VÁLVULAS: TIPOS Y APLICACIONES

¿Qué Son Las Válvulas Y Cómo Funcionan?

Las válvulas son dispositivos mecánicos o electromecánicos que se utilizan para controlar el movimiento de líquidos, gases, polvos, etc. a través de tuberías o tubos, o desde tanques u otros recipientes. En la mayoría de los casos, las válvulas se basan en algún tipo de barrera mecánica (una placa, una bola, un diafragma, por ejemplo) que se puede insertar y quitar del flujo del material que pasa. Algunas válvulas están diseñadas como variedades de encendido y apagado, mientras que otras permiten un control muy fino del paso de los medios.

Su origen se remonta desde las civilizaciones más antiguas como los egipcios, los cuales para derivar parcial o totalmente la dirección del agua de un río empleaban grandes pilas de arboles hasta rocas protegiendo sus cultivos o construcciones de inundaciones, dichas pilas de rocas o troncos son la equivalencia a las válvulas de compuerta que usamos hoy en día.

La selección del material juega un papel importante en la especificación de válvulas para garantizar la compatibilidad de las partes húmedas de la válvula con el fluido o el polvo que pasa a través de ella. El tamaño está determinado por el diámetro de la tubería o tubería, el caudal y el ancho entre bridas para las válvulas de tubería que se instalan como reemplazos.

Las válvulas proporcionan varias funciones, que incluyen:

• Iniciar o detener el flujo en función del estado de la válvula.
• Regulación del flujo y la presión dentro de un sistema de tuberías.
• Controlar la dirección del flujo dentro de un sistema de tuberías.
• Estrangulamiento de caudales dentro de un sistema de tuberías.
• Mejora de la seguridad mediante el alivio de la presión o el vacío en un sistema de tuberías.

Métodos De Apertura De Válvulas

Si bien muchas válvulas logran objetivos similares, la forma en que lo hacen mecánicamente puede variar. La forma en que una válvula se abre y se cierra no solo afectará el rendimiento general, sino que también determinará cuánto control tiene sobre el flujo y qué tan rápido puede funcionar la válvula.

• Válvulas De Múltiples Vueltas: Este sistema es similar a usar un tornillo. Se gira la manija y el tapón, la placa, la membrana u otra obstrucción de control hacia el camino de la tubería que bloquea el acceso. Dependiendo de la válvula, estos pueden tener diferenciales más altos o bajos, lo que le permite abrirlos o cerrarlos a varias velocidades.
• Válvulas De Un Cuarto De Vuelta: Las válvulas de un cuarto de vuelta ofrecen un rango completo de movimiento en un giro de 90 grados de la manija. Esto los hace ideales para situaciones en las que la precisión no es tan importante como la acción rápida y la facilidad de apertura o cierre.

Además del movimiento mecánico involucrado con una válvula, también se considera el método de actuación. En la mayoría de los casos, las válvulas se clasifican en una de tres categorías:

• Válvulas Manuales: Normalmente ajustadas a mano, estas válvulas utilizan volantes, niveles manuales, ruedas dentadas o cadenas para actuar.
• Válvulas Accionadas: A menudo conectadas a motores eléctricos, sistemas de aire o neumáticos, sistemas hidráulicos o solenoides, estas válvulas permiten el control remoto y la automatización para aplicaciones de alta precisión o de gran escala.
• Válvulas Automáticas: Algunas válvulas se activan cuando se cumple una condición de flujo específica. Los ejemplos incluyen válvulas de retención que se cierran durante el reflujo o válvulas de liberación de presión que se activan cuando se detecta una condición de sobrepresión.

Tipos De Válvulas

Las válvulas cuentan con una variedad de características, estándares y agrupaciones que ayudan a darle una idea de las aplicaciones previstas y el rendimiento esperado. Los diseños de válvulas son una de las formas más básicas de clasificar la amplia gama de válvulas disponibles y encontrar una buena opción para un proyecto o proceso.

