Valvula Proporcional

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL PROTOTIPO DE UNA VÁLVULA PROPORCIONAL CON ACCESO LOCAL Y REMOTO

Alex Jair Burbano Becerra Wilder Eliseo Cedeño Batioja alexjair206@hotmail.com Tecnología en mecatrónica Institución Universitaria Antonio José Camacho Avenida 6ª con calle 29 AN # 5 N 01. Cali, Colombia

Resumen: Las válvulas proporcionales son indispensables en procesos industriales, pero su valoreconómico es muy alto teniendo en cuenta la tecnología que lleva consigo, en este documento se presenta una manera sencilla de implementar una válvula proporcional con distintos modos de comunicación con materiales asequibles para cualquier persona con conocimientos mecatrónicos.

Keywords: Microcontrolador, sensor, sistema mecánico, Xbee, Xport, comunicación analógica.

1. INTRODUCCIÓN En elsector industrial se pueden encontrar gran variedad de actuadores o válvulas proporcionales del tipo neumático, hidráulico o eléctrico, con diversas tecnologías y múltiples aplicaciones. En la actualidad el costo de una válvula proporcional es siempre alto, la mas económica esta por alrededor de $400.000 y con un solo modo de control para la variación del porcentaje de apertura y cierre. Debido aesto, se diseñó un prototipo de válvula proporcional con materiales y elementos asequibles a cualquier persona, además de que posee tres sistemas de comunicación para la variación de su apertura y cierre. Uno de estos sistemas es el de poder variar el porcentaje de apertura por medio de la comunicación inalámbrica, por medio de unos módulos llamados “Xbee”, el segundo sistema para tal finalidad espor medio de un servidor embebido llamado “Xport” de la empresa Lantronix, por este modulo se recibe la información enviada desde un computador por medio de un protocolo de comunicación y por ultimo un sistema capaz de generar una señal de 4 – 20 mA para regular la apertura de dicho dispositivo. Para construir tal proyecto, fue necesario dividir el diseño en tres partes, diseño

mecánico,diseño electrónico y diseño del software.

2. DISEÑO MECANICO Todas las válvulas proporcionales poseen un diseño mecánico capaz de generar una fuerza y una protección a su sistema de posicionamiento y sistema de control. A continuación se describe muy brevemente de que esta conformada el prototipo de válvula proporcional.

esto para tener una mayor fuerza en momentos de alta presión. Este sistemaconsta de dos engranajes tipo recto, el piñón posee veinte dientes y el engrane posee 49 dientes. Gracias a esta aplicación la válvula regula el flujo de líquido con gran precisión automáticamente. En la figura 2 se aprecia el sistema de transmisión por engranajes.

2.1. Válvula de globo. El elemento principal por decirlo así, de una válvula proporcional es su válvula, para este sistema seseleccionó una válvula de globo (Figura 1), debido a sus características de regulación precisa y poco desgaste en su sello, implementada en sistemas de regulación de vapor y líquidos en la industria.

Figura 2. Sistema de transmisión por engranes. Este sistema de engranaje tipo recto es muy utilizado debido a su fácil diseño y costo económico no tan elevado ,a comparación de los otros tipos deengranajes, como el helicoidal, que es menos ruidoso que este otro, pero debido a su diseño es mas costoso. 2.3. Cuerpo de la válvula. La protección de el sistema interno del control de la válvula fue construido en materiales livianos y resistentes a el agua y corrosión, elementos también seleccionados por su bajo valor económico. El acrílico, el aluminio y el empack son los materiales de que estaconstruido el cuerpo de la válvula, en la figura 3 se pueden apreciar dichos materiales, generando así una facilidad de implementación en cualquier lugar y fácil transporte.

Figura 1. Válvula de globo. Esta válvula tiene un diámetro de ½”, debido a la facilidad con la que se pueden hallar los accesorios como tubería en esta medida. Es muy importante seleccionar una buena válvula para este tipo de...