TIPOS DE VALVULAS

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Unidad: Instituto Tecnolgico Superior de

Coatzacoalcos.

Investigacin

N 1

Fecha de Edicin:

19-Febrero-15

Departamento.

Materia:

INGENIERA QUMICA

INSTRUMENTACIN Y CONTROL

Trabajo de Investigacin:

Tipos de vlvulas automticas de control de caudal

Equipo #5:

Azuara Ortz Leylani

Barrientos Luis Carlos Osiris

Campechano Domnguez Jess Daniel

Hernndez Cisneros Ruth

Garrido Luna Jess Alberto

Pars Priego Ivn Arturo

Serrano Rodrguez Jess

Sotero Prez Alberto

Vargas Hernndez Julio Alberto

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INGENIERA QUMICA


INTRODUCCIN

La vlvula es uno de los instrumentos de control ms esenciales en la industria. Debido a su

diseo y materiales, las vlvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular,

modular o aislar una enorme serie de lquidos y gases, desde los ms simples hasta los ms

corrosivos o txicos. Sus tamaos van desde unos milmetros hasta los 90 m o ms de

dimetro (aunque en tamaos grandes suelen llamarse compuertas). Pueden trabajar con

presiones que van desde el vaco hasta ms de 140 MPa y temperaturas desde las

criognicas hasta 1100 K. En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en

otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido. Para la cantidad total de fluido que

pasa por una seccin determinada de un conducto por unidad de tiempo, en castellano se

emplea la palabra caudal.

Las vlvulas reguladoras de caudal permiten controlar la velocidad de avance o retroceso

de un cilindro. Cada reguladora de caudal slo regula la velocidad en un sentido.

El aire puede circular por la estrangulacin o por el antirretorno, cuando el antirretorno le

deje paso libre circular a la misma velocidad que en el resto del circuito, sin embargo,

cuando el antirretorno le corte el paso el nico camino que le quedar ser la estrangulacin

y por lo tanto disminuir su velocidad.

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DESARROLLO

QU ES UNA VLVULA?

Una vlvula se puede definir como un aparato mecnico con el cual se puede iniciar,

detener o regular la circulacin (paso) de lquidos o gases mediante una pieza movible que

abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o ms orificios o conductos. Las vlvulas son

unos de los instrumentos de control ms esenciales en la industria. Debido a su diseo y

materiales, las vlvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o

aislar una enorme serie de lquidos y gases, desde los ms simples hasta los ms corrosivos

o txicos.

Sus tamaos van desde una fraccin de pulgada hasta 30 ft (9 m) o ms de dimetro.

Pueden trabajar con presiones que van desde el vaci hasta ms de 20000 lb/in (140Mpa) y

temperaturas desde las criognicas hasta 1500 F (815 C). En algunas instalaciones

QU ES UNA VLVULA DE CONTROL?

La vlvula automtica de control generalmente constituye el ltimo elemento en un lazo de

control instalado en la lnea de proceso y se comporta como un orificio cuya seccin de

paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

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PARTES DE UNA VLVULA

Las vlvulas de control constan bsicamente de dos partes que son: la parte motriz o

actuador y el cuerpo.

Actuador: el actuador tambin llamado accionador o motor, puede ser neumtico, elctrico

o hidrulico, pero los ms utilizados son los dos primeros, por ser las ms sencillas y de

rpida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las vlvulas utilizadas en la industria son

accionadas neumticamente.

Actuador de una vlvula de control

Cuerpo de la vlvula: este est provisto de un obturador o tapn, los asientos del mismo y

una serie de accesorios.

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TIPOS DE VLVULAS

VLVULAS DE COMPUERTA:

La vlvula de compuerta es de vueltas mltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco

vertical de cara plana que se desliza en ngulos rectos sobre el asiento.

RECOMENDADA PARA:

-Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulacin.

-Para uso poco frecuente.

-Para resistencia mnima a la circulacin.

-Para mnimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubera.

Aplicaciones Servicio general, aceites y petrleo, gas, aire, pastas semilquidas, lquidos

espesos, vapor, gases y lquidos no condensables, lquidos corrosivos.

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VENTAJAS

-Alta capacidad.

-Cierre hermtico.

-Bajo costo.