Los tipos comunes de válvulas incluyen:

1. Válvulas De Compuerta

Las válvulas de compuerta están diseñadas para servir como válvulas de aislamiento. Estas válvulas ayudan a controlar el flujo de líquido a través de las tuberías. Para iniciar o detener el flujo de agua o cualquier otro tipo de líquido, estas válvulas se colocan en las tuberías. Las válvulas de compuerta se utilizan para diversos fines y se pueden ver comúnmente en hogares y centros comerciales. En la fabricación de estas válvulas se utilizan diferentes materiales como acero inoxidable, hierro fundido, acero aleado, acero forjado, etc.

Las válvulas de compuerta se utilizan para detener o iniciar el flujo de agua, y su funcionamiento se basa en el levantamiento de una compuerta circular o rectangular fuera del camino del fluido. Cuando las válvulas de compuerta están abiertas, no habrá nada que obstruya el flujo ya que el diámetro de la tubería y la compuerta tienen la misma apertura. El tamaño de la válvula se puede determinar con este diámetro interior.

Ventajas De Las Válvulas De Compuerta

• Las válvulas de compuerta contienen pérdidas por fricción muy bajas.
• Se pueden usar en ambos sentidos en el circuito.
• Proporcionan flujo laminar, la pérdida de presión es mínima.
• Las válvulas de compuerta ayudan a ahorrar energía y reducen el costo total de propiedad.
• Habrá baja presión caída cuando se abre completamente y sellado hermético.

Desventajas De Las Válvulas De Compuerta

• Las válvulas de compuerta no se pueden abrir y cerrar rápidamente.
• Provocan vibraciones.
• En sistemas donde la temperatura alta cambia irregularmente, debido a la carga en la tubería al final de la válvula, se producen fugas en las válvulas de compuerta.
• La operación, mantenimiento y reparación de las superficies de asiento de las válvulas de compuerta son complejas.

Aplicaciones De Las Válvulas De Compuerta

• Las válvulas de compuerta son adecuadas para usar en condiciones de alta temperatura y presión.
• Se utilizan para aplicaciones on-off

2. Válvulas de globo

Las válvulas de globo se encuentran entre los tipos de válvulas más populares que se utilizan en diversas aplicaciones. Estas válvulas son similares a las válvulas de compuerta y usan movimiento lineal para acelerar el flujo. Se utilizan para controlar el flujo en una tubería y se regulan por la posición de un disco (o tapón) móvil en relación con el asiento del anillo estacionario. La principal ventaja de una válvula de globo es que no tiene tantas fugas como otras válvulas.

Las válvulas de globo se componen de un deflector que divide el interior de la tubería, que normalmente es paralelo a la longitud de la tubería. Reciben su nombre por la forma de su cuerpo esférico con las dos mitades del cuerpo separadas por un deflector interno. Consiste en un elemento móvil tipo disco y un asiento anular estacionario en un cuerpo generalmente esférico.

Ventajas De Las Válvulas Globo

• Estrangulamiento de las válvulas de globo, la característica de cierre completo es buena.
• El tiempo de apertura-cierre es más corto.
• El proceso de superficie de asiento del anillo del cuerpo es más fácil.
• Se pueden utilizar como válvulas de retención.
• Contienen cierre positivo

Desventajas De Las Válvulas Globo

• La pérdida de presión es mayor.
• Para cerrar bajo alta presión, las válvulas de globo requieren una mayor cantidad de fuerza o un actuador con un gran torque.

Aplicaciones De Las Válvulas Globo

Las válvulas Global se utilizan principalmente con fines de regulación. Se pueden considerar como válvulas de control de flujo de uso general que se utilizan para aplicaciones de alta temperatura.

3. Válvulas de bola

Válvulas de bola como sugiere el nombre, son válvulas que usan una bola para controlar el flujo de sustancias de una abertura a la siguiente. Estas válvulas funcionan al permitir que el orificio se abra, bloquee o abra parcialmente para regular el flujo de gas/líquido. Las válvulas de bola son la opción ideal para usar con gases, ya que pueden ofrecer un mejor sellado. Son muy versátiles ya que soportan presiones de hasta 700 bares y temperaturas de hasta 200°C y los tamaños suelen oscilar entre 0,5 cm y 30 cm. Son fáciles de operar y reparar ya que contienen una estructura simple.

