¿Qué es un actuador neumático de válvula?

Un actuador neumático es un actuador que utiliza la presión del aire para accionar la apertura, el cierre o la regulación de una válvula. También se le conoce como actuador neumático o dispositivo neumático. Los actuadores neumáticos a veces se equipan con ciertos dispositivos auxiliares. Los más comunes son los posicionadores de válvula y los mecanismos de volante. La función de un posicionador de válvula es utilizar el principio de retroalimentación para mejorar el rendimiento del actuador, de modo que este pueda lograr un posicionamiento preciso según la señal de control del controlador. La función del mecanismo de volante es accionar directamente la válvula de control para mantener la producción normal cuando el sistema de control falla debido a un corte de energía, un corte de gas, la falta de salida del controlador o una falla del actuador.

Principio de funcionamiento de un actuador neumático

Cuando el aire comprimido entra al actuador neumático por la boquilla A, el gas empuja los pistones dobles para que se muevan linealmente hacia ambos extremos (extremos de la cabeza del cilindro). La cremallera del pistón hace girar el engranaje del eje giratorio 90 grados en sentido antihorario, abriendo así la válvula. En ese momento, el gas en ambos extremos del actuador neumático se descarga por la boquilla B. Por el contrario, cuando el aire comprimido entra por los dos extremos del actuador neumático por la boquilla B, el gas empuja los pistones dobles para que se muevan linealmente en el centro. La cremallera del pistón hace girar el engranaje del eje giratorio 90 grados en sentido horario, cerrando así la válvula. En ese momento, el gas en el centro del actuador neumático se descarga por la boquilla A. Este es el principio de transmisión del tipo estándar. Según las necesidades del usuario, el actuador neumático puede instalarse con un principio de transmisión opuesto al estándar, es decir, el eje seleccionado gira en sentido horario para abrir la válvula y en sentido antihorario para cerrarla. La boquilla A del actuador neumático de simple efecto (con retorno por resorte) es la entrada de aire, y la boquilla B es la salida (la boquilla B debe instalarse con un silenciador). La entrada de aire de la boquilla A abre la válvula, y la fuerza del resorte la cierra cuando se interrumpe el suministro de aire.

Rendimiento del actuador neumático

1. La fuerza o el par de salida nominal del dispositivo neumático debe cumplir con las normativas internacionales y las del cliente.

2. En condiciones de vacío, el cilindro se alimenta con la presión de aire especificada en la “Tabla 2”, y su movimiento debe ser suave, sin atascarse ni deslizarse.

3. Bajo una presión de aire de 0,6 MPa, el par de salida o empuje del dispositivo neumático en las direcciones de apertura y cierre no deberá ser inferior al valor indicado en la placa de características del dispositivo neumático, y la acción deberá ser flexible, sin que se produzcan deformaciones permanentes u otros fenómenos anormales en ninguna parte.

4. Cuando se realice la prueba de sellado con la presión máxima de trabajo, la cantidad de aire que se fuga de cada lado de contrapresión no debe exceder (3+0,15D)cm3/min (estado estándar); la cantidad de aire que se fuga de la tapa final y del eje de salida no debe exceder (3+0,15d)cm3/min.

5. La prueba de resistencia se realiza con 1,5 veces la presión máxima de trabajo. Tras mantener la presión de prueba durante 3 minutos, la tapa del extremo del cilindro y las piezas de sellado estático no deben presentar fugas ni deformaciones estructurales.

6. La vida útil del dispositivo neumático simula la acción de una válvula neumática. Manteniendo el par de salida o la capacidad de empuje en ambas direcciones, el número de operaciones de apertura y cierre no debe ser inferior a 50 000 (un ciclo de apertura y cierre).

7. En los dispositivos neumáticos con mecanismos de amortiguación, cuando el pistón se mueve a la posición final de la carrera, no se permite el impacto.

Ventajas de los actuadores neumáticos

1. Acepta señales de gas continuas y genera desplazamiento lineal (tras añadir un convertidor eléctrico/de gas, también puede aceptar señales eléctricas continuas). Algunos modelos pueden generar desplazamiento angular tras equiparlos con un balancín.

2. Existen funciones de acción positivas y negativas.

3. La velocidad de desplazamiento es alta, pero disminuirá cuando aumente la carga.

4. La fuerza de salida está relacionada con la presión de funcionamiento.

5. Alta fiabilidad, pero la válvula no se puede mantener después de que se interrumpa el suministro de aire (se puede mantener después de agregar una válvula de retención de posición).

6. Resulta inconveniente realizar un control segmentado y un control de programa.

7. Mantenimiento sencillo y buena adaptabilidad al entorno.

8. Gran potencia de salida.

9. Tiene función a prueba de explosiones.

En resumen

Las dimensiones de instalación y conexión de los actuadores y válvulas neumáticas están diseñadas de acuerdo con las normas internacionales ISO5211, DIN3337 y VDI/VDE3845, y son intercambiables con los actuadores neumáticos convencionales.
El orificio de la entrada de aire cumple con la norma NAMUR.
El orificio de montaje del eje inferior del actuador neumático (conforme a la norma ISO5211) es de sección cuadrada doble, lo que resulta conveniente para la instalación lineal o en ángulo de 45° de válvulas con vástagos cuadrados.