Válvulas de Control

Omer SánchezC.I: 20.296.277

La válvula de control

La válvula de control es básicamente un orificio variable por efecto de un actuador. Constituye el elemento final de control en más del 90 % de las aplicaciones industriales. En la figura siguiente se ve una válvula globo con un actuador neumático de diafragma en donde se indican las diversas piezas que la constituyen

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Dimensionamiento de válvulas de control Por dimensionamiento se entiende la determinación del tamaño de la válvula, que viene dado por su diámetro. Es evidente que hay razones económicas que hacen que esta tarea sea importante, hay que tratar que este dispositivo tenga el menor tamaño (y por lo tanto el menor costo). Pero también hay razones técnicas, ya que válvulas sobre dimensionadas pueden llegar a tener un pobre desempeño cuando trabajan en un lazo de control.El método más aceptado para el dimensionamiento es conocido como elProcedimiento de Cv. Cv es el Coeficiente de Flujo de la válvula y depende del tipo, diámetro y grado de apertura de este dispositivo.

Las fórmulas básicas para el cálculo de Cv son

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Esto sólo se aplica cuando el régimen de flujo es subcrítico Y turbulento. Además, para líquidos hay que verificar que no se produzca cavitación. Si el régimen es viscoso o de transición se deben aplicar otras fórmulas. Cuando hay vaporización parcial del líquido, el régimen es crítico y se tiene en cuenta con una ecuación de dimensionamiento distinta con un coeficiente adicional. Para gases, también se debe tener en cuenta si el régimen es critico o de transición.

Para un tipo determinado de válvula, el coeficiente Cv es proporcionado por el fabricante y depende del diámetro (d) y de la apertura (x)

Los fabricantes proveen tablas (o gráficos) de Cv en función del diámetro y la apertura

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Tipos de Válvulas

Características

• Alto costo en relación al Cv• Aplicación limitada para fluidos con partículas en suspensión• Diámetros hasta 24 pulgadas• Disponible en diversos modelos (simple y doble asiento, guiado en caja,

etc.)• Existen tipos especiales para aplicaciones criogénicas, para vaporización,

etc.• Rangeabilidad 35:1 a 50:1• Amplia disponibilidad de características de flujo

GLOBO

Ventaja y desventaja

Las válvulas globo tienen la ventaja de regular, pero tienen la desventaja de que al detener cierta parte del fluido para regularlo, generan una caída de presión dentro de la línea lo que debe de ser considerado en los cálculos técnicos para que esta clase de válvulas y otras circunstancias que hay dentro de la línea no impidan que el fluido deba de llegar hasta donde se requiere.

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Aplicación

Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y caída de presión considerables.

Tipos de ESFÉRICA (BALL)

Ventaja y desventajaSu ventaja es que la bola perforada permite la circulación directa en la posición abierta con una pérdida de carga bastante más reducida quelas de asiento, y corta el paso cuando se gira la maneta 90° y cierra el conducto.Las válvulas de bola manuales pueden cerrarse rápidamente, lo que puede producir un golpe de ariete. Por ello y para evitar la acción humana pueden estar equipadas con un servomotor ya sea neumático, hidráulico o motorizado.

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Características

• Característica igual porcentaje salvo que el obturador tenga una sección especial

• Apta para el manejo de suspensiones muy viscosas o con fibras y sólidos

• Requiere motores de gran tamaño• Precisan posicionadores• Deben ser extraídas de la línea para mantenimiento• Rangeabilidad típica de 50:1

Válvulas

Ventajas• Válvula robusta de una sola pieza,

que resiste las cargas transmitidas por la cañería.

• Por su diseño, los diferenciales de presión no afectan a los asientos.

TAPON (PLUG)

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Utilizada en Plantas de:• Gasoductos• Plantas compresoras de gas• Plantas de tratamiento de gas (deshidratación, endulzamiento)• Servicios de bloqueo con altos diferenciales de presión• Conducción de fluidos con sólidos abrasivos• Conducción de fluidos con materiales fibrosos• Centrales termoeléctrica• Plantas de celulosa y pasta de papel

Tipos de Válvulas

Características

• Buena disponibilidad para grandes diámetros• Bajo costo en la versión estándar• Bajo costo en relación a Cv• Característica igual porcentaje salvo diseños especiales del plato• Susceptibles a cavitación y ruido• Baja pérdida de carga• Diámetros hasta 150 pulgadas• El cierre hermético requiere de recubrimientos especiales

MARIPOSAVentajas y Desventajas

La válvulas mariposa de doble excentricidad están diseñadas para soportar presiones y temperaturas de operación de acuerdo a ANSI/ASME Clase 150# a 600#.El único inconveniente que presenta este tipo de válvulas es que el cierre o sellado se hace por posición, por lo que al momento de automatizar se debe tener mucho cuidado con los ajustes de las placas de montaje y coples para evitar el desplazamiento de la misma, por efecto del torque de salida del actuador que transmite esfuerzos a los 8 tornillos de sujeción.

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

AplicaciónSu uso principal es cierre y estrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidos abaja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.

Tipos de Válvulas

Características

• Ampliamente usadas para el manejo de fluidos corrosivos o erosivos• Construcción simple• Cierre hermético y las partes móviles no tienen contacto con el fluido• Limitado rango para presiones y temperaturas de trabajo• Rangeabilidad entre 3:1 a 15:1

SAUDERS

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Ventaja y Desventaja

para cerrar y abrir, si solo nos fijamos en la perdida de carga, las válvulas tipo Saunders serían las mas ventajosas pero si las quisiéramos para regular serian las peores

Funcionamiento

El diafragma de las válvulas de asiento, y por supuesto las válvulas de cámara doble, en posición de cierre esta equilibrado y por tanto el reparto de fuerzas sobre el mismo es simétrico es decir existen siempre las mismas fuerzas en cualquiera de las dos mitades en que lo dividamos y por tanto en estas válvulas no hay deformaciones visibleds del diafragma con el tiempo.

Omer Sánchez C.I: 20.296.277

Válvulas

de Control