Válvulas - Valves 

Válvulas de control de caudal - Flow Control Valves 

Las válvulas de control de flujo controlan la velocidad y/o la dirección del flujo de fluido en el sistema hidráulico. Permiten el funcionamiento de varios componentes cuando se desea y la velocidad a la que funciona el componente. 

Algunos ejemplos de válvulas de control de flujo son: válvulas selectoras, válvulas de retención, válvulas de secuencia, válvulas de prioridad, válvulas de lanzadera, válvulas de desconexión rápida y fusibles hidráulicos.

Válvulas selectoras - Selector Valves 

Una válvula selectora se utiliza para controlar la dirección del movimiento de un cilindro de accionamiento hidráulico o dispositivo similar. Proporciona el flujo simultáneo de fluido hidráulico tanto dentro como fuera de la unidad. 

La presión del sistema hidráulico puede dirigirse con la válvula selectora para hacer funcionar la unidad en cualquier dirección y se proporciona una ruta de retorno correspondiente para el fluido al depósito. Hay dos tipos principales de válvulas selectoras: de centro abierto y de centro cerrado. 

Una válvula de centro abierto permite un flujo continuo de fluido hidráulico del sistema a través de la válvula incluso cuando el selector no está en posición de accionar una unidad. Una válvula selectora de centro cerrado bloquea el flujo de fluido a través de la válvula cuando está en la posición NEUTRAL u OFF.

Las válvulas selectoras pueden ser de asiento, de carrete, de pistón, rotativas o de tapón. En cualquier caso, cada válvula selectora tiene un número único de puertos. El número de puertos está determinado por los requisitos particulares del sistema en el que se utiliza la válvula. 

Las válvulas selectoras de centro cerrado con cuatro puertos son las más comunes en los sistemas hidráulicos de las aeronaves. Se conocen como válvulas de cuatro vías. La mayoría de las válvulas selectoras son controladas mecánicamente por una palanca o eléctricamente por un solenoide o servo.

Los cuatro puertos de una válvula selectora de cuatro vías tienen siempre la misma función. Un puerto recibe el fluido presurizado de la bomba hidráulica del sistema. El segundo puerto siempre devuelve el fluido al depósito. 

Los puertos tercero y cuarto se utilizan para conectar la válvula selectora a la unidad de accionamiento. Hay dos puertos en la unidad de accionamiento. Cuando la válvula selectora se coloca para conectar la presión a un puerto del actuador, el otro puerto del actuador se conecta simultáneamente a la línea de retorno del depósito a través de la válvula selectora. 

Así, la unidad funciona en una dirección determinada. Cuando la válvula selectora se posiciona para conectar la presión al otro puerto en la unidad de actuación, el puerto original se conecta simultáneamente a la línea de retorno a través de la válvula selectora y la unidad opera en la dirección opuesta.

La válvula central cerrada se muestra en la posición NEUTRAL u OFF. Ningún solenoide está energizado. El puerto de presión dirige el fluido hacia el lóbulo central del carrete, que bloquea el flujo. 

La presión del fluido fluye a través de las válvulas piloto y aplica igual presión en ambos extremos del carrete. Las líneas del actuador están conectadas alrededor del carrete a la línea de retorno.

Cuando se selecciona a través de un interruptor en la cabina, el solenoide derecho se energiza. El tapón de la válvula piloto derecha se desplaza hacia la izquierda, lo que impide que el fluido presurizado llegue al extremo derecho del carrete principal. 

El carrete se desliza hacia la derecha debido a la mayor presión aplicada en el extremo izquierdo del carrete. El lóbulo central del carrete ya no bloquea el fluido presurizado del sistema, que fluye hacia el actuador a través de la línea izquierda del actuador. 

Al mismo tiempo, el flujo de retorno se bloquea desde la cámara principal izquierda del carrete para que el actuador (no mostrado) se mueva en la dirección seleccionada. El fluido de retorno del actuador en movimiento fluye a través de la línea derecha del actuador pasando por el carrete y hacia la línea de retorno.

Normalmente, el actuador o el dispositivo móvil entra en contacto con un interruptor de límite cuando el movimiento deseado se ha completado. 

El interruptor hace que el solenoide derecho se desenergice y la válvula piloto derecha se vuelva a abrir. El fluido presurizado puede volver a fluir a través de la válvula piloto y hacia la cámara del extremo derecho del carrete principal.

Para hacer que el actuador se mueva en la dirección opuesta, el interruptor de la cabina se mueve en la dirección opuesta. Todo el movimiento dentro de la válvula selectora es el mismo que el descrito anteriormente pero en la dirección opuesta. 

El solenoide izquierdo se energiza. Se aplica presión al actuador a través del puerto derecho y el fluido de retorno de la línea del actuador izquierdo se conecta al puerto de retorno a través del movimiento del carrete hacia la izquierda.