-Diseo y funcionamiento sencillos.

-Poca resistencia a la circulacin.

DESVENTAJAS

-Control deficiente de la circulacin.

-Se requiere mucha fuerza para accionarla.

-Produce cavitacin con baja cada de presin.

-Debe estar cubierta o cerrada por completo.

-La posicin para estrangulacin producir erosin del asiento y del disco.

VARIACIONES

-Cua maciza, cua flexible, cua dividida, disco doble.

-Materiales. Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido,

acero inoxidable, plstico de PVC.

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INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACIN Y MANTENIMIENTO

-Lubricar a intervalos peridicos.

-Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.

-Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubera para lquidos calientes y al comprobar que

las vlvulas estn cerradas.

-No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca.

-Abrir las vlvulas con lentitud para evitar el choque hidrulico en la tubera.

-Cerrar las vlvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados.

ESPECIFICACIONES PARA EL PEDIDO

-Tipo de conexiones de extremo.

-Tipo de cua.

-Tipo de asiento.

-Tipo de vstago.

-Tipo de bonete.

-Tipo de empaquetadura del vstago.

-Capacidad nominal de presin para operacin y diseo.

-Capacidad nominal de temperatura para operacin y diseo.

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VLVULAS DE MACHO:

La vlvula de macho es de de vuelta, que controla la circulacin por medio de un macho

cilndrico o cnico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posicin

abierta a la cerrada mediante un giro de 90.

RECOMENDADA PARA

-Servicio con apertura total o cierre total.

-Para accionamiento frecuente.

-Para baja cada de presin a travs de la vlvula.

-Para resistencia mnima a la circulacin.

-Para cantidad mnima de fluido atrapado en la tubera.

APLICACIONES

Servicio general, pastas semilquidas, lquidos, vapores, gases, corrosivos.

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VENTAJAS

-Alta capacidad.

-Bajo costo.

-Cierre hermtico.

-Funcionamiento rpido.

DESVENTAJAS

-Requiere alta torsin (par) para accionarla.

VARIACIONES

-Lubricada, sin lubricar, orificios mltiples.

-Materiales: Hierro, hierro dctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleacin 20, Monel,

nquel, Hastelloy, camisa de plstico.


-Dejar espacio libre para mover la manija en las vlvulas accionadas con una llave.

-En las vlvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio.

-En las vlvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos peridicos.

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ESPECIFICACIONES PARA PEDIDO

-Material del cuerpo.

-Material del macho.

-Capacidad nominal de temperatura.

-Disposicin de los orificios, si es de orificios mltiples.

-Lubricante, si es vlvula lubricada.

VLVULAS DE GLOBO:

Una vlvula de globo es de vueltas mltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un

disco o tapn que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con

la circulacin en la tubera.

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RECOMENDADA PARA

-Estrangulacin o regulacin de circulacin.


-Para corte positivo de gases o aire.

-Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulacin.

APLICACIONES

Servicio general, lquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilquidas.

VENTAJAS

-Estrangulacin eficiente con estiramiento o erosin mnimos del disco o asiento.

-Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y

desgaste en el vstago y el bonete.

-Control preciso de la circulacin.

-Disponible con orificios mltiples.

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DESVENTAJAS

-Gran cada de presin.

-Costo relativo elevado.

VARIACIONES

-Normal (estndar), en Y, en ngulo, de tres vas.

MATERIALES

Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plsticos.

Componentes: diversos.


-Tipo de conexiones de extremo.

-Tipo de disco.

-Tipo de asiento.

-Tipo de vstago.

-Tipo de empaquetadura o sello del vstago.

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VLVULAS DE MARIPOSA:

La vlvula de mariposa es de de vuelta y controla la circulacin por medio de un disco

circular, con el eje de su orificio en ngulos rectos con el sentido de la circulacin.

RECOMENDADA PARA


-Servicio con estrangulacin.


-Cuando se requiere corte positivo para gases o lquidos.

-Cuando solo se permite un mnimo de fluido atrapado en la tubera.

-Para baja ciada de presin a travs de la vlvula.

APLICACIONES

Servicio general, lquidos, gases, pastas semilquidas, lquidos con slidos en suspensin.

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VENTAJAS

-Ligera de peso, compacta, bajo costo.

