Elija el actuador de válvula adecuado para su sistema

Los actuadores de válvulas son un componente vital de la industrialización. Esto explica por qué, según Future Market Insights, solo el mercado mundial de actuadores neumáticos alcanzará un valor de mercado de 16 mil millones de dólares en 2023. Aunque los actuadores de válvulas vienen en varias formas, solo funcionan como se espera en aplicaciones específicas. Este artículo examina los actuadores de válvulas neumáticas, eléctricas e hidráulicas y proporciona las ventajas y desventajas de cada uno para ayudar en el proceso de compra.

Como sugiere el nombre, los actuadores de válvulas neumáticas utilizan la energía generada por el aire comprimido en un movimiento mecánico giratorio o lineal. El uso típico de los actuadores de válvulas neumáticas rotativas es en válvulas de obturador, de mariposa y de bola, y los dos tipos principales son los actuadores de válvulas neumáticas de yugo escocés y de piñón y cremallera. Ambos pueden funcionar en versiones simple o doble, dependiendo del retorno por resorte o de acción directa (simple o doble). En los actuadores de doble acción, la configuración requiere que el aire suministrado impulse los pistones en la dirección de operación primaria y en la dirección de operación recíproca.

Alternativamente, los actuadores de retorno por resorte solo requieren el aire suministrado para impulsar la acción de los pistones en una dirección y, en cambio, dependen de la fuerza mecánica de un resorte para devolver los pistones a su posición original. En consecuencia, esta configuración de retorno por resorte produce una posición a prueba de fallas, una orientación designada a la cual el actuador devolverá la válvula de carrera ante la pérdida del suministro de aire al actuador. Los actuadores de piñón y cremallera de doble acción brindan salidas de torque lineales, ofreciendo consistencia en toda la carrera de la válvula. Sin embargo, un actuador de yugo escocés entregaría una curva de salida de torque que refleja su capacidad para entregar sus salidas de torque máximas al principio y al final de su carrera con un torque disminuido a mitad de carrera.

Para garantizar que un usuario seleccione el tipo de válvula neumática adecuado para su aplicación, debe considerar características como el método de actuación de la válvula, la configuración de la válvula, la capacidad de flujo, el tipo de acción de retorno y los medios de control. La configuración de la válvula podría significar optar por válvulas de 2, 3 o 4 vías, y el usuario podría elegir una válvula de retorno por resorte o de accionamiento directo. El gas o líquido utilizado para controlar la válvula y cómo el usuario la accionará también desempeñan un papel fundamental en el proceso de selección.

Un dispositivo actuador eléctrico convierte la electricidad en energía cinética o mecánica que puede controlar válvulas de cuarto de vuelta de mariposa y de bola. La mayoría utiliza un motor que puede viajar en ambas direcciones y un interruptor de límite que lo apaga cuando alcanza la posición final. Hay dos tipos básicos de actuadores de válvulas eléctricas: rotativos y lineales. Los actuadores eléctricos rotativos se pueden utilizar con válvulas de obturador, de bola y de mariposa que giran 90 grados (un cuarto de vuelta) para abrirse y cerrarse, normalmente utilizadas en la industria del embalaje. Los actuadores de válvulas eléctricas lineales funcionan mejor con válvulas de diafragma, de pellizco, de compuerta, de ángulo y de globo que requieren un vástago deslizante para abrir o cerrar la válvula. Estos funcionan bien cuando el objetivo son tolerancias estrictas.

Para acertar en la selección de un actuador eléctrico, el usuario debe considerar el perfil de movimiento. Es decir, la fuerza necesaria para mover la carga, la distancia recorrida y las velocidades mínima y máxima requeridas. Además, deben tener en cuenta la carga, el ciclo de trabajo/tasa de ciclado y los requisitos de precisión posicional.

Estos utilizan los mismos principios de funcionamiento que los actuadores neumáticos, excepto que las válvulas de actuador hidráulico utilizan un líquido en lugar de aire. Por lo tanto, un actuador hidráulico convierte la energía de la presión del fluido en movimiento mecánico lineal, giratorio u oscilatorio. Como utilizan fluido incompresible, son ideales para cargas pesadas. Los actuadores hidráulicos vienen en varias formas, incluidas válvulas rotativas, lineales, de estrangulación, de arranque y parada y semirrotativas. Los actuadores de tipo pistón tienen el uso más extendido. A diferencia de otros actuadores, los usuarios necesitan varios componentes para hacer funcionar los actuadores hidráulicos. Por ejemplo, un actuador de tipo pistón contiene un cilindro, un resorte, un vástago, un pistón, una válvula de control, fluido hidráulico y una línea hidráulica de suministro y retorno.

El actuador hidráulico más adecuado dependerá de su caso de uso. Los usuarios deberán considerar factores como el rango de presión de funcionamiento, la fuerza y ​​la dirección de la fuerza y ​​el estilo de montaje del cilindro. Otros factores incluyen el tiempo de actuación (el tiempo que lleva abrir y cerrar), rango de movimiento, empuje de sellado y fuerza del actuador y el número de vueltas.

Gilbert Welsford y Jason Welsford son empresarios de la industria de válvulas de tercera generación. Durante sus inicios profesionales, cada uno dejó su huella en otras industrias, pero “regresaron a casa” a la empresa de distribución de válvulas que su abuelo fundó en 1965. Juntos, dirigen Valveman.com y FS Welsford Co., un distribuidor de válvulas en el área metropolitana. Filadelfia y los grandes mercados de la ciudad de Nueva York.