Válvula de retención - Check Valve 

Otra válvula de control de flujo común en los sistemas hidráulicos de las aeronaves es la válvula de retención. Una válvula de retención permite que el fluido fluya sin obstáculos en una dirección, pero impide o restringe el flujo de fluido en la dirección opuesta. 

Una válvula de retención puede ser un componente independiente situado en línea en algún lugar del sistema hidráulico o puede estar incorporada a un componente. Cuando forma parte de un componente, se dice que la válvula de retención es una válvula de retención integral.

Una válvula de retención típica consiste en una bola con resorte y un asiento dentro de una carcasa. El muelle se comprime para permitir el flujo de fluido en la dirección diseñada. Cuando el flujo se detiene, el muelle empuja la bola contra el asiento, lo que impide que el fluido fluya en la dirección opuesta a través de la válvula. 

Una flecha en el exterior de la carcasa indica la dirección en la que se permite el flujo de fluido. Una válvula de retención también puede construirse con una clapeta accionada por resorte o un pistón de forma cónica en lugar de una bola.

Válvula de retención de tipo orificio - Orifice-Type Check Valve 

Algunas válvulas de retención permiten el flujo total del fluido en una dirección y el flujo restringido en la dirección opuesta. Se conocen como válvulas de retención de tipo orificio, o válvulas de amortiguación. 

La válvula contiene la misma combinación de muelle, bola y asiento que una válvula de retención normal, pero la zona del asiento tiene un orificio calibrado mecanizado. Así, el flujo de fluido no está restringido en la dirección diseñada mientras la bola es empujada fuera de su asiento. 

El actuador aguas abajo funciona a toda velocidad. Cuando el fluido vuelve a entrar en la válvula, el muelle fuerza a la bola contra el asiento, lo que limita el flujo de fluido a la cantidad que puede pasar por el orificio. El flujo reducido en esta dirección opuesta ralentiza el movimiento, o amortigua, el actuador asociado a la válvula de retención.

Una válvula de retención de orificio puede incluirse en un sistema de accionamiento del tren de aterrizaje hidráulico. Cuando el tren se eleva, la válvula de retención permite el flujo total de fluido para levantar el pesado tren a la máxima velocidad. Al bajar el tren, el orificio de la válvula de retención impide que el tren caiga violentamente al restringir el flujo de fluido fuera del cilindro de accionamiento.

Válvulas de secuencia - Sequence Valves 

Las válvulas de secuencia controlan la secuencia de funcionamiento entre dos ramas de un circuito; permiten que una unidad ponga automáticamente en movimiento a otra. Un ejemplo de uso de una válvula de secuencia es el sistema de accionamiento del tren de aterrizaje de un avión. 

En un sistema de accionamiento del tren de aterrizaje, las puertas del tren de aterrizaje deben abrirse antes de que el tren de aterrizaje comience a extenderse. A la inversa, el tren de aterrizaje debe estar completamente retraído antes de que las puertas se cierren. Una válvula de secuencia instalada en cada línea de accionamiento del tren de aterrizaje realiza esta función. 

Una válvula de secuencia es algo similar a una válvula de alivio, excepto que, una vez alcanzada la presión establecida, la válvula de secuencia desvía el fluido a un segundo actuador o motor para que realice el trabajo en otra parte del sistema. 

Hay varios tipos de válvulas de secuencia. Algunas son controladas por presión, otras son controladas mecánicamente y otras son controladas por interruptores eléctricos.

Válvula de secuencia controlada por presión - Pressure-Controlled Sequence Valve

La presión de apertura se obtiene ajustando la tensión del muelle que normalmente mantiene el pistón en posición cerrada. (Obsérvese que la parte superior del pistón tiene un diámetro mayor que la parte inferior). 

El fluido entra en la válvula por el orificio de entrada, fluye alrededor de la parte inferior del pistón y sale por el orificio de salida, donde fluye hacia la unidad primaria (primera) que se va a accionar. Esta presión del fluido también actúa contra la superficie inferior del pistón.

Cuando la unidad de accionamiento primario completa su operación, la presión en la línea de la unidad de accionamiento aumenta lo suficiente como para superar la fuerza del muelle, y el pistón sube. La válvula se encuentra entonces en posición de apertura. 

El fluido que entra en la válvula toma el camino de menor resistencia y fluye hacia la unidad secundaria. Se proporciona un pasaje de drenaje para permitir que cualquier fluido que se filtre más allá del pistón fluya desde la parte superior de la válvula. En los sistemas hidráulicos, este conducto de drenaje suele estar conectado a la línea de retorno principal.

Válvula de secuencia de accionamiento mecánico - Mechanically-Operated Sequence Valve 

La válvula de secuencia de accionamiento mecánico se acciona mediante un émbolo que se extiende a través del cuerpo de la válvula. La válvula está montada de forma que el émbolo es accionado por la unidad primaria. 