-Requiere poco mantenimiento.

-Nmero mnimo de piezas mviles.

-No tiene bolas o cavidades.

-Alta capacidad.

-Circulacin en lnea recta.

DESVENTAJAS

-Alta torsin (par) para accionarla.

-Capacidad limitada para cada de presin.

-Propensa a la cavitacin.

MATERIALES

Cuerpo: hierro, hierro dctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleacin

20, bronce, Monel. Disco: todos los metales; revestimientos de elastmeros como TFE,

Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon. Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo,

poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.

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Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena. Dejar suficiente espacio para

el movimiento de la manija, si se acciona con palanca. Las vlvulas deben estar en posicin

cerrada durante el manejo y la instalacin.


-Tipo de cuerpo.

-Tipo de asiento.


-Material del disco.

-Material del asiento.

-Tipo de accionamiento.

-Presin de funcionamiento.

-Temperatura de funcionamiento.

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VLVULAS DE DIAFRAGMA:

Las vlvulas de diafragma son de vueltas mltiples y efectan el cierre por medio de un

difragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vstago de la vlvula hace descender el

compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulacin.

RECOMENDADA PARA


-Para servicio de estrangulacin.

-Para servicio con bajas presiones de operacin.

APLICACIONES

Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilquidas fibrosas, lodos,

alimentos, productos farmacuticos.

VENTAJAS

-Bajo costo.

-No tienen empaquetaduras.

-No hay posibilidad de fugas por el vstago.

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DESVENTAJAS

-Diafragma susceptible de desgaste.

-Elevada torsin al cerrar con la tubera llena.

VARIACIONES

-Tipo con vertedero y tipo en lnea recta.

-Materiales metlicos, plsticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.


-Lubricar a intervalos peridicos.

-No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.



-Material del diafragma.

-Conexiones de extremo.

-Tipo del vstago.

-Tipo del bonete.

-Tipo de accionamiento.

-Presin y temperatura de funcionamiento

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VLVULAS DE APRIETE:

La vlvula de apriete es de vueltas mltiples y efecta el cierre por medio de uno o mas

elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir

entre si para cortar la circulacin.

RECOMENDADA PARA

-Servicio de apertura y cierre.

-Servicio de estrangulacin.

-Para temperaturas moderadas.

-Cuando hay baja cada de presin a travs de la vlvula.

-Para servicios que requieren poco mantenimiento.

APLICACIONES

Pastas semilquidas, lodos y pastas de minas, lquidos con grandes cantidades de slidos en

suspensin, sistemas para conduccin neumtica de slidos, servicio de alimentos.

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VENTAJAS

-Bajo costo.

-Poco mantenimiento.

-No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.

-Diseo sencillo

DESVENTAJAS

-Aplicacin limitada para vaco.

-Difcil de determinar el tamao.

VARIACIONES

Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metlicos alojados. Materiales Caucho,

caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, Viton

A, butilo, caucho de siliconas, TFE.


Los tamaos grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubera, si los soportes

para el tubo son inadecuados.

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-Presin de funcionamiento.

-Temperatura de funcionamiento.

-Materiales de la camisa.

-Camisa descubierta o alojada.

VLVULAS DE RETENCIN (CHECK) Y DE DESAHOGO (ALIVIO):

Hay dos categoras de vlvulas y son para uso especfico, ms bien que para servicio

general: vlvulas de retencin (check) y vlvulas de desahogo (alivio). Al contrario de los

otros tipos descritos, son vlvulas de accionamiento automtico, funcionan sin controles

externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulacin o de las presiones en

el sistema de tubera. Como ambos tipos se utilizan en combinacin con vlvulas de control

de circulacin, la seleccin de la vlvula, con frecuencia, se hace sobre la base de las

condiciones para seleccionar la vlvula de control de circulacin.

VLVULAS DE RETENCIN (CHECK):

La vlvula de retencin est destinada a impedir una inversin de la circulacin. La

circulacin del lquido en el sentido deseado abre la vlvula; al invertirse la circulacin, se

cierra.

Hay tres tipos bsicos de vlvulas de retencin:

1) Vlvulas de retencin de columpio

2) De elevacin

3) De mariposa.

