VALVULAS DE CONTROL

AUTOMATICO

Objetivos:

Al finalizar la sesión, el participante estará en condiciones de identificar y comprender correctamente el funcionamiento, calibración y configuración de las Válvulas de Control Automático.

Elemento Final de Control

Es un mecanismo o dispositivo que modifica la variable manipulada, en respuesta a una señal de salida de un dispositivo de control. Su función es actuar sobre el agente de control, regulando un caudal de entrada de materia o energía al proceso, en una magnitud relacionada con el error que presente en cada momento la variable controlada.

En cualquier instalación industrial pueden encontrarse elementos finales de control muy diversos, como bombas, compresores, reóstatos, etc. Pero, sin lugar a dudas, los elementos más frecuentes son las válvulas de control automático.

Válvula de Control Automático

• Definición: Es un Elemento Final de Control, que realiza la función de variar el caudal del fluido de control, en respuesta a la señal enviada por un controlador; modificando a su vez el valor de la variable controlada. Se comporta como un orificio de área continuamente variable.

Partes de la VAC

• Cuerpo :Obturador, asiento, brida, tapa• Servomotor:Diafragma, muelle, Vástago, Indicador de posición

Antes de proseguir conoceremos las partes de la mismas

Servomotor

Cuerpo

Tipos de VAC

Se distinguen dos Tipos de VAC:a) Según el diseño del cuerpob) Según el movimiento del obturador

Tipos de Válvula utilizadas en la industriaVálvula en ÁnguloVálvula de Tres vías (Mezcladoras y Diversoras)Válvula en YVálvula de Cuerpo partidoVálvula de JaulaVálvulas de Globo (Simple asiento, doble asiento,

obturador equilibrado)Válvula de CompuertaVálvula de CompresiónVálvula MariposaVálvula de BolaVálvula SaundersVálvulas de obturador excéntrico rotativoVálvula de obturador de cilíndrico excéntricoVálvula de Orificio ajustableVálvula de macho, etc.

Válvula de Globo

Estas válvulas pueden ser de asiento simple, de doble asiento y de obturador equilibrado.Las fugas admisibles son de 0.1% del caudal máximo en la válvula de simple asiento y de 0.5% en la válvula de doble asiento.

Válvula en ángulo

Esta válvula permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuir la erosión cuando ésta es considerable por las características del fluido o por la excesiva presión diferencial .Es apta para el control de fluidos que vaporizan, para trabajar con grandes presiones diferenciales y para fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Válvula de tres vías

Se emplea generalmente para mezclar fluidos (válvulas mezcladoras) o bien para derivar de un flujo de entrada dos de salida(válvulas diversoras). Las válvulas de tres vías intervienen típicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

Válvula de Jaula

Consiste de un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las características de caudal deseadas en la válvula, se caracteriza por el fácil desmontaje del obturador y porque éste puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presión diferencial, favoreciendo la estabilidad del funcionamiento.Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial.Por otro lado el obturador puede disponer de aros de teflón, que cuando la válvula se cierra permiten un cierre hermético.

Válvula Saunders

El obturador es una membrana flexible que a través de un vástago unido a un servomotor, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando así el paso del fluido.Tiene la desventaja de que el servomotor de accionamiento debe ser muy potente, se utiliza principalmente en procesos químicos difíciles.

Válvula de mariposa

El cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular.Se necesita una gran fuerza del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada.

Válvula de compuerta

Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano, o de alguna forma especial y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Por su disposición es adecuada generalmente para control todo-nada.

Definiciones

Cv: Es el coeficiente de caudal en unidades inglesas. Se define como el caudal de agua en galones por minuto (gpm), a una temperatura de 60 ºF, con una caída de presión a través de la válvula, de 1 Psi.Es empleado para relacionar el tamaño de una válvula con la caída de presión para un flujo dado.

Kv: Es el coeficiente de caudal en unidades métricas. Se define como el caudal de agua en metros cúbicos por hora, a una temperatura entre 5 y 40 ºC, con una caída de presión a través de la válvula de un bar.

Ajuste de Rango de la Válvula

El ajuste de rango, R, de una válvula se define como la relación del flujo máximo que se puede controlar contra el flujo mínimo que se puede controlar:

En la mayoría de las válvulas de control el ajuste de rango es limitado y, generalmente, varía entre 20 y 50. Es deseable tener un ajuste de rango grande (del orden de 10 o mayor), de manera que la válvula tenga un efecto significativo sobre el flujo.

Rangeabilidad

• Se refiere a los valores mínimo y máximo que el instrumento es capaz de medir dentro del rango de precisión y exactitud especificados.

• Este valor se puede dar como un porcentaje del span o como una relación entre el valor máximo y el valor mínimo

• Ejem: Rango de medida: 0 ... 100 GPM• Mínimo valor medido: 5 GPM• Máximo valor medido: 100 GPM• Rangeabilidad: 5% de full span

20:1

Válvula de control linealEs aquella cuyo caudal es proporcional a la carrera de la válvulaQ=k*ldonde:• q = caudal.• k = cte.• l = carrera (lineal o rotacional)Gráficamente se representa por una línea recta.

