Tipos de válvulas de control: Guía básica

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21/07/2023
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¿Qué es una válvula de control?

Una válvula de control es un componente imprescindible para regular el caudal de fluidos en muchos sistemas. Al variar el tamaño del paso de caudal siguiendo las señales de un controlador, las válvulas de control modifican directamente el caudal. Desempeñan un papel fundamental en la gestión de magnitudes de proceso como la presión, la temperatura y el nivel de líquido. En la semántica del control automático, las válvulas de control también se conocen como "elementos finales de control".

Tipos de válvulas de control

Los tipos de válvulas de control varían mucho, y conocer cada tipo, su mecanismo y dónde encajan mejor es crucial para muchas industrias. Esto es útil no solo a la hora de tomar una decisión de instalación, sino también para un control, funcionamiento y mantenimiento eficientes de los sistemas que gobiernan.

¿Cómo funcionan las válvulas de control?

Las válvulas de control funcionan con la ayuda de un actuador de válvulaPuede ser eléctrica, hidráulica o neumática. Está diseñada para abrirse o cerrarse automáticamente en función de una señal de control para modular la válvula. Esta modulación de la válvula permite un control preciso del caudal de fluido, ajustando la tasa para que coincida con los requisitos específicos de un proceso industrial.

Una válvula modulante puede ajustarse a cualquier posición entre totalmente abierta y totalmente cerrada mediante un posicionador de válvulas, lo que garantiza que alcanza el grado de apertura deseado. Normalmente se utilizan actuadores neumáticos, ya que solo requieren un suministro de aire comprimido y ofrecen una función sencilla y eficaz.
Las válvulas también siguen un protocolo de comunicación, a menudo una señal de comunicación "inteligente" añadida a la corriente de control habitual de 4-20 mA, que proporciona información al controlador sobre la salud y el estado de la posición de la válvula. Este sistema mejora enormemente la precisión y fiabilidad de las válvulas de control en entornos industriales.

¿Cuáles son los componentes de las válvulas de control?

Válvula de control de movimiento lineal

Cuerpo de la válvula: El cuerpo de la válvula de las válvulas de control lineal contiene una abertura, y el caudal se controla moviendo un miembro de cierre dentro y fuera de esta abertura. Los miembros de cierre de las válvulas lineales pueden ser de distintos tipos, como discos, correderas, etc.
Capó: Este componente aloja la empaquetadura y también sirve de guía al vástago. Proporciona el prensaestopas a través del cual se mueve el vástago y sella el sistema para evitar cualquier fuga.
Recorte: Forma las partes internas de la válvula y entra en contacto directo con el fluido. Suele estar formada por el vástago, el elemento de cierre y el asiento.

Válvula de control de movimiento rotativo

Las válvulas de control de movimiento rotativo regulan el flujo de fluido a través de elementos giratorios, controlando el flujo al girar estos elementos 90 grados.

¿Qué tipos de válvulas de control existen?

Los tipos de válvulas de control se dividen en dos grandes categorías: válvulas de control lineal y válvulas de control rotativo. Cada uno de estos tipos tiene sus propias funciones y aplicaciones.

Válvula de control lineal

  1. Válvulas de globo: Se denominan así por la cavidad globular que rodea su asiento de válvula. Las válvulas de globo son una opción excelente para escenarios que requieren resistencia al flujo y caídas de presión sustanciales.
  2. Válvulas de diafragma: Estas válvulas utilizan una superficie flexible deformable o diafragma para el cierre. Se utilizan principalmente en servicios de cierre de lodos o fluidos corrosivos.
  3. Válvulas de compuerta: El disco vertical plano o compuerta de esta válvula se desliza hacia abajo para bloquear el flujo, lo que la hace ideal para operaciones de apertura o cierre total.
Tipos de válvulas de control
  1. Válvulas de pellizcoFuncionan de forma similar a las válvulas de diafragma, pero ofrecen una caída de presión muy baja debido a la ausencia de obstrucciones internas.

Válvula de control rotativo

  1. Válvulas de bola: Tienen un cierre en forma de bola con un orificio que permite el paso del caudal cuando está abierto y lo cierra cuando se gira 90 grados.
Tipos de válvulas de control
  1. Válvulas de mariposa: Estas válvulas utilizan un disco circular o una paleta para el cierre, ofreciendo una baja caída de presión y un funcionamiento rápido.
  2. Válvulas de tapón: Tienen un tapón cilíndrico o cónico como elemento de cierre, que permite el paso recto del flujo cuando se abren.
Válvula de control TipoVentajasDesventajas
Válvula de globoExcelente capacidad de cierre. Puede utilizarse para estrangularAlta caída de presión, Más caro
Válvula de bolaMenor coste, Puede manejar caudales elevados, Rápido de abrir y cerrarPoca capacidad de estrangulamiento, No apto para altas temperaturas
Válvula de compuertaBaja caída de presión, buena para servicio on/offNo apto para estrangulamiento, propenso a vibraciones cuando está parcialmente abierto
Válvula de mariposaBajo coste, adecuado para tubos de gran diámetroNo es tan eficaz para el cierre hermético, No es adecuado para alta presión
Válvula de diafragmaBueno para flujo corrosivo y de lodo, Menor costeLimitado a aplicaciones de baja presión y temperatura
Válvula de pellizcoBuen manejo de lodos, fácil mantenimientoLimitado a aplicaciones de baja presión
Válvula de tapónBueno para aplicaciones de alta temperatura y presión, Ofrece cierre herméticoMás caro, requiere un par elevado para funcionar

¿Qué factores deben tenerse en cuenta al instalar distintos tipos de válvulas de control?