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VLVULAS DE RETENCIN DEL COLUMPIO:

Esta vlvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la

presin en la tubera y se cierra cuando se interrumpe la presin y empieza la circulacin

inversa. Hay dos diseos: uno en Y que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el

esmerilado fcil del disco sin desmontar la vlvula de la tubera y un tipo de circulacin en

lnea recta que tiene anillos de asiento reemplazables

RECOMENDADA PARA:

-Cuando se necesita resistencia mnima a la circulacin.

-Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulacin en la tubera.

-Para servicio en tuberas que tienen vlvulas de compuerta.

-Para tuberas verticales que tienen circulacin ascendente.

APLICACIONES

Para servicio con lquidos a baja velocidad.

VENTAJAS

-Puede estar por completo a la vista.

-La turbulencia y las presiones dentro de la vlvula son muy bajas.

-El disco en Y se puede esmerilar sin desmontar la vlvula de la tubera.

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-En las tuberas verticales, la presin siempre debe estar debajo del asiento.

-Si una vlvula no corta el paso, examinar la superficie del asiento.

-Si el asiento est daada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar.

-Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.

VLVULAS DE RETENCIN DE ELEVACIN:

Una vlvula de retencin de elevacin es similar a la vlvula de globo, excepto que el disco

se eleva con la presin normal en la tubera y se cierra por gravedad y la circulacin

inversa.

RECOMENDADA PARA

-Cuando hay cambios frecuentes de circulacin en la tubera.

-Para uso con vlvulas de globo y angulares.

-Para uso cuando la cada de presin a travs de la vlvula no es problema.

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VENTAJAS

-Recorrido mnimo del disco a la posicin de apertura total.

-Accin rpida.

VARIACIONES

Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical. Tipos con bola (esfera), pistn, bajo

carga de resorte, retencin para vapor.

Materiales

Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, PVC,

Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE.


-La presin de la tubera debe estar debajo del asiento.

-La vlvula horizontal se instala en tuberas horizontales.

-La vlvula vertical se utiliza en tubos verticales con circulacin ascendente, desde debajo

del asiento.

-Si hay fugas de la circulacin inversa, examinar disco y asiento.

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VLVULA DE RETENCIN DE MARIPOSA:

Una vlvula de retencin de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el

centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45 con el cuerpo de la

vlvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia

corta desde el cuerpo hacia el centro de la vlvula para abrir por completo.

VLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO)

Una vlvula de desahogo es de accin automtica para tener regulacin automtica de la

presin. El uso principal de esta vlvula es para servicio no comprimible y se abre con

lentitud conforme aumenta la presin, para regularla. La vlvula de seguridad es similar a la

vlvula de desahogo y se abre con rapidez con un salto para descargar la presin excesiva

ocasionada por gases o lquidos comprimibles. El tamao de las vlvulas de desahogo es

muy importante y se determina mediante frmulas especficas.

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RECOMENDADA PARA

-Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.

APLICACIONES

Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores.

VENTAJAS

-Bajo costo.

-No se requiere potencia auxiliar para la operacin.

MATERIALES

Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latn, camisa de TFE,

acero inoxidable, Hastelloy, Monel.

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CONCLUSIN

Podemos observar que estos instrumentos de control son unos de los ms indispensables en

la industria, ya que ahorran mucho tiempo en los procesos al ser automticas y al controlar

el flujo de de lquidos o gases los cuales pueden ser txicos y evitamos que el personal

tenga contacto con ellos y as sufrir un accidente.

Tambin es indispensable ya que controlamos el flujo de presin de manera adecuada y

precisa por su automatizacin y eso nos permite obtener un buen rendimiento de proceso.

BIBLIOGRAFA

1. Smith, C. A y Corripio, A. B. Principios y Prctica de Control Automtico de

Procesos. John Wiley & Sons.

2. Creus, A. Instrumentacin Industrial. Alfaomega Marcombo.

3. Stephanopoulos, George. Chemical Process Control: An introduction to Theory and

Practice. Prentice Hall.

4. Thomas, E., Marlin. Process Control: Designing Processes and Control Systems for

Dynamic Performance. McGraw Hill.

5. http://www.academia.edu/6377206/SIMBOLOG%C3%8DA_E_IDENTIFICACI%

C3%93N_DE_INSTRUMENTOS

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