Una válvula de retención, ya sea una bola o un obturador, se instala entre los puertos de fluido en el cuerpo. Puede ser desarmada por el émbolo o por la presión del fluido. El puerto A y el actuador de la unidad primaria están conectados por una línea común. 

El puerto B está conectado por una línea al actuador de la unidad secundaria. Cuando el fluido bajo presión fluye hacia la unidad primaria, también fluye hacia la válvula de secuencia a través del puerto A hasta la válvula de retención asentada en la válvula de secuencia. Para hacer funcionar la unidad secundaria, el fluido debe fluir a través de la válvula de secuencia. 

La válvula está situada de forma que la unidad primaria mueve el émbolo cuando completa su operación. El émbolo desata la válvula de retención y permite que el fluido fluya a través de la válvula, salga por el puerto B y llegue a la unidad secundaria.

Válvulas de prioridad - Priority Valves 

Una válvula de prioridad da prioridad a los subsistemas hidráulicos críticos sobre los no críticos cuando la presión del sistema es baja. Por ejemplo, si la presión de la válvula de prioridad se ajusta a 2.200 psi, todos los sistemas reciben presión cuando la presión es superior a 2.200 psi. 

Si la presión cae por debajo de 2.200 psi, la válvula de prioridad se cierra y no fluye presión de fluido a los sistemas no críticos. Algunos diseños hidráulicos utilizan presostatos y válvulas de cierre eléctricas para asegurar que los sistemas críticos tengan prioridad sobre los no críticos cuando la presión del sistema es baja.

Válvulas de desconexión rápida - Quick Disconnect Valves 

Las válvulas de desconexión rápida se instalan en las líneas hidráulicas para evitar la pérdida de fluido cuando se retiran las unidades. Estas válvulas se instalan en las líneas de presión y aspiración del sistema inmediatamente antes y después de la bomba de alimentación. 

Además de la retirada de la bomba, se puede desconectar una bomba de potencia del sistema y conectar un banco de pruebas hidráulico en su lugar. Estas unidades de válvulas constan de dos secciones interconectadas acopladas por una tuerca cuando se instalan en el sistema. 

Cada sección de la válvula tiene un conjunto de pistón y obturador. Éstos son cargados por resorte a la posición cerrada cuando la unidad es desconectada.

Válvulas de control de presión - Pressure Control Valves 

El funcionamiento seguro y eficaz de los sistemas de transmisión de fluidos, los componentes del sistema y los equipos relacionados requiere un medio para controlar la presión. Hay muchos tipos de válvulas automáticas de control de la presión. 

Algunas de ellas son un escape para la presión que excede una presión establecida; otras sólo reducen la presión a un sistema o subsistema de menor presión; y otras mantienen la presión en un sistema dentro de un rango requerido.

Válvulas de alivio - Relief Valves 

La presión hidráulica debe regularse para poder utilizarla para realizar las tareas deseadas. Una válvula de alivio de presión se utiliza para limitar la cantidad de presión que se ejerce sobre un líquido confinado. 

Esto es necesario para evitar el fallo de los componentes o la ruptura de las líneas hidráulicas bajo presiones excesivas. La válvula de alivio de presión es, en efecto, una válvula de seguridad del sistema.

El diseño de las válvulas de alivio de presión incorpora válvulas ajustables con resorte. Se instalan de tal manera que descargan el fluido de la línea de presión en una línea de retorno del depósito cuando la presión supera el máximo predeterminado para el que se ajusta la válvula. 

Se utilizan varias marcas y diseños de válvulas de alivio de presión, pero, en general, todas emplean un dispositivo de válvula cargado por resorte y operado por la presión hidráulica y la tensión del resorte. Las válvulas de alivio de presión se ajustan aumentando o disminuyendo la tensión del muelle para determinar la presión necesaria para abrir la válvula. 

Se pueden clasificar por el tipo de construcción o por su uso en el sistema. Los tipos de válvulas más comunes son

Tipo de bola - Ball type: en las válvulas de alivio de presión con dispositivo de valvulería de tipo bola, la bola descansa sobre un asiento contorneado. La presión que actúa sobre la parte inferior de la bola la empuja fuera de su asiento, permitiendo la derivación del fluido.

Tipo casquillo - Sleeve type: en las válvulas de alivio de presión con un dispositivo de valvulería tipo casquillo, la bola permanece inmóvil y un asiento tipo casquillo se mueve hacia arriba por la presión del fluido. Esto permite que el fluido se desvíe entre la bola y el asiento deslizante tipo manguito.

Tipo de obturador - Poppet type: en las válvulas de alivio de presión con un dispositivo de válvula de tipo obturador, un obturador de forma cónica puede tener cualquiera de varias configuraciones de diseño; sin embargo, es básicamente un cono y un asiento mecanizados en ángulos coincidentes para evitar las fugas. 

