅
=
⋅
=
QSE+ QB = 90
QB = 30QA = 30
PM= 5PM= 130
Y2=1
Y1=1
P1=120
Y3
ve=0,1 m/s

20. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
QB = 30QA = 30
PM= 5PM= 5
Una vez elevada la carga, estando en reposo el
sistema con las dos bombas en descarga a través
del distribuidor de la bobina Y2, puede iniciarse el
descenso de la carga.
Y2=0
Y1=0
Y3
PARADA ELEVADA DE LA CARGA TRAS EL ASCENSO
P1=120

21. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - INMEDIATAMENTE TRAS LA SUBIDA
bars5PP
0P
PP
PP
S
S
)PP(P
MX
D
AB
DM
X
A
ABX
==
=
=
++⋅−=
Y2=1
Y1=0
Y3=1
Al excitarse Y2 e Y3 comienza el microproceso para iniciar el
descenso de la carga: la excitación de Y3 hace que se bloquee el
antirretorno de entrada a la sección llena, deteniendo el avance del
caudal de las dos bombas que, ahora, al no estar excitada Y1
impulsan, juntas, el caudal hacia la sección llena.
Por otra parte se pilota para abrir el antirretorno que bloquea el
descenso de la carga. Lo que se consigue cuando la presión
alcance el valor de la presión del muelle, por ser prácticamente
iguales PA y PB:
P1=120
PM= 5PM= 5

22. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
Para cuando el presostato PST alcance los 120 bars antes de
desexcitar Y3, obviamente ya se habrá abierto el antirretorno
desbloqueando la bajada de la carga. Entonces, cuando ya el
presostato desexcite Y3, se permitirá la llegada de los dos caudales a
la sección llena del cilindro.
Y2=1
Y1=0
Y3=1
P1=120
PM= 120PM= 120
PST=120
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - INMEDIATAMENTE TRAS LA SUBIDA

23. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
Y2=1
Y1=0
P1=150
Y2=1
Y1=0
PM= 70PM= 70
Y3=0
Para cuando el presostato PST alcance los 120 bars antes de
desexcitar Y3, obviamente ya se habrá abierto el antirretorno
desbloqueando la bajada de la carga. Entonces, cuando ya el
presostato desexcite Y3, se permitirá la llegada de los dos caudales a
la sección llena del cilindro.
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - INMEDIATAMENTE TRAS LA SUBIDA
PEC= 150

24. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - TIEMPO DESPUÉS DE LA SUBIDA
Y2=0
Y1=0
Y3=0
Al pasar un cierto tiempo con la carga elevada, antes de que se dé
la orden de bajar la carga, es muy probable que se haya
descomprimido la presión de PA a pesar de la válvula de presión
cerrada para el equilibrado de la carga.
Por lo que la nueva situación sería otra:
P1=120
PM= 5PM= 5

25. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - TIEMPO DESPUÉS DE LA SUBIDA
bars4505
3
1
0)201(P
3
1
S
S
0P;0P;201P
PP
S
S
)PP(P
X
X
A
DAB
DM
X
A
ABX
=++⋅−=
=
===
++⋅−=
Y2=1
Y1=0
Y3=1
Al excitarse Y2 e Y3. La excitación de Y3 hace que se bloque el
antirretorno, deteniendo el avance del caudal de las dos bombas
que, ahora, al no estar excitada Y1 impulsan juntas el caudal hacia
la sección llena.
Por otra parte se pilota para abrir el antirretorno que bloquea el
descenso de la carga. Lo que se consigue cuando la presión
alcance el valor:
P1=120
Para cuando el presostato alcance los 120 bars, obviamente ya se
habrá abierto el antirretorno desbloqueando la bajada de la carga, y
entonces el presostato desexcitará Y3, permitiendo la llegada de
los dos caudales a la sección llena del cilindro.
PM= 45PM= 45

26. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - TIEMPO DESPUÉS DE LA SUBIDA
ATENCIÓN ¿Qué hubiera ocurrido si el circuito fuera de este otro modo, SIN VÁLVULA DE
BLOQUEO? Recuerden: todo lo que pueda ocurrir, acaba ocurriendo.
Y2=1
Y1=0
P1=390
PM= 135PM= 135
bars.390P2120P
:Luego
bars135P
45P
3
1
P
3
2
P
5
3
P2
40P
5
3
1
)P2120(P
3
1
S
S
P2120P120P
0P;0P
PP
S
S
)PP(P
XB
X
XXX
X
X
XX
X
A
XXB
DA
DM
X
A
ABX
=⋅+=
=
=⋅=⋅−
+
⋅
+=
+⋅⋅+=
=
⋅+=⋅+=
==
++⋅−=
ϕ

27. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA - TIEMPO DESPUÉS DE LA SUBIDA
Y2=1
Y1=0
P1=390
PM= 135PM= 135
bars.390P2120P
:Luego
bars135P
45P
3
1
P
3
2
P
5
3
P2
40P
5
3
1
)P2120(P
3
1
S
S
P2120P120P
0P;0P
PP
S
S
)PP(P
XB
X
XXX
X
X
XX
X
A
XXB
DA
DM
X
A
ABX
=⋅+=
=
=⋅=⋅−
+
⋅
+=
+⋅⋅+=
=
⋅+=⋅+=
==
++⋅−=
ϕ
Aunque todas las circunstancias explicadas para este comienzo del
descenso de la carga pasan en un instante todas. Para eliminar esta
punta de presión es por lo que hemos añadido el antirretorno para
bloqueo. Pues una punta de presion de 390 bars, dañaría las juntas del
embolo y también el tubo del cilindro, lo que acabaría permitiendo fugas
internas en el mismo que harían descender la carga

28. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
DESCENSO DE LA CARGA EQUILIBRADA
Ahora bien, una vez abierta la válvula de bloqueo o
antirretorno pilotado la carga desciende sujetada por
la válvula de equilibrado de la carga
30
Q
Q
60Q2Q
ES
SS
UTES
==
=⋅=
ϕ
m/s1,0
0016
60
S6
Q
v
0
ES
S =
⋅
=
⋅
=
En este caso como se ve, es el caudal de
las dos bombas el que impulsa el cilindro y,
por tanto tenemos la misma velocidad en la
salida del vástago o descenso, que en la
entrada del vástago o ascenso.
QSS= 30
QB = 30QA = 30
PM= 5PM= 130
Y2=1
Y1=0
Y3=0
QES= 60
PEC= 150

29. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
DESCENSO DE LA CARGA EQUILIBRADA
Durante el descenso debemos plantear la
ecuación de esfuerzos para averiguar cuál
debe ser el taraje de la válvula de
equilibrado de la carga PEC.
bars15
PP
P
PPP
bars.150P
14012025P
PPP
PP;PP
1202PP
PPP
SP10gmSP10
LEC
0
0LEC
EC
EC
L0EC
X0EC1
0EC
L01
1100
=
−
=
⋅=−
=
=+⋅>
+⋅>
≥=
+⋅=
+⋅=
⋅⋅=⋅+⋅⋅
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
PEC= 150
Para el pilotaje:
MX PP ≥
Para el cilindro:
DESCENS
O
QB = 30QA = 30
PM= 20PM= 25
Y2=1
P1=150
vS=0,1 m/s
QES= 60
Y1=0
Y3=0
P0=15
QSS= 30

30. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
Y PARA EL COMIENZO DEL DESCENSO - SIN CARGA - ESTANDO EN REPOSO
Para comenzar el descenso SIN carga y
poder pilotar el antirretorno.
bars.5PP
0P
PP
X0
1
MX
==
=
=
0P
P
S
S
PP M
X
A
X
=∆
+⋅∆=
Y2=1
Y1=0
Y3=1
P1=0
PM= 5PM= 5

31. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
Y DURANTE EL DESCENSO - SIN CARGA
Puesto que:
150P
PP
P
EC
LEC
0
=
−
=
ϕ
De no haber carga: SIN carga:
bars75P
2
150P
P
0
EC
0
=
==
ϕ
PEC= 150
DESCENS
O
QB = 30QA = 30
PM= 80PM= 85
Y2=1
P1=150
vS=0,1 m/s
QES= 60
Y1=0
Y3=0
P0=75
QSS= 30

32. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
FRENADO EN LA PARADA - DURANTE EL DESCENSO
P1=150
PFR= 150
mm.4,1cm0,41
50
38,20
S
V
cm38,20
,51
575,30
V
V5,1575,30
V150
100
1
1,01156
2
1
VP
100
1
vm
2
1
CM10
31M
V
1M
CM10
10DN
1N
Pvm
2
1
VPvm
2
1
1
OL
C
3
OL
OL
OL
2
)(CMOL)
CM
DN
(1(JULIOS)
2
E
36
)(CMOL
2
24
)
CM
DN
(1(JULIOS)
2
E
OL1
2
E
3
2
3
2
===
∆
=∆
==∆
∆⋅=
∆⋅⋅=⋅⋅
∆⋅⋅=⋅⋅
∆⋅⋅=⋅⋅
∆⋅=⋅⋅
Distancia que recorre la carga
antes de detenerse
Si durante el descenso se detiene la bajada de la masa, su
energía cinética debe ser absorbida por la propia válvula de
de equilibrado de la carga funcionando como frenado.
QB = 30QA = 30
PM= 0PM= 0
Y2=0
Y1=0
Y3=0
El antirretorno pilotado no se descomprime
inmediatamente a causa del retraso
organizado por el estrangulador unidireccional
junto a un pequeño trozo de tubería flexible.
∆VOL

33. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
P1=150
PFR= 150
Una vez terminada la descompresión del pilotaje
temporizada por el estrangulamiento, la válvula antirretorno
se cierra.
QB = 30QA = 30
PM= 0PM= 0
Y2=0
Y1=0
Y3=0
Con un tiempo de retraso, una vez frenada ya
la masa por la válvula de equilibrado
trabajando como válvula de frenado, se
despilota el antirretorno.
FIN DEL FRENADO EN LA PARADA - DURANTE EL DESCENSO

34. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
FIN DEL PROCESO
QB = 30QA = 30
PM= 0PM= 0
Al final del proceso las bombas quedan en descarga y el
antirretorno pilotado aguanta la carga, en tanto en cuanto las
fugas internas del cilindro se lo permitan y eliminando toda
posible fuga en la válvula de equilibrado.

35. Antirretorno Pilotado con Drenaje a Tanque
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