Están diseñadas con medidas especiales que permiten solo el giro de 90 grados que se requiere para la apertura y cierre de las válvulas de bola. Estas válvulas son una opción industrial notable debido a su sellado hermético y confiable cuando están en la posición cerrada.

Ventajas De Las Válvulas De Bola

• Contienen un diseño compacto y de bajo mantenimiento que no requiere lubricación.
• Son rentables entre todas las válvulas.
• La mayor ventaja de las válvulas de bola es que tienen características de estrangulación deficientes que pueden hacer que el asiento de una válvula de bola erosionar fácilmente.
• Brindan servicio a prueba de fugas.
• Se abren y cierran rápidamente.
• Las válvulas de bola tienen flexibilidad de diseño multivía.

Desventajas De Las Válvulas De Bola

• Las válvulas de bola no son adecuadas para estrangulación permanente.
• En los fluidos residuales, las partículas del fluido chocan con las superficies y se adhieren a ellas. Esto puede causar fugas, abrasión y otros problemas.

Aplicaciones De Las Válvulas De Bola

• Las válvulas de bola se utilizan para el control de caudal y presión y para el cierre de fluidos corrosivos, lodos, líquidos normales y gases.
• Se utilizan en la industria del petróleo y el gas natural, pero también encuentran un lugar en muchos sectores de fabricación, almacenamiento de productos químicos e incluso usos residenciales.

4. Válvulas de mariposa

Las válvulas de mariposa están diseñadas para regular el flujo, pero con una capacidad de control limitada. Las válvulas de mariposa se operan fácilmente girando una manija 90 grados. Consiste en un disco de metal en el cuerpo de la válvula que se coloca perpendicular al flujo en la posición cerrada. Se puede permitir la regulación del flujo de líquido a través de rotaciones intermedias. Las válvulas de mariposa están configuradas para funcionar de forma electrónica, manual o neumática.

Se pueden utilizar para una amplia gama de aplicaciones dentro del suministro de agua, el tratamiento de aguas residuales, la protección contra incendios y el suministro de gas, en las industrias química y petrolera, en sistemas de manejo de combustible, generación de energía, etc. Estas válvulas pueden operarse mediante manijas, engranajes o actuadores. según necesidades específicas.

Ventajas De Las Válvulas De Mariposa

• Las válvulas de mariposa son muy precisas, lo que las hace ventajosas en aplicaciones industriales.
• Son bastante fiables y requieren muy poco mantenimiento.
• Tienen la capacidad de estrangular el flujo.
• Se pueden instalar o quitar sin dislocar el sistema de tuberías

Desventajas De Las Válvulas De Mariposa

• Las válvulas de mariposa no tienen cierres herméticos.
• Una parte del disco siempre se presenta al flujo, incluso cuando está completamente abierta. Esto puede resultar en un interruptor de presión a través de la válvula, independientemente de la configuración.

Aplicaciones De Las Válvulas De Mariposa

• Las válvulas de mariposa se pueden utilizar en servicios de procesamiento de alimentos, productos químicos y productos farmacéuticos.
• Se utilizan para líquidos corrosivos a baja temperatura y presión.

5. Válvulas de retención

Las válvulas de retención permiten que el líquido fluya en una sola dirección y evitan el reflujo de medios en la dirección inversa. El propósito de las válvulas de retención es evitar que el flujo del proceso se invierta en el sistema, lo que podría dañar el equipo o alterar el proceso.

Se encuentran comúnmente protegiendo bombas en aplicaciones de líquidos o compresores en sistemas de gas donde el reflujo podría hacer que la bomba o el compresor se apaguen. El diseño básico de una válvula de retención reduce el reflujo en una línea.

Como tienen un diseño más simple, pueden operar sin interacción humana ni automatización. Dependen de la velocidad de flujo del fluido para abrirse y cerrarse. Cuanto mayor sea el caudal, más abierta estará la válvula hasta que alcance su posición máxima de apertura total.

