Este documento describe el funcionamiento de un antirretorno pilotado normal para el ascenso y descenso controlado de una carga. Incluye ecuaciones para calcular las presiones y velocidades requeridas durante el ascenso y descenso de la carga con una velocidad similar en ambas direcciones. También explica cómo la válvula de bloqueo mantiene la carga en reposo y cómo la válvula de frenado absorbe la energía cinética si la carga se detiene durante el descenso.
Enlace a video https://youtu.be/pO1t0TAbu5s
En este tipo de bombas, los pistones están colocados dentro de un tambor de cilindros, y se desplazan axialmente, es decir, paralelamente al eje. Los pistones disponen de un "pie" o apoyo que se desliza sobre un plato inclinado.
Estas bombas utilizan válvulas de retención o placas de distribución para dirigir el caudal desde la aspiración hasta la impulsión.
En esta lista de videos se describen los fundamentos de la oleohidráulica, los componentes más importantes, circuitos hidráulicos simulados en Fluid Sim H
https://youtube.com/playlist?list=PLHTERkK4EZJrRX0CoeyKJ3x9879aBwOga
https://www.mecatrónica.com.co/p/hidraulica.html
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TIRISTOR.
El tiristor es una familia de componentes electrónicos constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales (SCR) o bidireccionales (Triac o DIAC). Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.
Para los SCR el dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo P-N-P-N entre los mismos. Por tanto, se puede modelar como 2 transistores típicos P-N-P y N-P-N, por eso se dice también que el tiristor funciona con tensión realimentada. Se crean así 3 uniones (denominadas J1, J2, J3 respectivamente), el terminal de puerta está a la unión J2 (unión NP).
DIODO VOLANTE.
Se les llama así a los diodos que se ponen en paralelo con cargas reactivas; bobinas ocondensadores permitiendo que estos puedan entregar energía almacenada sin afectar al circuito de interés o a ellos mismos.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON CARGA RL
Digamos que este tipo de rectificación es el caso real, frente al caso ideal que sería con una carga resistiva pura. Esto es así ya que las cargas industriales suelen contener una cierta inductancia, además de la resistencia propiamente dicha.
A continuación procedemos a la explicación teórica de este tipo de rectificación.
La ecuación de la ley de Kirchhoff para tensiones que describe la corriente en el circuito para el diodo ideal, polarizado en directa sería:
Como podemos ver, la tensión del generador es igual a la tensión que cae en la resistencia mas la tensión que cae en la bobina.
La solución puede obtenerse expresando la corriente como la suma de la respuesta forzada y natural.
La respuesta forzada será la corriente que hay después de que que la respuesta natural se convierta en nula. En este caso será la corriente sinusoidal de régimen permanente que habría en el circuito si consideraríamos el diodo como cortocircuito, esto es:
OSCILADOR DE RELAJACIÓN CON TRANSISTOR UJT
El oscilador de relajación con transistor UJT sirve para generar señales para dispositivos de control de potencia como Tiristores o TRIACs
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En este tipo de bombas, los pistones están colocados dentro de un tambor de cilindros, y se desplazan axialmente, es decir, paralelamente al eje. Los pistones disponen de un "pie" o apoyo que se desliza sobre un plato inclinado.
Estas bombas utilizan válvulas de retención o placas de distribución para dirigir el caudal desde la aspiración hasta la impulsión.
En esta lista de videos se describen los fundamentos de la oleohidráulica, los componentes más importantes, circuitos hidráulicos simulados en Fluid Sim H
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TIRISTOR.
El tiristor es una familia de componentes electrónicos constituido por elementos semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales (SCR) o bidireccionales (Triac o DIAC). Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.
Para los SCR el dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo P-N-P-N entre los mismos. Por tanto, se puede modelar como 2 transistores típicos P-N-P y N-P-N, por eso se dice también que el tiristor funciona con tensión realimentada. Se crean así 3 uniones (denominadas J1, J2, J3 respectivamente), el terminal de puerta está a la unión J2 (unión NP).
DIODO VOLANTE.
Se les llama así a los diodos que se ponen en paralelo con cargas reactivas; bobinas ocondensadores permitiendo que estos puedan entregar energía almacenada sin afectar al circuito de interés o a ellos mismos.
RECTIFICADOR DE MEDIA ONDA CON CARGA RL
Digamos que este tipo de rectificación es el caso real, frente al caso ideal que sería con una carga resistiva pura. Esto es así ya que las cargas industriales suelen contener una cierta inductancia, además de la resistencia propiamente dicha.
A continuación procedemos a la explicación teórica de este tipo de rectificación.
La ecuación de la ley de Kirchhoff para tensiones que describe la corriente en el circuito para el diodo ideal, polarizado en directa sería:
Como podemos ver, la tensión del generador es igual a la tensión que cae en la resistencia mas la tensión que cae en la bobina.
