Actuador Neumático de Pistón Simple Acción Alta Potencia — Brazo de Manivela para Mayor Torque, 90°, Diámetros 100 a 160 mm

El actuador neumático de pistón de Cematic convierte el movimiento lineal del pistón en una rotación precisa de 90° mediante un brazo de manivela de fundición integral. Es la solución de mayor torque del catálogo de actuadores neumáticos para válvulas de cuarto de vuelta.

A diferencia de los actuadores de cremallera y piñón convencionales, el mecanismo de pistón con manivela genera mayor fuerza de torque para el mismo diámetro de cilindro, ya que la geometría de la manivela multiplica el esfuerzo del pistón en la posición de mayor demanda. Disponible en diámetros de 100, 125 y 160 mm, es la opción correcta para válvulas de bola, mariposa y bola segmentada de gran diámetro.

Por ello, cubre los casos donde el torque requerido supera la capacidad de los actuadores compactos estándar. El cuerpo de aluminio con tratamiento anti-abrasivo, además, garantiza durabilidad en entornos industriales con presencia de humedad, polvo y vibración.

Mecanismo de pistón con brazo de manivela — por qué genera mayor torque que el rack-and-piñón

El mecanismo de pistón con brazo de manivela es una solución de ingeniería diferente al rack-and-piñón estándar, pues el principio de conversión de movimiento es distinto y tiene implicaciones directas en el torque disponible:

• Pistón lineal de diámetro grande — ya que genera mayor fuerza que el pistón de rack-and-piñón: La fuerza del pistón es proporcional a su área y a la presión del aire. Por tanto, un diámetro mayor genera mayor torque para la misma presión de suministro. Con esos diámetros, la fuerza disponible es significativamente mayor que la de los pistones de los actuadores rack-and-piñón estándar. Por tanto, este actuador es la opción correcta cuando los modelos compactos no alcanzan el torque requerido.
• Brazo de manivela de fundición integral — dado que resiste los esfuerzos de impacto en cada ciclo: La manivela convierte el empuje lineal del pistón en un par de giro. Su geometría multiplica el esfuerzo en la posición de mayor demanda del ciclo de apertura. Su construcción de fundición integral, asimismo, le confiere alta resistencia a los impactos repetitivos de cada ciclo de apertura y cierre sin fatiga del material.
• Ajuste de recorrido ±10° mediante tornillos de tope — para adaptar la posición de apertura y cierre, pues cada instalación puede tener tolerancias distintas: Dos tornillos de ajuste laterales permiten regular la carrera angular en un rango de ±10°. Su ajuste es, además, rápido y no requiere herramientas especiales. Esto permite, también, compensar tolerancias de instalación o ajustar la posición exacta de apertura y cierre sin modificar la válvula. El ajuste es, igualmente, rápido y sencillo sin herramientas especiales.

Simple acción — cuándo es la configuración correcta y cuándo no, pues define el estado de seguridad de la válvula

El actuador de simple acción usa el aire comprimido para mover el pistón en una dirección y un resorte interno para devolverlo a la posición original. Es, asimismo, la configuración más especificada en servicios ON/OFF industriales. Es la configuración más especificada en servicios ON/OFF, aunque no es la correcta para todas las aplicaciones:

• Correcto cuando se requiere estado de seguridad definido ante corte de aire, pues el resorte actúa automáticamente sin señal de control: Al cortar el suministro de aire, el resorte devuelve el pistón y la válvula a la posición de seguridad — abierta o cerrada según la configuración. En consecuencia, la válvula no queda en posición indeterminada ante un fallo neumático. Por ello, es la opción estándar en sistemas de corte de emergencia donde la válvula debe ir a una posición segura ante cualquier fallo del suministro neumático.
• No correcto cuando se requiere mantener la posición ante corte de aire, pues el resorte siempre actúa ante un corte: Si el proceso requiere que la válvula permanezca en la última posición ante un corte de aire, se debe especificar un actuador de doble acción. En ese caso, el simple acción no es adecuado. El actuador de simple acción, puesto que el resorte actúa ante cualquier corte, no puede mantener posiciones intermedias sin suministro de aire.

Torque disponible por diámetro — cómo seleccionar el modelo correcto puesto que depende de las características de la válvula

El torque de operación de la válvula a la presión máxima de trabajo debe ser menor que el torque del actuador a la presión mínima de suministro. Por ello, siempre se especifica con un margen de torque del 25-30%. A continuación se describen los tres modelos disponibles, pues la correcta selección del diámetro es determinante para el funcionamiento del conjunto:

• Diámetro 100 mm — para válvulas de diámetro medio que superan la capacidad de los actuadores compactos: Es el modelo de menor costo de la serie. Es, también, la opción correcta cuando el actuador compacto estándar no alcanza el torque requerido por la válvula.
• Diámetro 125 mm — para válvulas de gran diámetro o alta presión diferencial, dado que genera mayor torque: Genera mayor fuerza que el de 100 mm para la misma presión de suministro. Es la opción estándar en válvulas de mariposa y bola de 8" a 14" en servicios industriales con presión diferencial elevada.
• Diámetro 160 mm — el modelo de mayor torque de la serie, ya que cubre las válvulas más exigentes: Para válvulas de gran diámetro o alta presión diferencial donde los modelos de 100 y 125 mm son insuficientes. Es, igualmente, la opción correcta en válvulas de bola segmentada de alto torque en servicios de fluidos viscosos o con sólidos en suspensión.

Especificaciones técnicas que definen los límites de aplicación del actuador neumático de pistón

Actuador de pistón vs. rack-and-piñón — tabla comparativa para seleccionar el tipo correcto según el torque requerido

Aplicaciones principales del actuador neumático de pistón donde el torque elevado es un requisito

• Automatización de válvulas de gran diámetro donde el rack-and-piñón estándar es insuficiente: Cuando el torque requerido por la válvula supera la capacidad de los actuadores compactos, el pistón de 125 o 160 mm es la opción correcta. El brazo de manivela, además, transmite ese torque con alta resistencia mecánica en cada ciclo de apertura y cierre.
• Plantas químicas y petroquímicas donde el ciclo de operación es frecuente y el entorno es agresivo: El cuerpo de aluminio con tratamiento anti-abrasivo garantiza durabilidad en entornos con vapores corrosivos, polvo y temperatura. El actuador opera por aire comprimido, por tanto no genera calor ni señal eléctrica en la zona de proceso.
• Sistemas de agua y tratamiento de efluentes donde se requiere alta fuerza en válvulas de gran diámetro: En válvulas de mariposa y bola de 8" a 14" en líneas de agua o efluentes, el torque requerido puede superar la capacidad de los actuadores compactos. El pistón de 160 mm, igualmente, cubre esos casos con holgura de torque suficiente para operar la válvula en todo su rango de presión.
• Generación de energía y servicios auxiliares donde el ciclo es continuo: En plantas de energía, este actuador opera válvulas de vapor, aceites térmicos y fluidos de servicio en ciclos continuos de apertura y cierre. Su construcción robusta, dado que el brazo de fundición está diseñado para resistir los impactos repetitivos, garantiza larga vida útil en ese tipo de servicio.
• Integración en skids y equipos paquetizados donde el espacio de montaje está limitado: El actuador se integra con electroválvulas, cajas de fin de carrera y posicionadores para automatización completa del módulo. Es, asimismo, compatible con los accesorios neumáticos estándar del catálogo de Cematic, lo que facilita la especificación del sistema completo.

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Ficha Técnica