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  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 1

    VALVULAS 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

    (140 Mpa) y temperaturas desde las criognicas hasta 1500 F (815 C). 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, pero tambin significa para nosotros la

    cantidad total de fluido que ha pasado por una seccin de terminada de un conducto. Caudal

    es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una seccin

    determinada del conducto en la unidad de tiempo.

    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.

    Partes de la vlvula de control.

    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. Los actuadores neumticos constan bsicamente de un diafragma, un

    vstago y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de

    tipo neumtico es que cada valor de la presin recibida por la vlvula corresponda una

    posicin determinada del vstago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presin es de 3 a

    15 lbs/pulg en la mayora de los actuadores se selecciona el rea del diafragma y la constante

    del resorte de tal manera que un cambio de presin de 12 lbs/pulg, produzca un

    desplazamiento del vstago igual al 100% del total de la carrera.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 2

    Figura 1-a 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. La unin entre la vlvula y la tubera puede hacerse por medio de

    bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapn es el encargado de controlar la

    cantidad de fluido que pasa a travs de la vlvula y puede accionar en la direccin de su propio

    eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vstago al actuador.

    Categoras de vlvulas.

    Debido a las diferentes variables, no puede haber una vlvula universal; por tanto, para

    satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseos y

    variantes con el paso de los aos, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los

    tipos de vlvulas recaen en nueve categoras: vlvulas de compuerta, vlvulas de globo,

    vlvulas de bola, vlvulas de mariposa, vlvulas de apriete, vlvulas de diafragma, vlvulas de

    macho, vlvulas de retencin y vlvulas de desahogo (alivio).

    Estas categoras bsicas se describen a continuacin. Sera imposible mencionar todas las

    caractersticas de cada tipo de vlvula que se fabrica y no se ha intentado hacerlo. Ms bien se

    presenta una descripcin general de cada tipo en un formato general, se dan recomendaciones

    para servicio, aplicaciones, ventajas, desventajas y otra informacin til para el lector.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 3

    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 (fig. 1-1).

    Figura 1-1 Vlvula de compuerta.

    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.

    Ventajas

    * Alta capacidad.

    * Cierre hermtico.

    * Bajo costo.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 4

    * 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.

    Componentes diversos.

    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.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 5

    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.

    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 (fig. 1-2).

    Figura 1-2 Vlvula de macho.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 6

    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.

    Ventajas

    * Alta capacidad.

    * Bajo costo.

    * Cierre hermtico.

    * Funcionamiento rpido.

    Desventajas

    * Requiere alta torsin (par) para accionarla.

    * Desgaste del asiento.

    * Cavitacin con baja cada de presin.

    Variaciones

    Lubricada, sin lubricar, orificios mltiples.

    Materiales

    Hierro, hierro dctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleacin 20, Monel, nquel,

    Hastelloy, camisa de plstico.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 7

    Instrucciones especiales para instalacin y mantenimiento

    * 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.

    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 (fig. 1-3).

    Figura 1-3 Vlvula de globo.

  • TIPOS DE VALVULAS Y ACTUADORES

    Jose Manuel Arroyo Pgina 8

    Recomendada para

    * Estrangulacin o regulacin de circulacin.

    * Para accionamiento frecuente.

    * 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.