La solución puede obtenerse expresando la corriente como la suma de la respuesta forzada y natural.
La respuesta forzada será la corriente que hay después de que que la respuesta natural se convierta en nula. En este caso será la corriente sinusoidal de régimen permanente que habría en el circuito si consideraríamos el diodo como cortocircuito, esto es:
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4. Antirretorno Pilotado Normal
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA LA APERTURA
PB
PA
PX
SA
SX
FM
MA
X
A
X
X
M
A
X
A
ABX
X
M
X
A
ABAX
MAABXAX
PP
S
S
PP
S10
F
P
S
S
)PP(P
S10
F
S
S
)PP(PP
FS)PP(10S)PP(10
++⋅∆=
⋅
++⋅−=
⋅
+⋅−=−
+⋅−⋅=⋅−⋅
5. Antirretorno Pilotado Normal
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
PB
PA
PX
SA
SX
FM
MAX
X
M
AX
X
M
AX
MXAX
PPP
S10
F
PP
S10
F
PP
FS)PP(10
+≥
⋅
+=
⋅
=−
=⋅−⋅
6. Antirretorno Pilotado Normal
PRESIÓN DE PILOTAJE PARA MANTENER LA APERTURA
PB
PA
PX
SA
SX
FM
MAX PPP +≤
ATENCIÓN:
Si una vez abierta la válvula de bloqueo la presión
PA hace que el segundo miembro de la ecuación
sea mayor que PX, la vávula de bloqueo se volverá
a CERRAR.
ORIGINÁNDOSE UNA CARÁCTERÍSTICA
VIBRACIÓN
DE AHÍ QUE ESTÁ VÁLVULA SÓLO SE DEBE
EMPLEARSE SI LA PRESIÓN
PA = 0 = tanque
8. Antirretorno Pilotado Normal
ASCENSO Y DESCENSO DE UNA CARGA CON VELOCIDAD SEMEJANTE
Disponemos de un cilindro S0 = 50 cm2 y S1 = 25 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.
El caudal de utilización de la bomba es de QUT = 30 l/min.
9. Antirretorno Pilotado Normal
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
durante cierto tiempo.
bars.120
0510
60.000
S10
gm
P
0
L =
⋅
=
⋅
⋅
=
P0=120
PM= Pc= 140
Pc= 140
PVS= 155
PFR= 210
10. Antirretorno Pilotado Normal
ASCENSO LA CARGA CON VELOCIDAD MÁXIMA
Durante el ascenso de la carga.
QES= 30 QSS= 15
15
Q
Q
30QQ
ES
SS
UTES
==
==
ϕ
m/s1,0
056
30
S6
Q
v
0
ES
S =
⋅
=
⋅
=
P0=120
PM= 120
Pc= 140
PVS= 155
PFR= 210
11. Antirretorno Pilotado Normal
COMIENZO DEL DESCENSO DE LA CARGA ESTANDO EN REPOSO
PM= 45
Pc= 140
PVS= 155
PL=120
PFR= 200bars.4550
4,5
1,5
120P
PP
S
S
PP
X
MA
X
A
X
=++⋅=
++⋅∆=
Para comenzar el descenso de la carga y poder pilotar el
antirretorno pilotado para que éste abra, se debe adquirir
cierta presión de pilotaje. Supongamos que:
SA = 1,5 cm2
SX = 4,5 cm2
12. Antirretorno Pilotado Normal
DESCENSO DE LA CARGA CON VELOCIDAD REGULADA
bars.190
2
140
120P
P
S10
gm
P
SP10SP10gm
0
1
0
0
0011
=+=
+
⋅
⋅
=
⋅⋅=⋅⋅+⋅
ϕ
PM= PC= 140
Pc= 140
PVS= 155
P0=190
PFR= 210
QR= 30 QEE= 15
m/s1,0
526
15
S6
Q
v
1
EE
E =
⋅
=
⋅
=
Una vez abierta la válvula de bloqueo, comienza el
descenso obligado por el regulador de caudal de 2 vías, lo
que hace que el compensador de presión de la bomba
entre, y ésta sólo dé 15 litros/minuto de los 30 que podría
dar.
13. Antirretorno Pilotado Normal
PARADA DURANTE EL DESCENSO
PM= PC= 140
Pc= 140
PVS= 155
P0=210
PFR= 210
mm.2,9cm0,29
50
56,14
S
V
cm56,14
1,2
575,30
V
V1,2575,30
V102
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
0
OL
C
3
OL
OL
OL
2
)(CMOL)
CM
DN
(0(JULIOS)
2
E
36
)(CMOL
2
24
)
CM
DN
(0(JULIOS)
2
E
OL0
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 válvula de
frenado.