Elija el actuador de válvula correcto 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 global de actuadores neumáticos alcanzará un valor de mercado de $16 mil millones en 2023. Aunque los actuadores de válvula vienen en varias formas, solo funcionan como se espera en aplicaciones específicas. Este artículo examina los actuadores de válvulas neumáticos, eléctricos e hidráulicos 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 rotativo o lineal. El uso típico de los actuadores de válvulas neumáticas rotativas es en válvulas de tapón, de mariposa y de bola, y los dos tipos principales son actuadores de válvulas neumáticas de yugo escocés y cremallera y piñón. Ambos pueden operar en versiones simples o dobles, con retorno por resorte o acción directa (simple o doble). En los actuadores de doble efecto, la configuración requiere que el aire suministrado impulse los pistones en la dirección principal de operación y en la dirección recíproca de operación.

Alternativamente, los actuadores de retorno por resorte solo requieren el suministro de aire 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 de suministro de aire al actuador. Los actuadores de piñón y cremallera de doble acción ofrecen salidas de par lineales, lo que ofrece consistencia en toda la carrera de la válvula. Sin embargo, un actuador de yugo escocés entregaría una curva de salida de par que refleja su capacidad para entregar sus salidas de par máximas al principio y al final de su carrera con un par disminuido en la mitad de la carrera.

Para garantizar que un usuario seleccione el tipo de válvula neumática adecuado para su aplicación, debe tener en cuenta 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 actuación directa. El gas o líquido utilizado para controlar la válvula y cómo el usuario accionará la válvula también juegan 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 usa 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 giratorios se pueden utilizar con válvulas de macho, bola y mariposa que giran 90 grados (un cuarto de vuelta) de apertura a cierre, 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 requerida para mover la carga, la distancia de recorrido y las velocidades mínima y máxima requeridas. Además, deben tener en cuenta la carga, el ciclo de trabajo/tasa de ciclo y los requisitos de precisión posicional.

Éstos 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 un 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 estrangulamiento, de arranque y parada y semirrotativas. Los actuadores de tipo pistón tienen el uso más generalizado. 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, un fluido hidráulico y una línea de suministro y retorno hidráulico.

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 tarda en abrirse y cerrarse), el rango de movimiento, el empuje de sellado y la 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 primeras carreras, 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, administran valveman.com y FS Welsford Co., un distribuidor de válvulas en el gran Filadelfia y los grandes mercados de la ciudad de Nueva York.