5.3.- actuadores (servomotores)

INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL ISTMO Por una Tecnología como principio de libertad Carrera: Ingeniería Carrera: Ingeniería Mecánica Asignatura: Instrumentación Asignatura: Instrumentación y control. Investigación de la unidad v Elementos finales de control. Integrantes del Equipo. Javier Martínez Vázquez Enrique Cruz García Luis Felipe García Ramírez Juan Manuel Toledo Santiago Luis Jair Rivero Reyes

15190162 15190288 15190121 15190608 15190127

Catedrático: Daniel E. Márquez Zárate.

La heroica Ciudad de Juchitán Oaxaca, Méx. A 04 de junio de 2018  1

ÍNDICE

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RESUMEN En la industria se presenta, repetidamente, la necesidad de conocer y entender el funcionamiento de los instrumentos y el papel que juegan dentro del control del proceso. Los instrumentos de control están universalmente aceptados. Hoy en día, es inimaginable la existencia de una industria moderna sin instrumentos. Y, aunque existiera, las necesidades, que crea el mercado, de obtener productos terminados con las garantías de calidad exigidas y en la calidad suficiente para que el precio obtenido sea competitivo, forzarían a modificar la industria, incluyendo en la transformación subsiguiente la automatización del proceso mediante los instrumentos de medición y control. En la mayor parte de los procesos industriales aparecen las válvulas de control que formados con otros elementos, actúan conjuntamente y garantizan una operación controlada y eficiente de la planta junto con otros equipos automáticos. En las plantas modernas las válvulas de control juegan un papel muy importante al tomar parte del control automático, estas dependen de la correcta distribución y control del flujo de líquidos y gases. Tal control ya sea para el intercambio de energía, reducción de presión o simplemente para llenar tanques, depende de alguna forma que el elemento final de control haga el trabajo. Dentro del lazo de control, las válvulas tienen tanta importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador. Los elementos finales de control pueden ser considerados como el músculo del control automático ya que ellos proporcionan la amplificación de la fuerza entre los bajos niveles de energía en los controladores y los niveles de energía superiores necesarios para llevar acabo su función en el control de flujo de fluidos. Las válvulas de control son las más utilizadas como elementos finales de control. En muchos sistemas las válvulas de control a diferencia de otros componentes, están sujetas a las más severas condiciones de presión, temperatura, corrosión y contaminación, y se comportan satisfactoriamente con una mínima atención en el chequeo o supervisión. Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y 4

desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Están presentes en diversos tamaños. Pueden trabajar con una gran infinidad de presiones y temperaturas. En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. Estas se pueden controlar manual, eléctrica, neumática, mecánicas, hidráulicamente, o por combinaciones de dos o más de estos métodos. Los factores que determinan el método de control incluyen el propósito de la válvula, el diseño y el propósito del sistema, la localización de la válvula dentro del sistema, y la disponibilidad dela fuente de energía. Las empresas seleccionan y especifican válvulas por medio de los esfuerzos coordinados de sus divisiones de procesos, proyectos y diseño para ingeniería. Los ingenieros de proceso son quienes asumen la responsabilidad de establecer los parámetros de diseño del proceso como son la temperatura, presión, flujo, procedimientos para arranque y paro, etc. Es difícil imaginarse una sin válvulas, conforme avanza la tecnología y aumenta la capacidad de las plantas, han aumentado el tamaño y el costo de las válvulas y cada vez es más importante el máximo cuidado en su selección. La selección de las válvulas incluye muchos factores y es preferible tener como referencia un sistema que facilite la selección. Se deben tener en cuenta, como mínimo, las siguientes características básicas: tipo de válvula, materiales de construcción, capacidades de presión y temperatura, material de empaquetaduras y juntas, costo y disponibilidad. El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, sea de cierre (bloqueo), estrangulación o para impedir el flujo inverso. Estas funciones se deben determinar después de un estudio cuidadoso de las necesidades de la unidad y del sistema para los cuales se destina la válvula. Dado que hay diversos tipos de válvulas disponibles para cada función, también es necesario determinar las condiciones del servicio en que se emplearán las válvulas. Es de importancia primordial conocer las características químicas y físicas de los fluidos que se manejan. En general, cualquier área donde exista operación de válvulas de control es necesario impartir charlas instructivas y manuales de uso al personal que labora y esta presentes en los procesos para que conozca el adecuado manejo y funcionamiento de todas las válvulas empleadas en cada uno de las operaciones del proceso. Así mismo tener en cuenta los avances tecnológicos de diseños de válvulas que permiten un mantenimiento más fácil, ya que la sustitución por alguna de estas válvulas resulta un ahorro económico significativo a largo plazo. La apropiada medición, decisión y acción son características fundamentales en los sistemas de control para garantizar la estabilidad, la exactitud y la velocidad de respuesta en cada proceso regulado por los sistemas de control. Las válvulas se usan para bloqueo, desvío, alivio, estrangulamiento, seguridad y control de las 5

operaciones realizadas por lo tanto la correcta selección d el diseño de la válvula es fundamental para la mejorar la eficiencia y desempeño en los procesos y garantizar el funcionamiento y continuidad de las operaciones. Las nuevas tecnologías en procesos de control con válvulas, resultan una opción innovadora que a pesar de ser costosa, puede tomarse en cuenta para mejorar el control en procesos con líquidos, gases y vapores en diferentes condiciones tanto normales como extremas. Se debe realizar un análisis económico para implementar estrategias que permitan la integración correcta de válvulas de control en los procesos. Es necesario realizar inspecciones periódicas de los procesos que usan válvulas para examinar su correcto funcionamiento, eficiencia y corregir las fallas o daños que se pueden presenta. INTRODUCCION. Hoy en día se utilizan en las industrias los elementos de control con mucho más frecuencia, esto es debido a que en las industrias existen ciertas variables que deben ser controladas o dirigidas a fin de que los procesos productivos se lleven a cabo con total normalidad, evitando las fallas en equipos, instalaciones, entre otros.  Aclarando detalladamente el tema, los elementos finales de control s on aquellos que permiten alterar o modificar el valor de la variable manipulada como respuesta a una señal de salida que proviene desde el dispositivo de control automático. Básicamente los elementos finales de control reciben una señal del controlador y manipulan un flujo de material o energía.