Válvula isoporcentualEs aquella en la cual, cada incremento de carrera del obturador, produce un cambio en el caudal, proporcional al caudal que fluía antes de la variación.

• En la que: dq/dl = a*q• q = caudal a pérdida de carga constante.• l = carrera.• a = cte.Trabajando matemáticamente la expresión anterior:Donde:• a y b = ctes. A continuación, puede verse que:

CALIBRACIÓN DE VÁLVULA DE CONTROL AUTOMÁTICO

VÁLVULA GLOBO CON ACTUADOR DE DIAFRAGMA

MARCA : FISHERSERIE : CM206750TIPO : 657-ESMATERIAL: FIERROCARRERA: ¾”ENTRADA: 3 A 15 PSI

PASO Nº 1: ORDEN Y LIMPIEZA EN EL PUESTO DE TRABAJO

Debemos tomar siempre en cuenta siempre este paso ya que no se puede trabajar bien en un ambiente sucio o desordenado. Podría producirse un accidente.

PASO Nº 2: SOLICITAR EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR.

MATERIALES EQUIPOS

MANGUERAS NEUMATICAS CALIBRADOR DE PRESION DIGITAL

LLAVES DE BOCA DE 10 A 14 mm REGULADOR DE PRECISION

RACHE CON DADOS DE 10 A 19 mm RELOJ COMPARADOR

“T” PARA DISTRIBUCION NEUMATICA FRL

PASO Nº 3: Probar el correcto funcionamiento de los equipos para una correcta calibración.

PASO Nº 4: Realizar las conexiones neumáticas- Conectar la manguera neumática hacia el filtro regulador. - Del filtro regulador hacia el regulador de precisión.- A la salida del regulador de precisión pondremos

una “T” para derivar la alimentación hacia el calibrador de presión y hacia la conexión NPT hembra del actuador.

PASO Nº 5: Debemos primero calibrar el punto cero, para esto tenemos que desmontar la tuerca partida que es la juntura del vástago del actuador y el vástago de la válvula .

  

PASO Nº 6: -Abrir la válvula del regulador de precisión y ajustar el perno de punto cero.

- Deberá moverse el vástago con una presión de 3 Psi .

- Para tener una mejor precisión del movimiento del vástago utilizaremos el regulador de precisión y el reloj comparador.

PASO Nº 7: -Desplegar el vástago de la válvula hacia la parte inferior, observando en el indicador del calibrador de presión, que llegue a 15 Psi para que presione el vástago de la válvula y así el obturador cierre al 100%.

PASO Nº 8: -Desplazar el vástago del actuador alimentando el 50% de la alimentación de 3 psi a 15 psi. (50%=9 Psi).

-Poner el disco indicador de carrera en 100%

PASO Nº 9: Poner el disco indicador de carrera en el 50% de la escala indicadora.

PASO Nº 10: Ajustar la tuerca partida de acoplamiento entre el vástago de la válvula y el vástago del actuador.

PASO Nº 11: Poner al 0% regulando la alimentación ≤3 Psi

PASO Nº 12:Colocar el reloj comparador en el disco indicador de posición y abrir la válvula del regulador de precisión observando que llegue a 3 psi. el disco indicador debe estar en 0 % y no se debe mover (siempre basándonos en el movimiento de la aguja del reloj comparador). a mas de 3 Psi el disco se debe mover (elrecorrido de la carrera debe avanzar). Si no llegase a ocurrir esto, se debe repetir los pasos 5,6,7,8,9,10,11.

PASO Nº 13: Si está todo correcto seguir abriendo la válvula del regulador de precisión y observar el valor de presión indicado y debe ser proporcional al recorrido de la carrera. Al llegar a 15 Psi debe haber avanzado los ¾”, su 100%

PASO Nº14: Si esta todo correcto, se habrá calibrado la Válvula de Globo con actuador de diafragma de la marca Fisher.

OBSERVACIÓN:VERIFICAR QUE NO EXISTAN FUGAS DE PRESION, ESTO DIFICULTARIA NUESTRO PROCESO DE CALIBRACION DE LA VALVULA.

HERRAMIENTAS UTILIZADAS

 -        Llave francesa de 12”

-        Destornillador de plástico

-        Juego de llaves mixtas nº 11, 12, 13, 14

-        Juego de dados con rache

-       Martillo

MATERIALES / INSTRUMENTOS

- Manguera de conexión para aire comprimido

- Conector tipo T (para derivación)

- Reloj comparador con rango de 0.001 a 100 mm.

- CALIBRADOR DE PRESION MODELO MICROCALP20

-REGULADOR DE PRECISION RANGO DE 0 A 25 BAR

- FRL