Ventajas De Las Válvulas De Retención

• Las válvulas de retención evitan el reflujo
• Pueden mantener la presión
• Las válvulas de retención sirven como sistema de respaldo

Desventajas De Las Válvulas De Retención

• No se pueden utilizar con sistemas pulsantes
• El elemento de cierre puede chocar causando daños y desgaste excesivo

Aplicaciones De Las Válvulas De Retención

• Las válvulas de retención se utilizan en una variedad de mercados y aplicaciones, ya que contienen un diseño simple y opciones de materiales versátiles.
• Ayudan a prevenir el reflujo ya mantener la presión.
• Las válvulas de retención se pueden ver en industrias tales como refinería, petroquímica, química, etc., producción de yacimientos petrolíferos, agua, vapor, refinería de petróleo y fluidos viscosos.
• También se encuentran comúnmente en los sistemas de gestión de aguas residuales y en la fabricación.

6. Válvula de aguja

Una válvula de aguja es una válvula manual que se usa donde se requiere una regulación continua del flujo. Las válvulas de aguja tienen un diseño similar al de la válvula de globo, con la mayor diferencia en el disco afilado en forma de aguja. Están diseñadas para brindar un control muy preciso del flujo en sistemas de tuberías de pequeño diámetro.

El fluido que fluye a través de la válvula gira 90 grados y pasa a través de un orificio. Debido al disco en forma de aguja, una cierta parte del disco pasará a través de la abertura del asiento antes de que el disco entre en contacto con el asiento, que tiene un diseño cónico que hace juego como un disco. Esta disposición permite un aumento o disminución muy gradual del tamaño de la abertura.

La válvula de aguja tiene cuerpo forjado y maquinado. Este cuerpo puede ser de acero al carbono forjado o acero inoxidable dependiendo de los requerimientos de los servicios. Un asiento puede ser blando, metálico o compuesto, al igual que una válvula de globo. Normalmente, las válvulas de aguja se utilizan en tamaños más pequeños y se suministran con un extremo roscado o para soldar.

Aplicaciones De Las Válvulas de Aguja

• Todos los instrumentos analógicos de campo están equipados con una válvula de aguja para controlar la entrada de flujo, donde las oleadas repentinas de fluido bajo presión pueden dañar los instrumentos.
• Las válvulas de aguja se pueden usar en situaciones donde el flujo debe detenerse gradualmente y en aplicaciones donde se requieren ajustes precisos de flujo o donde se desea una tasa de flujo pequeña, como puntos de muestra en la tubería.
• Las válvulas de aguja se pueden utilizar como válvulas de apertura/cierre y de mariposa.
• Se utiliza en todo tipo de industrias para aplicaciones de control y medición de fluidos como vapor, aire, gas, aceite, agua u otros líquidos no viscosos.

7. Válvula De Alivio

Las válvulas de alivio protegen los sistemas presurizados, como calderas o tuberías, de condiciones de sobrepresión, generalmente mediante un diafragma cargado por resorte. Pueden aliviar la presión interna, así como la presión externa causada por la formación de vacío dentro de un tanque, por ejemplo. Las especificaciones clave incluyen el tipo de válvula, las conexiones de los puertos, el tamaño de la válvula, la clasificación de presión, la aplicación prevista y los materiales de construcción.

Las válvulas de alivio se usan en compresores neumáticos, en líneas de gas y en sistemas criogénicos, en resumen, en cualquier lugar donde puedan ocurrir condiciones de sobrepresión o baja presión. Las válvulas de alivio de presión y vacío funcionan automáticamente, pero pueden tener un medio de activación manual para las pruebas. Las válvulas de alivio atmosférico se utilizan en los condensadores. Una válvula de control de sobrevoltaje es un tipo de válvula de alivio destinada a reducir el daño a los sistemas hidráulicos por un fenómeno conocido como sobrevoltaje hidráulico.

8. Válvulas de seguridad

Una válvula de seguridad es una válvula de alivio de presión de acción emergente o de apertura rápida accionada por la presión estática de entrada. Las válvulas de seguridad se utilizan principalmente con gases comprimibles. Particularmente para servicios de vapor y aire. Las válvulas de seguridad se clasifican según la elevación del disco y el diámetro interior de la válvula. Los tipos de válvulas de seguridad son válvulas de seguridad de elevación baja, elevación completa y paso total.