El elemento final de control más utilizado en las industrias es la válvula automática, aunque existen otros más, como lo son los motores eléctricos, relés, elementos calefactores de carácter eléctrico entre otros, los cuales van a ser definidos en la presente investigación a fin de que el tema sea comprendido por el lector interesado. Es importante aclarar, que el tema de las válvulas es bastante amplio y abarca casi todo lo referente a los elementos finales de control, por ello en esta investigación mostraremos una mayor variedad de elementos finales de control, con el objetivo de que el conocimiento adquirido en dicha información sea más productiva. 6

Unidad 5 Elementos finales de control. 5.1 Generalidades. En los procesos industriales la válvula de c ontrol juega un papel muy importante en el bucle de regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable de medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador. En la figura 5.1 puede verse una válvula de control típica. Figura 5.1. Válvula de control representativa.

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La válvula de control se compone básicamente de los siguientes elementos: Servomotor.  Acciona el movimiento del vástago y con ello del obturador. Puede ser neumático, eléctrico, hidráulico o digital (siendo los dos primeros los más utilizados). Servomotor neumático: Consiste en un diafragma o pistón con resorte que trabaja (con algunas excepciones) entre 3 y 15 psi, es decir, que las posiciones extremas de la válvula ocurren a 3 y 15 psi.  Al aplicar una cierta presión sobre el diafragma, el resorte se comprime de t al modo que el mecanismo empieza a moverse y sigue moviéndose hasta que l lega a un equilibrio entre la fuerza ej ercida por la presión del aire sobre el diafragma y a la fuerza ejercida por el resorte.

Servomotor eléctrico. 8

Se trata de un motor eléctrico acoplado al vástago de la válvula a través de un tren de engranajes. El motor se caracteriza fundamentalmente por su par y por el tiempo requerido (usualmente 1 minuto) para hacer pasar la válvula de la posición abierta a la cerrada o viceversa.

Vástago. Su función es unir al obturador con generalmente de un índice que apertura o cierre de la válvula.

el servomotor. Dispone señala en una escala la posición de

Tapa. La tapa de la válvula de control tiene por objeto unir el cuerpo al servomotor. A su vez desliza el vástago del obturador accionado por el motor. Según las temperaturas de trabajo de los fluidos y el grado de estanquidad deseada existen los siguientes tipos de tapas: • Tapa normal (fig. 5.4a) adecuada para trabajar a temperaturas del fluido variables entre 0° y 220° C. • Tapa con columnas de extensión (fig. 5.4b). Las columnas son adecuadas cuando el flujo está a temperaturas

muy bajas. • Tapa con fuelle de estanqueidad (fig. 5.4c) para temperaturas de servicio entre 20 y 450° C. • Tapa con aletas de radiación (fig. 5.4d) circulares o verticales que pueden trabajar entre 20° a 450° C,

recomendándose por encima de los 350° C, la válvula se monte invertida para facilitar el enfriamiento de la empaquetadura. 9

Empaquetadura. protección entre vástago que tiene impedir que el fluido se escape a través de la tapa.

Caja de la tapa y el por función

La caja de empaquetadura de la válvula consiste en unos anillos de estopada comprimidos por medio de una tuerca (fig. 5.5 a) o bien mediante una brida de presión regulable con dos tuercas (fig. 5.5 b). La empaquetadura puede ser apretada manualmente de modo periódico o bien puede ser presionada elásticamente por un muelle apoyado interiormente en la tapa (fig. 5.5).

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La empaquetadura normal puede ser de aros de teflón, de sección en V, comprimidos con un resorte con la ventaja de que el teflón es auto lubricante y no necesita engrase. Cuando el fluido y las condiciones de servicio no permiten el empleo aislado del teflón se utiliza grafito en forma de filamento, laminado y cinta. El grafito sustituyo al amianto que fue dejado de utilizar por razones de salud humana. El grafito tiene un coeficiente de dilatación semejante al metal de vástago, de modo que el choque térmico no es un problema. Su coeficiente de rozamiento es del orden de 7 a 10 veces mayor que el del teflón, por lo que siempre que sea posible debe emplearse éste. No debe permitirse que se inicie una fuga porque es difícil solucionarla después. El grafito en presencia de humedad puede dar lugar a una severa corrosión galvánica del vástago, con lo que pueden presentarse fugas cuando el vástago empieza a moverse. En los casos en que el fluido es tan tóxico que debe impedirse su fuga a través de la estopada y por alguna razón no deben emplearse los fuelles de estanqueidad, se utilizan empaquetaduras dobles (fig. 5.5 c) fondos collarines de lubricación. Esta disposición permite la inyección de gas inerte. Incluso, si partes pequeñas del fluido se fugan, pueden recuperarse por succión a través de dichos collarines. Existen diversos tipos de empaquetaduras según sean las presiones y temperaturas de trabajo y el tipo de fluido. En la tabla 5.1 puede verse una guía de selección.

Las fugas de las empaquetaduras más usuales (aros de teflón en V, etc.) se deben ala pérdida de la carga axial debida al desgaste, y al choque térmico por los diferentes coeficientes de dilatación del acero del vástago y del material de la empaquetadura (el teflón 10 veces más que el acero). En las válvulas normales, la carga axial se mantiene apretando periódicamente la empaquetadura, lo que aparte de un mantenimiento más caro, comporta un mayor rozamiento de la estopada, con el correspondiente aumento de la histéresis y la zona muerta de la válvula y un empeoramiento del control. Los nuevos sistemas de estopadas contienen aros de perfluorelastómero (PFE) 11

alternado con aros de teflón rellenos con fibra de grafito. Mientras que la estopada clásica de aros de teflón muestra fugas mayores de 500 ppm después de ser sometida a 10.000  –  40.000 ciclos, la nueva estopada después de 250.000 ciclos (3 años de funcionamiento) se mantiene todavía muy por debajo de las 500 ppm. El mantenimiento normal de las válvulas con empaquetadura estándar consiste en inspecciones cuatrimestrales y en un programa activo de mantenimiento de las válvulas que manejan fluidos orgánicos volátiles. Con las nuevas empaquetaduras, si se llega como máximo a fugas mayores de 500 ppm en sólo el 0.5 % de las válvulas de la planta, la norma de aire limpio permite efectuar únicamente inspecciones anuales. Cuerpo. El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del fluido sin pérdidas, tener un tamaño adecuado para el caudal que debe controlar y ser resistente a la erosión o corrosión producidas por el fluido.

