VÁLVULAS DE CONTROL

VÁLVULAS DE CONTROL
• La válvula es el elemento final de control, es el
instrumento encargado de convertir la señal de control en
la variable manipulada.
• La válvula de control actúa como una resistencia variable
en la línea de proceso; mediante el cambio de su apertura
se modifica la resistencia al flujo y, en consecuencia, el
flujo mismo.
ACTUADOR DE LA VÁLVULA
Es el dispositivo que mueve el vástago de la válvula
Recibe la señal del controlador y la transforma en un
desplazamiento
EL CUERPO
Es el alojamiento de las partes internas de la válvula (AsientoObturador), están en contacto con el fluido del proceso. Debe ser de
un material adecuado para resistir altas temperaturas, erosión y
corrosión.
CLASIFICACIÓN DE LOS ACTUADORES
• Actuador neumático de diafragma y resorte
• Actuador a pistón
• Actuador eléctrico
•
Actuador neumático de diafragma y resorte
La señal neumática desarrolla una fuerza sobre la superficie del
diafragma, a dicha fuerza se le opone otra proveniente de un
resorte, la ecuación de equilibrio está dada por:
( m1 − m0 ) * A = K * x
Donde
-m1 = señal de entrada medida en psi.
-m0 = 3 psi al que corresponde un x = 0.
-A = área del diafragma.
-K = constante del resorte
-X =desplazamiento del vástago
Otras fuerzas: Fuerzas de inercia: el vástago y elementos solidarios
a él (plato en un extremo y obturador en el otro)
Fuerzas estáticas de fricción: la empaquetadura y el vástago
Ventajas del uso del actuador neumático:
1. Precio reducido.
2. Se adapta a una gran variedad de tamaños de válvula y
caídas de presión.
Los diafragmas son de elastómero sintético reforzado con tela de
nylon y eventualmente con malla de acero
• Actuador neumáticos a pistón
Consisten en una cámara cilíndrica y un pistón unido al vástago de
la válvula. La cámara está diseñada para operar con presiones de
aire superior a la que se emplean los actuadores de diafragma. Se
pueden generar fuerzas superiores con diámetro reducido.
• Actuador Eléctrico
Actuador Eléctrico: como su nombre lo indica, el desplazamiento (o
rotación) del vástago se realiza mediante un motor eléctrico.
El motor es acoplado al vástago por medio de un tren de
engranajes.
Se usan generalmente en zonas donde no hay suministro de aire de
alimentación o cuando se quiere prescindir de los sistemas
neumáticos.
TAPA DE LA VÁLVULA:
Permite la unión del cuerpo con el actuador y a su través se desliza
el vástago del obturador
Según las temperaturas de trabajo y el grado de estanqueidad
deseada se utilizan distintos tipos de tapa
Normales: Temp. 0-220ºC
Tapas con aletas de radiación: Para trabajar a temperaturas altas
hasta 450 grados, facilita el enfriamiento de la empaquetadura.
LA EMPAQUETADURA:
Para que el fluido no se escape a través de la tapa es necesario
disponer de una caja de empaquetadura entre la tapa y el vástago.
La empaquetadura que se utiliza normalmente es de teflón cuya
temperatura máxima de servicio es de 200ºC. A temperaturas
superiores es necesario utilizar otro material o alejar la
empaquetadura de cuerpo de la válvula. En el caso de fluidos
corrosivos, tóxicos, radiactivos, o muy valiosos hay que asegurar un
cierre total en la estopada, lo cual se consigue mediante el uso de
fuelles de estanqueidad, o empaquetaduras dobles.
La empaquetadura normal suele ser de aros de teflón, de sección
en V, comprimidos con un resorte.
Ventaja del uso de teflón: autolubricante y no necesita engrase.
A veces se usa grafito (reemplazó al amianto), tiene un coeficiente
de rozamiento 7 veces superior al teflón. Se utiliza cuando hay bajo
nivel de fuga, necesita poco mantenimiento y el fluido es no
oxidante.
CLASIFICACIÓN DE LAS VÁLVULAS DE CONTROL
1- Válvulas de movimiento lineal o recíproco
- Son aquellas en las que el obturador se mueve en la dirección de
su propio eje.
Se clasifican de la siguiente manera
- Válvulas globo
Válvula globo simple asiento
- Actuador de mayor tamaño.
- Pérdida de carga baja.
- Fácil de reparar.
Válvula globo doble asiento
- Diseño Balanceado
- Buen comportamiento a
vibraciones.
- Capacidades grandes
- Fluidos viscosos o Jaleas
- Guía en tope y fondo
Válvula de Jaula
- Tendencia actual a su uso
- Jaula intercambiable
- Resistente a vibraciones y desgaste
- Costo de mantenimiento bajo
-Rangeabilty 50
-Fácil desmontaje
Válvula de cuerpo partido
- Modificación de la válvula
globo simple asiento.
- Fácil sustitución del asiento.
- Fluidos viscosos.
- Industria Alimenticia
Válvula en Angulo
- permite ∆p grandes.
- fluidos en suspensión
- fluidos que vaporizan
- Poca erosión
Válvula de tres vías
- Pueden ser mezcladoras o
divisoras de fluidos.
- Se utilizan en
Intercambiadores
Válvula de compuerta
- Ideal para todo-nada.
- Alta capacidad.
- Bajo costo.
- Diseño y funcionamiento
sencillos.
- Se utiliza para pasta de
papel
Válvula Saunders
-El obturador es una membrana
flexible
- El cuerpo se reviste de goma.
- Para fluidos corrosivos
- Barros residuales
2- Válvulas de movimiento o vástago rotatorio
- Son aquellas en las que el obturador presenta un movimiento
circular.
Válvula de bola
-El obturador en forma de
esfera.
-Se emplea para fluidos
negros con gran porcentaje
de sólidos en suspensión
-Poco mantenimiento
Válvula de obturador excéntrico rotativo
- Gran capacidad de caudal
- Para líquidos viscosos o con sólidos en
suspensión
Válvula de mariposa
- Grandes caudales
- Económicas
- Giran hasta 60 y 90
grados
-Importante nivel de
sellado
- Se utilizan en plantas
nucleares
- Tratamiento y
abastecimiento de agua