• En una válvula de seguridad de elevación baja, el disco se eleva automáticamente de manera que el área de descarga real está determinada por la posición del disco.
• En una válvula de seguridad de elevación total, los discos se elevan automáticamente de manera que el área de descarga real no está determinada por la posición del disco.
• La válvula de seguridad de paso total no tiene protuberancias en el interior que puedan restringir o funcionar como un orificio de control para reducir el flujo de la válvula.

9. Válvulas De Flotador

Las válvulas de flotador o de bola se utilizan para regular los niveles de fluidos en los tanques. Además del cuerpo de la válvula, una válvula de flotador típica tiene una bola hueca esférica o de forma similar unida a la válvula a través de una palanca o brazo. La bola, o “flotador”, se desplaza sobre, cerca o debajo de la superficie del fluido y su movimiento hacia arriba y hacia abajo se transfiere mecánicamente a la válvula, abriéndola o cerrándola, dependiendo de la posición del flotador con respecto a la válvula. tanque. Las válvulas de flotador se emplean para crear sistemas de control de nivel completamente mecánicos.

Las válvulas de flotador pueden ser de acción directa, como las que se usan en los tanques de los inodoros o, en algunas encarnaciones industriales, se pueden usar como válvulas piloto para dirigir la operación de válvulas de control más grandes. Las válvulas de acción directa generalmente usan correderas cilíndricas o diafragmas para su control/cierre de entrada. Estos se controlan a través del flotador que sube y baja a través de una palanca, lo que produce una ventaja mecánica que mantiene cerrada la válvula. Las válvulas de llenado de inodoro de estilo antiguo tipifican esta configuración. El diámetro del flotador y el brazo de palanca se pueden variar para proporcionar suficiente fuerza de cierre según la presión del sistema. Algunas válvulas de acción directa ofrecen funciones duales que pueden llenar un tanque a diferentes velocidades según la demanda.

Las válvulas de flotador también se utilizan para el control de drenaje donde la elevación del flotador detecta un alto nivel de líquido y abre directamente una válvula de salida o descarga. Estos sistemas a menudo acoplan una válvula montada en el exterior del tanque con el mecanismo de bola en la parte superior del tanque a través de una biela.

10. Válvulas Solenoides

Las válvulas de solenoide son dispositivos electromecánicos que se utilizan principalmente en sistemas de aceite y aire para detener e iniciar el flujo de fluidos de forma remota. Dependen de solenoides electromecánicos para operación directa o pilotada. Por lo general, no se utilizan para el control de flujo proporcional. Las especificaciones clave incluyen el tipo de válvula, la cantidad de puertos, la configuración de los puertos, las conexiones de los puertos, el tamaño de la válvula, los materiales de construcción, las clasificaciones de presión y el voltaje de entrada.

Las válvulas solenoides se utilizan para accionar gatos hidráulicos, controlar los cilindros hidráulicos en camiones y controlar el flujo de agua, aceite o solventes a través de los sistemas de tuberías. También se utilizan ampliamente en sistemas neumáticos. Una válvula solenoide de enclavamiento está diseñado para bloquear una válvula de aire en su posición sin requerir que se mantenga la energía en el solenoide.

Códigos y Estándares

Los estándares de válvulas son casi demasiado numerosos para enumerarlos, pero se relacionan varias organizaciones de estándares como ANSI, ASA, BS, ISO, China GB/T, etc. Las cuales se pueden consultar libremente para conocer sus colecciones completas de estándares de tuberías y válvulas.

¿Qué Válvulas Se Comercializan En El Mercado?

Como ya se relacionó anteriormente existe una gran variedad de válvulas, dado que es un elemento fundamental en un sistema de trasporte de fluidos y se usa ampliamente para muchas aplicaciones industriales. En TECTUL se manejan las siguientes clasificaciones de válvulas:

• Válvulas de Bola
• Válvulas de Retención o Antirretorno
• Válvulas Mariposa
• Válvulas de Aguja
• Válvulas de Compuerta
• Válvulas de Globo
• Válvulas de Regulación y Control
• Válvulas de Seguridad o Alivio
• Válvulas Angulares
• Electroválvulas
• Válvulas Flotadoras
• Válvulas de Aspersión
• Medidores y Contadores
• Válvulas de Accionamiento
• Visores de Flujo
• Filtros

 

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