Bridas.  Aquí se realiza la conexión del cuerpo de la válvula con la tubería. Las bridas están normalizadas de acuerdo con las presiones y temperaturas de trabajo en l as normas DIN y ANSI. Obturador . Es quien realiza la función de control de paso del fluido y puede actuar en su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Asiento. Junto con el obturador forman el “corazón de la válvula” al controlar el caudal gracias al orificio de paso variable que forman al variar su posición relativa, y que además tienen la misión de cerrar el paso del fluido.

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13

Cuadro de Doble entrada. 5.1 Generalidades Ideas (Texto original del autor consultado).

Concepto general

Importancia como el elemento primario

Reflexión (Comentarios del equipo sobre las ideas del autor) En este punto de la investigación, como se expresa en los textos anteriores, nos dice que la válvula juega uno de los papeles más importantes dentro de los procesos generalmente industriales, sin embargo su finalidad es variar el caudal del fluido, que al mismo tiempo modifica la variable de medida de esta forma se comporta como un orificio de área continuamente variable.

Esta misma válvula tiene tanta importancia dentro del bucle de control, de tal manera que la importancia es como un elemento principal o un elemento primario, el transmisor y el controlador.

El objetivo del servomotor es accionar el movimiento del vástago y así mismo de igual manera el movimiento del obturador, de tal manera que puede ser neumático, 14

eléctrico, hidráulico y digital, pero cabe remarcar que los más usados son, el neumático y el eléctrico.

Elementos de la válvula de control:

Servomotor.

Vástago.

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 Ahora hablemos del servomotor neumático,  si bien sabemos viene siendo un pistón o un diafragma con un resorte que trabaja entre los 3 y 15 psi. El mecanismo funciona de manera que se ejerce una presión al diafragma o pistón de tal forma que el resorte se comprime, con el objetivo de llegar a un equilibrio entre la fuerza aplicada al diafragma y el aire dentro que se contiene con la presión en el resorte. En cambio el servomotor eléctrico  en este caso funciona con un tren de engranajes, este motor eléctrico, está asociado el vástago de la válvula, con un tiempo de un 1 minuto que hace pasar la válvula de abierta a cerrada y de modo viceversa. Como lo dije anteriormente un vástago, se utiliza para unir al obturador con el servomotor. De esta manera este mecanismo dispone a señalar la apertura a cierre de una válvula.

La tapa de la válvula de control.

Cuerpo.

Bridas.

16

La válvula tiene una tapa de control que tiene un objetivo que es unir al cuerpo al servomotor, y al mismo tiempo desliza el vástago del obturador accionado por el motor. Y por cierto existe una caja que protege la parte entre la tapa y el vástago que tiene por función impedir que el fluido se escape a través de la tapa, esta caja de protección se llama empaquetadura. La caja de empaquetadura de la válvula consiste en unos anillos de estopada comprimidos por medio de una tuerca o bien mediante una brida de presión regulable con dos tuercas. Cuando nos referimos al cuerpo, nos referimos al cuerpo de la válvula, sin embargo este cuerpo debe resistir la temperatura y presión del fluido, pero también debe tener la medida adecuada para el caudal que se necesita controlar. Resistente a la erosión y corrosión del mismo fluido. Las bridas es la parte en la que se conecta el cuerpo de la válvula misma con la tubería y debido a las normalizaciones esta bridas deben ser adecuadas a las presiones y temperaturas de la tubería respectivamente donde pasa el fluido.

Obturador

El obturador es el encargado de realizar el un control de paso del fluido, de manera que puede actuar sobre su mismo eje o bien tener un movimiento rotativo. Y existe un asiento que se adapta a mismo obturador y  juntos formas lo que se le conoce como “el corazón de la válvula” al controlar el caudal mediante un orificio

pero también pueden llegar a cerrar el paso del fluido. 5.2 Tipos Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador. Las válvulas de movimiento lineal, en las que el obturador se mueve en la dirección de su propio eje se clasifican como se especifica a continuación. Válvula de globo. Puede verse en las figuras 5.8 a, b y c siendo de simple asiento, de doble asiento y de obturador equilibrado respectivamente. Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto, se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa quelas fugas en posición de ci erre sean mínimas. El cierre estanco se logra con obturadores provistos de una arandela de teflón. En la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento. Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. En posición de cierre las fugas son mayores que en una válvula de simple asiento.

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Válvula en ángulo. Esta válvula presentada en la figura 5.9, 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. El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan (flashing), para trabajar con grandes presiones diferenciales y para los fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Válvula de tres vías. Este tipo de válvula se emplea generalmente para mezclar fluidos  –válvulas mezcladoras (fig. 5.10 a)o bien para derivar de un flujo de entrada de dos de salida  –válvulas diversoras (fig. 5.10 b). Las válvulas de tres vías intervienen típicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

Válvula de jaula. Consiste en un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados en las características de caudal deseadas en la válvula (fig. 5.11). Se caracterizan por el fácil desmontaje del obturador y porque éste puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presión 18

diferencial favoreciendo la estabilidad del funcionamiento. Por este motivo, este tipo de obturador equilibrado se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. Como el obturador esta contenido dentro de la jaula, la válvula es muy resistente a las vibraciones y al desgaste. Por otro lado, el obturador puede disponer de aros de teflón que, con la válvula en posición cerrada, asientan contra la  jaula y permiten lograr así un cierre hermético.

Válvula de compuerta. Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano, o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Por su disposición es adecuada generalmente para control todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo de fluido cuando está en posición de apertura total (fig. 5.12).

Válvula en Y. 19

En la fig. 5.13 puede verse su forma. Es adecuada como válvula de cierre y de control. Como válvula todo -nada se caracteriza por su baja pérdida de carga y como válvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de auto drenaje cuando está instalada con un cierto ángulo. Se emplea usualmente en instalaciones criogénicas.

Válvula de cuerpo partido. Esta válvula (fig. 5.14) es una modificación de la válvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes entre las cuales está presionado el asiento. Esta disposición permite una fácil sustitución del asiento y facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la industria alimentaria.

