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Cuaderno de Hidráulica: Osciladores hidráulicos integrados.

Sobre una máquina de papel especialmente y en general en el resto de la industria, el ingeniero mecánico se verá con la necesidad de diseñar mecanismos oscilantes. Son múltiples las posibilidades de implementar un mecanismo oscilante. En una máquina de papel son varias las aplicaciones dónde podremos encontrar sistemas oscilantes. Entre otros, se utilizan para proporcionar un movimiento de vaivén en doctores o rascadores de rodillos, bandejas de recogida de aguas con rascadores incorporados y regaderas de limpieza de telas, fieltros y rodillos. Os quiero mostrar un curioso dispositivo hidráulico que suministra un fabricante alemán. Este dispositivo, denominado inversor hidráulico, implementa un sistema de oscilación íntegro, es decir, el mismo mecanismo una vez alimentado, comienza su movimiento de avance, invirtiéndose cuando llegue al final de su carrera sin necesidad de ninguna intervención exterior, ninguna señal de final de carrera, etc. Veamos como funciona este curioso dispositivo.

El dispositivo en concreto consta de un cilindro hidráulico de doble efecto y un dispositivo de inversión compuesto por dos válvulas hidráulicas, éste es el que proporciona un movimiento constante de vaivén, conmutado mecánicamente y sin paradas. Una de las válvulas está directamente comandada por el vástago del cilindro de doble efecto y es la encargada de pilotar a la segunda válvula cuya función es la de conmutar el sentido del movimiento del cilindro hidráulico. Veamos su esquema de funcionamiento:

Esquema interno del inversor

El dispositivo inversor, marcado en la figura mediante un recuadro a trazo y punto, tiene tres conexiones, la toma P de presión del sistema necesaria para su funcionamiento, la toma T de retorno de aceite al tanque y la toma Ps de control o de posición de parking. Cuando existe presión en la toma Ps, el sistema se detiene con el vástago recogido, de esta forma se protege contra la suciedad cuando el sistema oscilador está detenido. La válvula 4/2 (cuatro vías y dos posiciones) marcada con el número dos está comandada por el vástago del cilindro. La función de esta válvula nº2 es la de pilotar la válvula principal marcada como nº1, encargada de conmutar el movimiento del vástago del cilindro. La forma de programar la secuencia de funcionamiento del dispositivo puede apreciarse de mejor forma en el siguiente esquema hidráulico. En la parte superior derecha del mismo aparecen las funciones de ambas válvulas externas al dispositivo y que nos servirán para su control.

Esquema hidráulico y su secuencia de funcionamiento

Así, para que el dispositivo comience a funcionar proporcionando un movimiento de vaivén, necesitamos presurizar la toma P excitando mediante una señal eléctrica la bobina a de la electroválvula 23XV4125.1 y, a su vez, necesitamos excitar mediante señal eléctrica la bobina a de la electroválvula 23XV4125.2 para dejar sin presión la toma Ps del inversor. Cuando queramos detener el movimiento continuo del oscilador simplemente desactivaremos la señal eléctrica sobre la bobina de la electroválvula 23XV4125.2 y así obtendremos la presión del sistema sobre la toma Ps la cual obligará al vástago del cilindro de doble efecto, se  encuentre donde se encuentre en ese momento, a retraerse sobre el cilindro de doble efecto, la secuencia de paro termina cuando al cabo de 60s desactivamos igualmente la señal eléctrica sobre la electroválvula 23XV4125.1 dejando sin presión la toma P del dispositivo. La línea de presión P es, como acabamos de ver, la que permite el movimiento del cilindro de doble efecto por tanto sobre ella se ha montado una válvula reguladora de caudal para permitir la regulación de la velocidad de oscilación.

Las ventajas del uso de un inversor u oscilador hidráulico integrado son varias. No necesitaremos ninguna señal externa de final de carrera en ninguno de los dos movimientos lo cual significa que ahorraremos el coste de sensores, cableado, entradas de PLC, etc. El mantenimiento de este tipo de dispositivos es mínimo, debemos cuidar de manera extrema la limpieza del aceite hidráulico usado en el circuito, vigilar el correcto ajuste de la presión especificada por el fabricante y, por supuesto, vigilar y corregir cualquier fuga de aceite que se produzca sobre el mismo. A este respecto es conveniente poseer un juego de juntas de repuesto o kit de reparación del mismo.

Cilindro doble, válvula de inversión y sus tres tomas P, T y Ps

El dispositivo va fijado en el tubo de una regadera de limpieza

La toma de agua de la regadera se encuentra en la parte inferior

Unión entre el cilindro de doble efecto y la regadera de limpieza

Como siempre, os animo a dejar vuestros comentarios al respecto. Gracias.

Un saludo

mecantech@gmail.com

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