Al planificar la instalación de distintos tipos de válvulas de control, entran en juego varias consideraciones cruciales:
Fluido Tipo: Comprender las características del fluido -su naturaleza (corrosivo, viscoso, etc.), temperatura y presión- que influirán directamente en la selección del tipo de válvula.
Material de la válvula: Asegúrese de que los materiales utilizados en la construcción de la válvula son compatibles con el fluido utilizado. Esto es crucial para evitar la corrosión, el desgaste y los fallos prematuros.
Requisitos de control de caudal: Considere el caudal deseado y los cambios de caudal necesarios para el control de su proceso. Ciertos tipos de válvulas de control pueden ser más adecuadas para aplicaciones de gran caudal, mientras que otras destacan en el control preciso del caudal.
Diseño y tamaño: El diseño y el tamaño de la válvula deben ajustarse a las especificaciones de su tubería, garantizando un ajuste correcto y un funcionamiento eficaz.

Disposición del sistema: Tenga en cuenta el espacio físico para la instalación de la válvula. Algunos tipos de válvulas de control pueden requerir espacio adicional para los actuadores y el acceso para el mantenimiento.
Seguridad y Reglamentos: El cumplimiento de las normas de seguridad y los reglamentos industriales de su sector específico es vital. Por ejemplo, es posible que las válvulas de control utilizadas en determinadas industrias o aplicaciones deban cumplir estrictas certificaciones de seguridad.

¿Qué aplicaciones tienen las válvulas de control?

Las válvulas de control son dispositivos versátiles que se utilizan en un amplio espectro de industrias:
Industria química y petroquímica: Las válvulas de control se utilizan para gestionar y controlar el caudal, la temperatura y la presión de diversos productos químicos en las líneas de proceso.
Petróleo y gas: En refinerías y oleoductos, las válvulas de control gestionan el flujo y la presión del petróleo y el gas durante las etapas de extracción, procesamiento y transporte.

Industria alimentaria: Para mantener un control preciso de las variables del proceso durante la fabricación, se utilizan válvulas de control.
Tratamiento de aguas y residuos: Las válvulas reguladoras de caudal gestionan el caudal de agua y materiales residuales, garantizando el funcionamiento eficaz de los procesos de tratamiento.
Sistemas HVAC: Las válvulas de control gestionan la temperatura y la presión dentro de los sistemas de aire acondicionado, mejorando su eficiencia y eficacia.
Generación de energía: Las válvulas de control desempeñan un papel vital en la gestión del flujo de vapor en las centrales eléctricas, lo que repercute directamente en la eficacia operativa.

¿Qué hay que tener en cuenta antes de comprar válvulas de control?

  1. Requisitos: Identifique sus necesidades operativas: caudal, presión, temperatura y velocidad de cierre o apertura de la válvula.
  2. Material Compatibilidad: Asegúrese de que el material de la válvula es resistente a la corrosión y se adapta al tipo de fluido de su sistema.
  3. Tamaño de la válvula: El tamaño de una válvula debe corresponder exactamente al diámetro de la tubería donde se va a instalar.
  4. Parámetros de rendimiento: Considere el rendimiento hidráulico de una válvula, incluida la caída de presión, coeficiente de caudal (Cv), y rangeabilidad, asegurando que la eficiencia de la válvula cumple los requisitos de su proceso.
  5. Seguridad: Considere válvulas con características de seguridad tales como modos automáticos a prueba de fallos (fallo de apertura o fallo de cierre) para aplicaciones de mayor riesgo.
  6. Mantenimiento: Opte por válvulas fáciles de mantener, que ofrezcan fiabilidad a largo plazo y reduzcan los costes generales de explotación.
  7. Coste: Aunque es esencial considerar el coste inicial de una válvula, hay que tener en cuenta los costes de su vida útil, incluidos el funcionamiento, el mantenimiento y los posibles tiempos de inactividad.

Conclusión

Las válvulas de control desempeñan un papel crucial en los sistemas de manipulación y control de fluidos. Con una gran variedad de tipos, cada uno de los cuales ofrece ventajas únicas para aplicaciones específicas, es importante tener en cuenta los factores que afectarán a su rendimiento y longevidad. Desde el tipo de fluido y las condiciones de funcionamiento hasta los requisitos de seguridad y la rentabilidad, todos los aspectos son importantes a la hora de elegir la válvula de control más adecuada. válvula de control derecha.

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