Válvula Saunders. 20

En la válvula Saunders (fig. 5.15), 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. La válvula se caracteriza porque el cuerpo puede revestirse fácilmente de la goma o de plástico para trabajar con fluidos agresivos. Tiene la desventaja de que el servomotor de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en procesos químicos difíciles, en particular en el manejo de fluidos negros o bien en el control de fluidos conteniendo sólidos en suspensión.

Válvula de compresión. Esta válvula funciona mediante el pinzamiento de dos o más elementos flexibles, por ejemplo, un tubo de goma. Igual que las válvulas de diafragma se caracterizan porque proporcionan un óptimo control en posición de cierre parcial y se aplican fundamentalmente en el manejo de fluidos negros corrosivos, viscosos o conteniendo partículas sólidas en suspensión (ver figura 5.16). Las válvulas en las que el obturador tiene un movimiento circular se clasifican como se detalla a continuación

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Las válvulas de movimiento circular se clasifican de la si guiente forma: Válvula de obturador excéntrico rotativo. Consiste en un obturador de superficie esférica que tiene un movimiento rotativo excéntrico y que está unido al eje de giro por uno de los dos brazos flexibles (fig. 5.17). El eje de giro sale al exterior del cuerpo y es accionado por el vástago de un servomotor. El par de éste es reducido gracias al movimiento excéntrico de la cara esférica del obturador. La válvula puede tener un cierre estanco mediante aros de teflón dispuestos en el asiento y se caracteriza por su gran cantidad de caudal, comparable a las válvulas mariposa y a las de bola y por su elevada pérdida de carga admisible. Figura 5.17. Válvula de obturador excéntrico rotativo.

Válvula de obturador cilíndrico

excéntrico.

Esta válvula (fig. 5.18) tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asi enta el obturador. Es adecuada para fluidos corrosivos y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.

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Válvula de mariposa. El cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular (fig. 5.19). La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje de giro del disco y ejerce su par máximo cuando la válvula está totalmente abierta (en control todonada se consideran 90° y en control continuo 60°, a partir de la posición de cierre ya que la última parte del giro es bastante inestable), siempre que la presión diferencial permanezca constante. En la selección de la válvula es importante considerar las presiones diferenciales correspondientes a las posiciones de completa apertura y cierre; se necesita una fuerza grande del actuador para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada. Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión.

Válvula de bola. El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de esfera o de bola (de ahí su nombre) (fig. 5.20a). La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que fija la cueva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. El cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula está cerrada. En posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño de la tubería. La válvula de bola se emplea principalmente en el control de caudal de fluidos negro, o bien en fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión. Una válvula de bola típica es la válvula de macho (fig. 5.20b) que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro 23

de 90°. Se utiliza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de caudal.

Válvulas de flujo axial. Las válvulas de flujo axial consisten en un diafragma accionado neumáticamente qué mueve un pistón, el cual a su vez comprime un fluido hidráulico contra el obturador formado por un material elastómero. De este modo, el obturador se expande para cerrar el flujo anular del fluido. Este tipo de válvulas se emplea para gases y es especialmente silencioso. Otra variedad de la válvula de flujo axial es la válvula de manguito, que es accionada por compresión exterior del manguito a través del un f luido auxiliar a una presión superior a la del propio fluido. Se utiliza también para gases (ver fig. 5.21). Figura 5.21. 5.2.1 Válvulas lineales y rotativas. Válvula rotativa de 3 vías PN6

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Válvula rotativa de 4 vías PN6

Válvulas de bola de control de dos vías, PN25, DN15-50, VBG2

Válvulas de bola de control de tres vías, PN25, DN15-50, VBG3

Válvula de mariposa DN25.200

25

Válvula rotativa de 3 vías PN6

Para el suministro de agua, en calefacción y aire acondicionado; para agua caliente/fría de calidad según VDI2035; mezclas de agua y glicol al 50%.

Modelo de válvula Tipo de válvula Fluido Materiales Estanqueidad ngulo rotación Temp. medio Pr. estática Baja Dif. P

26

3-v rotativa mezcl. agua cuerpo de hierro fundido, partes internas cromadas doble junta teórica 90 o 2 ... 130 oC PN6 40 kPa

Rosca interna DR-GMLA

Diám. nominal

Valor Máx. Dif. Par para Dif. P Par para Dif. P Kvs P máx bajo

mm

27

kPa

Nm

Nm

Tipo de conexión

Type

15

2,5

100

20

20

rosca interna DR15-2GMLA

15

4

100

20

20

rosca interna

DR15GMLA

20

6,3

100

20

20

rosca interna

DR20GMLA

25

10

100

20

20

rosca interna

DR25GMLA

32

16

100

20

20

rosca interna

DR32GMLA

40

25

100

20

20

rosca interna

DR40GMLA

Bridas DR-GFLA Diám. nominal

Valor Máx. Dif. Par para Dif. P Par para Dif. P Kvs P máx bajo

mm

28

kPa

Nm

Nm

Tipo de conexión

Type

20

6,3

100

20

20

bridas DIN2531 DR20GFLA

25

10

100

20

20

bridas DIN2531 DR25GFLA

32

16

100

20

20

bridas DIN2531 DR32GFLA

40

25

100

20

20

bridas DIN2531 DR40GFLA

50

40

100

20

20

bridas DIN2531 DR50GFLA

65

63

100

20

20

bridas DIN2531 DR65GFLA

80

100

100

30

20

bridas DIN2531 DR80GFLA

100

160

100

40

30

bridas DIN2531 DR100GFLA

125

250

70

40

30

bridas DIN2531 DR125GFLA

150

630

50

40

40

bridas DIN2531 DR150GFLA

200

1000

50

40

40

bridas DIN2531 DR200GFLA1

Válvula rotativa de 4 vías PN6

Para el suministro de agua, en calefacción y aire acondicionado; para agua caliente/fría de calidad según VDI2035; mezclas de agua y glicol al 50%.