A medida que la presión se eleva hasta su ajuste predeterminado, el obturador se levanta de su asiento, como en el dispositivo de tipo bola. Esto permite que el fluido pase a través de la abertura creada y salga por el puerto de retorno.

Las válvulas de alivio de presión no pueden utilizarse como reguladores de presión en grandes sistemas hidráulicos que dependen de bombas accionadas por el motor como fuente principal de presión, porque la bomba está constantemente bajo carga y la energía gastada en mantener la válvula de alivio de presión fuera de su asiento se transforma en calor. 

Este calor se transfiere al fluido y, a su vez, a los anillos de la empaquetadura, provocando su rápido deterioro. Sin embargo, las válvulas limitadoras de presión pueden utilizarse como reguladores de presión en sistemas pequeños de baja presión o cuando la bomba se acciona eléctricamente y se utiliza de forma intermitente.

Las Pressure relief valves pueden utilizarse como:

Válvula de alivio del sistema - System relief valve: el uso más común de la válvula de alivio de presión es como dispositivo de seguridad contra el posible fallo de un compensador de la bomba u otro dispositivo regulador de presión. Todos los sistemas hidráulicos que tienen bombas hidráulicas incorporan válvulas de alivio de presión como dispositivos de seguridad.

Válvula de alivio térmico - Thermal relief valve: la válvula de alivio de presión se utiliza para aliviar las presiones excesivas que puedan existir debido a la expansión térmica del fluido. Se utilizan cuando una válvula de retención o una válvula selectora impiden que se alivie la presión a través de la válvula de alivio principal del sistema. 

Las válvulas de alivio térmico suelen ser más pequeñas que las válvulas de alivio del sistema. A medida que el fluido presurizado en la línea en la que está instalada aumenta hasta una cantidad excesiva, el obturador de la válvula es forzado a salir de su asiento. 

Esto permite que el fluido presurizado excesivo fluya a través de la válvula de alivio hacia la línea de retorno del depósito. Cuando la presión del sistema disminuye hasta una presión predeterminada, la tensión del muelle vence la presión del sistema y fuerza al obturador de la válvula a la posición de cierre.

Válvulas de lanzadera - Shuttle Valves 

En determinados sistemas de transmisión de fluidos, el suministro de fluido a un subsistema debe proceder de más de una fuente para satisfacer los requisitos del sistema. En algunos sistemas, se proporciona un sistema de emergencia como fuente de presión en caso de fallo del sistema normal. 

El sistema de emergencia suele accionar sólo los componentes esenciales. El objetivo principal de la válvula de inversión es aislar el sistema normal de un sistema alternativo o de emergencia. Es pequeña y sencilla; sin embargo, es un componente muy importante. 

La carcasa contiene tres puertos: la entrada del sistema normal, la entrada del sistema alternativo o de emergencia y la salida. Una válvula de lanzadera utilizada para operar más de una unidad de actuación puede contener puertos de salida de unidad adicionales.

Dentro de la carcasa hay una pieza deslizante llamada lanzadera. Su propósito es sellar uno de los puertos de entrada. Hay un asiento de la lanzadera en cada puerto de entrada. 

Cuando una válvula de lanzadera está en la posición de funcionamiento normal, el fluido fluye libremente desde el puerto de entrada del sistema normal, a través de la válvula, y sale por el puerto de salida hacia la unidad de accionamiento.

La lanzadera está asentada contra el puerto de entrada del sistema alternativo y se mantiene allí por la presión normal del sistema y por el resorte de la válvula de lanzadera. La lanzadera permanece en esta posición hasta que se activa el sistema alternativo. Esta acción dirige el fluido bajo presión del sistema alternativo a la válvula de lanzadera y fuerza la lanzadera desde el puerto de entrada del sistema alternativo al puerto de entrada del sistema normal. 

El fluido del sistema alternativo tiene entonces un flujo libre hacia el puerto de salida, pero se evita que entre en el sistema normal por la lanzadera, que sella el puerto del sistema normal.

La válvula puede ser de uno de los cuatro tipos siguientes:

• De inmersión por deslizamiento 
• Pistón con muelle 
• Bola con muelle 
• Pistón con muelle

En las válvulas de lanzadera diseñadas con un muelle, la lanzadera se mantiene normalmente contra el puerto de entrada del sistema alternativo gracias al resorte.

Válvulas de cierre - Shutoff Valves 

Las válvulas de cierre se utilizan para cortar el flujo de fluido a un sistema o componente concreto. En general, este tipo de válvulas son de accionamiento eléctrico. Las válvulas de cierre también se utilizan para crear una prioridad en un sistema hidráulico y se controlan mediante presostatos.