Modelo de válvula Tipo de válvula Fluido Materiales Estanqueidad ngulo rotación Pr. estática

Rosca interna

29

ZR 4-v rotativa mezcla. agua cuerpo de hierro fundido, partes internas cromadas doble junta tórica 90 o PN6

ZR-MA Diám. Valor Máx. Par para Dif. Baja Par para Dif. Temp. nominal Kvs Dif. P P máx Dif. P P bajo medio mm

kPa

Nm

kPa

Nm

oC

Tipo de Type conexión

15

4

100

20

80

20

2 ... 130

rosca interna

ZR15MA

20

6,3

100

20

80

20

2 ... 130

rosca interna

ZR20MA

25

10

100

20

80

20

2 ... 130

rosca interna

ZR25MA

32

16

100

20

80

20

2 ... 130

rosca interna

ZR32MA

40

25

100

20

70

20

2 ... 130

rosca interna

ZR40MA

Bridas ZR-FA Diám. nominal 30

Valor Máx. Par para Baja Par para Kvs Dif. P Dif. P máx Dif. P Dif. P

Temp. medio

Tipo de conexión

Type

bajo mm

31

kPa

Nm

kPa

Nm

oC

25

10

100

20

80

20

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR25FA

32

16

100

20

80

20

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR32FA

40

25

100

20

70

20

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR40FA

50

40

100

20

100

20

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR50FA

65

63

100

20

100

20

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR65FA

80

100

100

30

100

30

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR80FA

100

160

80

30

80

30

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR100FA

125

250

50

30

50

30

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR125FA

150

400

40

30

40

30

2 ... 130

bridas DIN2531

ZR150FA

200

630

30

30

30

30

2 ... 110

bridas DIN2531

ZR200FA

Válvulas de bola de control de dos vías PN25, DN15-50, VBG2 Válvulas de bola de control Las válvulas de control de bola VBG pueden gestionar agua caliente y fría con soluciones de glicol hasta un 50% según VDI2035 en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HAVAC) con funcionamiento todo/nada o modulante. Las válvulas tienen un cartucho de control de flujo. La característica es de igual porcentaje. Fluido Materiales Estanqueidad ngulo rotación Temp. medio Pr. estática 32

agua cuerpo de latón, vástago de latón, bola de latón cromado, control de flujo de inserción Noryl untas de asiento de teflón con juntas tóricas de EPDM 90 o 5 ... 120 oC PN25

Tipo de conexión Tipo de válvula

r. ext asiento plano 2-v

Válvulas DN15.32; suministradas con un adaptador MVNAAA para actuadores MVN

33

Diám. nominal

Diámetro de conexión

Valor Kvs

Pres. cierre

Type

mm

pulgadas

15

G1

0,25

890

VBG2-15-0.25

15

G1

0,4

890

VBG2-15-0.4

15

G1

0,63

890

VBG2-15-0.63

15

G1

1

890

VBG2-15-1

15

G1

1,6

890

VBG2-15-1.6

15

G1

2,5

890

VBG2-15-2.5

15

G1

4

890

VBG2-15-4

15

G1

6,3

890

VBG2-15-6.3

20

G1¼

4

890

VBG2-20-4

20

G1¼

6,3

890

VBG2-20-6.3

20

G1¼

8,6

890

VBG2-20-8.6

25

G1½

6,3

680

VBG2-25-6.3

25

G1½

10

680

VBG2-25-10

kPa

25

G1½

16

680

VBG2-25-16

25

G1½

25

680

VBG2-25-25

32

G2

16

680

VBG2-32-16

VBG2-32-25 32 G2 25 680 Válvulas DN40, DN50; suministradas con un adaptador 5112-51 para actuadores M60, M70 Diám. nominal

Diámetro de conexión

Valor Kvs

Pres. cierre

Type

mm

pulgadas

40

G 2 1/4

25

680

VBG2-40-25

40

G 2 1/4

40

680

VBG2-40-40

50

G 2 3/4

40

680

VBG2-50-40

50

G 2 3/4

63

680

VBG2-50-63

kPa

Accesorios para válvulas DN15..32 Descripción Referencia Racor rosca interna para VBG válvula DN15, tamaño de tubería Rp 1/2" AC-15TF-1 Racor rosca interna para VBG válvula DN20, tamaño de tubería Rp 3/4" AC-20TF Racor rosca interna para VBG válvula DN25, tamaño de l a tubería Rp 1" AC-25TF Racor rosca interna para VBG válvula DN32, tamaño de la tubería Rp 1 AC-32TF 1/4" 5112-19/U Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN15, DN20 34

5112-20/U Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN25, DN32 Recambio de adaptador para válvula perfil estándar, para válvulas VBG, MVNAAA/U DN15..DN32 Accesorios para válvulas DN40, DN50 Descripción Referencia Racor rosca interna para válvula VBG DN40, tamaño de tubería Rp 1 1/2" AC-40TF AC-50TF Racor rosca interna para válvula VBG DN50, tamaño de tubería Rp 2" Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN40, DN50 5112-21/U 5112-51/U Enlace para válvulas VBG DN40, DN50 con M6061, M7061

Válvulas de bola de control de tres vías, PN25, DN15-50, VBG.

Las válvulas de control de bola VBG pueden gestionar agua caliente y fría con soluciones de glicol hasta un 50% según VDI2035 en calefacción, ventilación y aire acondicionado (HAVAC) con funcionamiento todo/nada o modulante. Las válvulas tienen un cartucho de control de flujo. La característica es de igual porcentaje. Fluido Materiales Estanqueidad 35

agua cuerpo de latón, vástago de latón, bola de latón cromado, control de flujo de inserción Noryl untas de asiento de teflón con juntas tóricas de EPDM

ngulo rotación Temp. medio Pr. estática Tipo de conexión Tipo de válvula

90 o 5 ... 120 oC PN25 r. ext asiento plano 3-vías mezcladora/diversora

Válvulas DN15..32; suministradas con un adaptador MVNAAA para actuadores MVN

36

Diám. nominal

Diámetro de conexión

Valor Kvs

Pres. cierre Type

mm

pulgadas

15

G1

0,63

340

VBG3-15-0.63

15

G1

1

340

VBG3-15-1

15

G1

1,6

340

VBG3-15-1.6

15

G1

2,5

340

VBG3-15-2.5

15

G1

4

340

VBG3-15-4

15

G1

6,3

340

VBG3-15-6.3

20

G 1 1/4

4

340

VBG3-20-4

20

G 1 1/4

6,3

340

VBG3-20-6.3

20

G 1 1/4

8,6

340

VBG3-20-8.6

25

G 1 1/2

6,3

340

VBG3-25-6.3

25

G 1 1/2

10

340

VBG3-25-10

kPa

25

G 1 1/2

16

340

VBG3-25-16

32

G2

16

270

VBG3-32-16

32

G2

25

270

VBG3-32-25

Válvulas DN40, DN50; suministradas con un adaptador 5112-51 para actuadores M60, M70 Diám. nominal

Diámetro de conexión

mm

pulgadas

40

G 2 1/4

25

680

VBG3-40-25

40

G 2 1/4

40

680

VBG3-40-40

50

G 2 3/4

40

680

VBG3-50-40

50 G2¾ 63 680 Accesorios para válvulas DN15..32 Descripción Racor rosca interna para VBG válvula DN15, tamaño de tubería Rp 1/2" Racor rosca interna para VBG válvula DN20, tamaño de tubería Rp 3/4" Racor rosca interna para VBG válvula DN25, tamaño de la tubería Rp 1" Racor rosca interna para VBG válvula DN32, tamaño de la tubería Rp 1 1/4" Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN15, DN20 Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN25, DN32 Recambio de adaptador para válvula perfil estándar, para válvulas VBG, DN15..DN32

VBG3-50-63

37

Valor Kvs

Pres. cierre

Type

kPa

Referencia AC-15TF-1 AC-20TF AC-25TF AC-32TF 5112-19/U 5112-20/U MVNAAA/U

Accesorios para válvulas DN40, DN50 Descripción Racor rosca interna para válvula VBG DN40, tamaño de tubería Rp 1 1/2" Racor rosca interna para válvula VBG DN50, tamaño de t ubería Rp 2" Conjunto de vástago de válvula de repuesto para VBG, DN40, DN50 Enlace para válvulas VBG DN40, DN50 con M6061, M7061

Válvula de mariposa DN25.200

38

Referencia AC-40TF AC-50TF 5112-21/U 5112-51/U

Para aplicaciones de calefacción, o sistemas de gestión de calderas. Para agua de calefacción con hasta 50% glycol. Posibilidad de otros aditivos, contactar con Honeywell para más información.

Modelo de válvula Tipo de válvula Fluido Materiales Estanqueidad ngulo rotación Pr. estática Tipo de conexión

V5421B mariposa para actuador agua disco rotativo DN25-80 de acero inoxidable 1.4581, DN100-200 fundición dúctil GGG40; protección DeltaMagni EPDM 90 o PN16 Placa

Información adicional

Sin bridas. Actuadores (M6061 .., .. M7061, M6422L1003) deben pedirse por separado.

Diám. nominal Valor Kvs Máx. Dif. P Par para Dif. P máx mm 39

kPa

Nm

Temp. medio oC

Type

25

26

1600

8

-10 ... 120

V5421B1009

32

26

1600

8

-10 ... 120

V5421B1017

40

50

1600

12

-10 ... 120

V5421B1025

50

116

1000

12

-10 ... 120

V5421B1033

65

259

1000

15

-10 ... 120

V5421B1041

80

377

1000

25

-10 ... 120

V5421B1058

100

763

800

40

-10 ... 120

V5421B1066

125

1030

600

40

0 ... 90

V5421B1074

150

1790

400

40

0 ... 90

V5421B1082

200

3460

300

60

0 ... 90

V5421B1090

Piezas de repuesto Descripción Set de acoplamiento DN25-150 Consola Universal

40

Referencia VCU-SET VCO2

Válvulas Rotativas. Válvulas rotativas BL-BLX Las válvulas rotativas BL y BXL con entrada agrandada han sido diseñadas por DMNWESTINGHOUSE para numerosas aplicaciones en el transporte neumático y dosificación de productos pulverulentos y granulados. Gracias al diseño modular esta amplia y flexible gama de válvulas dispone de múltiples configuraciones diferentes utilizando componentes estándar. Las válvulas BXL con entrada agrandada están específicamente diseñadas para aplicaciones en las que el tamaño de entrada es más importante que la capacidad o en general para el manejo de productos con una baja fluidez. Esta válvula también está disponible con entrada extra grande: tipo BXXL. La gama de válvulas BL Dairy incluye modelos que cumplen la normativa USDA Dairy y versiones conforme a la directiva EC 1934/2004 para uso sanitario en la industria alimentaria y farmacéutica. Estas válvulas en acero inoxidable son fácilmente extraíbles en pocos minutos y cumplen con los más altos estándares higiénicos. Tanto las válvulas BL como las BXL están disponibles opcionalmente en ejecución MZC con guías de soporte para poder extraer fácilmente la tapa y el rotor sin dañar la carcasa. Las válvulas MZC se desmontan fácilmente en pocos minutos. Las válvulas BL están disponibles en 6 tamaños consecutivos desde 150 a 350. En los tamaños más grandes (400-500) las válvulas se suministran con entradas y salidas cuadradas (tipo GOS). Las válvulas BXL están disponibles en 4 tamaños desde 200 a 350, con una capacidad del rotor de 5,5 a 34 litros por revolución con un coeficiente de llenado del 100%. El tamaño de las BXL se corresponde con las dimensiones de la brida de entrada. Los tamaños de la válvula BXXL están disponibles a petición. • • • • • 41

Alto coeficiente de llenado Boca de entrada en ángulo Mínima pérdida de aire Modelos a prueba de explosiones disponibles hasta 10 Soluciones para cada tipo de exigencia Bridas taladradas según PN10, ANSI 150lbso JIS Versiones a prueba de llamas para productos St2 •

bar

g

Versiones conformes a ATEX 2014/34/EU • Versiones fácilmente extraíbles • Información del producto Las válvulas BL se suministran en acero inoxidable 316, fundición de hierro y aluminio. Las válvulas BXL están disponibles en acero inoxidable 316 y aluminio. Variantes con recubrimiento en níquel, cromo y tungsteno también están disponibles para ambos modelos. El rotor estándar tiene 9 paletas fijas y dispone opcionalmente de varias configuraciones como p.ej. paletas ajustables, capacidad reducida, rotor festoneado, discos finales, etc. Gracias a una planta de fabricación de última generación se consigue fácilmente una elevada precisión y tolerancias ajustadas. Las tapas tienen rodamientos externos, lubricados y sellados de por vida. Además hay disponibles ocho tipos diferentes de sellados para el eje. Los modelos estándar son idóneos para una temperatura hasta 150 °C y una presión diferencial máxima de 2 bar. También hay disponibles configuraciones certificadas resistentes a golpes de presión y a prueba de llamas para productos St2. Todos los modelos garantizan una pérdida optima de aire a través de grandes orificios de venteo, siendo estándar en la versión en fundición de hierro pre taladrada y tapada, y opcional en acero inoxidable y aluminio. DMNWESTINGHOUSE utiliza motor reductores SEW como estándar, a petición pueden ser utilizados otros accionamientos. Aunque se tiene preferencia por la transmisión directa, también se puede suministrar una transmisión por cadena, por aire o hidráulica. Tamaño Tipo BL 150 175 200 250 300 350 Tamaño Tipo BXL 200 250 300 350 L/rev* 2,5 5,5 10,5 19 34 58 * con coeficiente de llenado del 100% Válvulas lineales y rotativas. Válvula Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas se pueden controlar manuales, eléctricas, neumáticas, mecánicas, hidráulicamente por combinaciones de dos o más de estos métodos. Los factores que determinan el método de 42

control incluyen el propósito de la válvula, el diseño y el propósito del sistema, la localización de la válvula dentro del sistema, y la disponibilidad de la fuente de energía.



Válvula de control

La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo 

Actuador

El actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápidas actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte.



Cuerpo de la válvula

Está provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una s erie de accesorios. La unión entre l a válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador.



43

Tipos de válvulas.

Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Por la operatividad del obturador de la válvula. La forma como se desplaza el obturador define la geometría y modo de funcionamiento de la válvula. Las válvulas pueden clasificarse según diferentes características: 

Válvulas lineales. (válvulas de movimiento lineal)

El vástago de la válvula empuja el obturador mediante un movimiento lineal directo. La mayoría de estas válvulas están actuadas por un actuador lineal o multigiro (también de movimiento lineal). Generalmente las válvulas lineales pasan a ser de tipo multigiro cuando en vez de ser operadas por un actuador, lo son de forma manual.



Multigiro (válvulas de movimiento lineal)

El obturador se desplaza siguiendo un movimiento lineal provocado por el empuje que hace su eje al girar sobre una rosca. La operación es lenta, pero permite posicionar de forma precisa y estable el obturador, requisito en algunas válvulas de control. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo multigiro.



Tipos de válvulas lineales; válvula de globo.

Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería. Recomendada para:  Estrangulación o regulación de circulación.



 Para accionamiento frecuente.



44

 Para corte positivo de gases o aire.



 Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación. Aplicaciones: Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas. 



Válvula de diafragma.

Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación. Recomendada para:  Servicio con apertura total o cierre total.



 Para servicio de estrangulación.



  Para servicio con bajas presiones de operación. Aplicaciones: Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos.  



Válvulas de compuerta.

La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento. Recomendada para  Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.



45

 Para uso poco frecuente.



 Para resistencia mínima a la circulación.



  Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería. Aplicaciones Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos. 



Válvulas rotativas. (cuarto de giro)

El obturador y eje tienen un giro de 0º a 90º desde la posición totalmente abierta a cerrada. Son válvulas de rápida abertura. Pueden ser operadas manualmente o mediante un actuador tipo cuarto-de-giro.

Tipos de válvulas rotativas; válvula de bola. Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto. Recomendada para:  Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.



 Cuando se requiere apertura rápida.



 Para temperaturas moderadas.



46

  Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación. Aplicaciones Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.  



válvula mariposa.

La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación. Recomendada para:  Servicio con apertura total o cierre total.



 Servicio con estrangulación.



 Para accionamiento frecuente.



 Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.



  Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería. Aplicaciones Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión. 



Válvula tipo plug.

La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un tapón cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°. Recomendada para:  Servicio con apertura total o cierre total.



47

 Para accionamiento frecuente.



 Para baja caída de presión a través de la válvula.



 Para resistencia mínima a la circulación.



 Para cantidad mínima de fl uido atrapado en la tubería. Aplicaciones



5.2.2 Válvulas de apertura rápida. Una válvula es un sistema de regulación o de control de fluidos. Una válvula es tan compleja que puede variar su uso desde una tubería de agua potable en un edificio hasta una gran reguladora de presión en industrias. Las válvulas están pensadas para controlar el paso de un fluido por una conducción. Una válvula no se entiende sin una misión concreta. Una válvula de retención tiene varias utilidades, la más importante es proteger las bombas de impulsión o aspiración de agua. Son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenada en un depósito. Las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada

48

Clasificación de las válvulas de apertura lenta: Compuestas en general por un vástago de tornillo, el cual debe ser girado varias veces para abrir totalmente la compuerta. Permiten un tiempo de llenado de la cañería. Las válvulas de apertura lenta más usadas son esclusa, globo, Saunders, de aguja y de diafragma. Válvulas de apertura rápida: son aquellas en las que un solo golpe produce el cambio total de su sentido. Generalmente casi todas estas válvulas pasan de totalmente cerradas a totalmente abiertas en ¼ de vuelta (90*). Las válvulas de apertura rápida más conocidas son macho tapón lubricado, de mariposa, de bola y de retención.

Tipos de válvulas de apertura rápida. Válvula macho tapón lubricado (MTL). Es una válvula que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90*. Como lubricante para evitar la fuga de fluidos como gas se utiliza grafito. Cuando la presión es muy grande el lubricante es grasa grafiada, la cual fluye por pequeños conductos del cono hacia la superficie. Tipos de válvulas de apertura rápida. Válvula de mariposa.

49

Se trata de una válvula para colocar entre bridas que ajustan entre sí. El cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circula. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo. Tipos de válvulas de apertura rápida Válvula de bola Esta válvula es pequeña y tiene bajo coste, por lo cual es muy utilizada en la industria. El cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador en forma de esfera o de bola (de ahí su nombre). La bola tiene un corte adecuado (usualmente en V) que gira transversalmente accionada por un actuador exterior. Válvula de retención. También conocidas como antirretorno, de reflujo, de charnela, de aleta, o de pie, sirven impedir el flujo inverso en la línea una vez que a parado la bomba o, posiblemente, en el caso de que se produzcan fugas. Las válvulas de retención en la línea de salida desempeñan un valioso cometido al prevenir las contrapresiones súbitas y el consiguiente riesgo de golpe de ariete y la fractura de tubos. La válvula de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Su movimiento podrá ser lineal o rotativo dependiendo del diseño de la válvula. Cabe decir que el cuerpo de la válvula debe estar realizado en un material resistente, capaz de resistir la presión máxima posible en la línea a la vez que garantiza la hermeticidad del dispositivo. Son indispensables en la industria de control.

50

51

5.2.3 Válvulas isoporcentuales. Introducción Las válvulas han existido a lo largo de la historia, permitiendo regular pasos de fluidos. Con la creciente complejidad de los procesos de producción hemos visto como estos instrumento de control han sido transformado generalmente en apartaros que controlan de forma automática, sin necesitar la presencia de un personal humano para que puedan llevar a cabo todos sus funcionamiento. Válvulas Isoporcentuales. Válvula Podría definirse una válvula como un dispositivo mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Válvula de control. La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Válvulas de Control Partes de una Válvula de Control Actuador. Los actuadores constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte. Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago. Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría de los actuadores se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg², produzca un desplazamiento del vástago igual al 100% del total de la carrera. Cuerpo de la válvula: Este está provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador. 52

Características del Caudal Inherente  Algunos componentes de una válvula determinan determinan las características de muchos de sus parámetros. parámetros. El Obturador y el asiento constituyen el corazón de la válvula, al controlar el caudal gracias al orificio de paso variable que forman al variar su posición relativa, y que además tienen la misión de cerrar el paso del fluido. El obturador determina la característica de caudal de la válvula; es decir, la relación que existe entre la posición del obturador y el caudal de paso del fluido. La característica de un fluido incompresible fluyendo en condiciones de presión diferencial constante a través de una válvula, se denomina característica de caudal inherente y se representa usualmente considerando como abscisas la carrera del obturador y como ordenadas el porcentaje de caudal máximo bajo una presión diferencial constante. Tipos de Válvulas Los fabricantes de válvulas pueden darle la forma a la Curva característica de una válvula mediante el arreglo de la forma como cambia el área del orificio de la válvula con la posición de la válvula. Los tres tipos de válvulas más comúnmente utilizadas son las denominadas de Abertura Rápida, Lineal e isoporcentual. Según las características de sus curvas Representación de un caudal inherente Tipos de Válvulas Válvula de Tipo Abertura Rápida La válvula de abertura rápida no es útil para la regulación de flujos porque la mayor parte de la variación del coeficiente de la válvula se realiza en el tercio inferior del desplazamiento de la válvula. Se desarrolla muy poca variación en el coeficiente de la válvula en un tramo considerable del recorrido de la válvula. Las válvulas de abertura rápida son apropiadas para válvulas de alivio y para sistemas de control de dos posiciones. Válvula de Tipo Lineal Una válvula es de tipo lineal si la relación entre el factor de capacidad y la posición o abertura es lineal. La válvula de característica lineal produce un coeficiente proporcional a la posición de la válvula. A una abertura, por ejemplo, del 50 % el flujo a través de la válvula es el 50 % de su flujo máximo. Las válvulas de características lineales se utilizan en procesos lineales y en casos en los cuales la caída de presión a través de la válvula no cambia con la variación en el flujo. Válvula de Tipo Igual Porcentaje o isoporcentual Una válvula de igual 53

porcentaje tiene la propiedad de que iguales incrementos en la abertura de la válvula producen iguales aumentos relativos o en porcentajes en el coeficiente de la válvula. Por ejemplo, cuando el flujo es pequeño, el cambio en el mismo (para un cambio incremental) es pequeño; cuando el flujo es grande, el cambio es siempre proporcional a la cantidad que fluye antes del cambio. Se usan en aplicaciones de control de presión en donde; un pequeño porcentaje de la caída del sistema permite el control de la válvula. Según las características de sus curvas Válvulas Isoporcentuales Algunos Modelos de Válvulas Isoporcentules. • MD50 Servomotor para válvula de tres vías de la serie RBK. Para regulaciones a 3 puntos o proporcional en

instalaciones de calefacción. Unión continúa con acoplamiento automático entre el servomotor y la válvula de regulación. Tipo: 3 puntos o proporcional Par: 500 NM. Alimentación: 24 V CA+/-10% 50/60 Hz Tiempo de Ajuste: 22s/m •RB25 Válvula de tres vías mot orizada Opcionalmente y bajo pedido, se puede suministrar con una tapa ciega BK

que las convierte en válvula de dos vías. Máxima temperatura del fluido: 120ºC. PN16. El suministro incluye los racores de conexión roscada hembra. El suministro no incluye el servomotor MD 200 Y. DESCRIPCIÓN: Válvula 3 Vías DN25 KVS10 Algunos Modelos de Válvulas Isoporcentules.

54

5.2.4 Válvulas Solenoide En la mayoría de las aplicaciones de refrigeración es necesario iniciar o detener el flujo en un circuito de refrigerante para controlar automáticamente el flujo de líquidos en el sistema. Para ello se utiliza una válvula solenoide operada eléctricamente Su función esencial es la misma que una válvula de paso operada manualmente pero, como es accionada eléctricamente, se puede instalar en lugares remotos y puede ser controlada por interruptores eléctricos simples. Emerson ofrece una línea completa de válvulas cerradas y abiertas normalmente para aplicaciones que van desde 1/2 ton a 100 tons. Ofrecemos válvulas de acción directa y operadas por piloto. Para las válvulas operadas por piloto hay válvulas de diafragma y pistón. Válvulas Solenoide Industriales Las válvulas solenoides industriales de Emerson se utilizan en las siguientes aplicaciones:  

Control de aplicaciones con aire, agua y vapor. Con líquidos para bucles secundarios como etileno y propilenglicolTyfoxit, Siltherm XLT, HFE, Dowfrost, Pekasol, y Dynalene.

Funciona mejor con material de asiento Buna –N. Válvulas solenoides Normalmente, los cuerpos de las válvulas de solenoide y las válvulas eléctricas se suministran por separado y se combinan posteriormente. Se montan rápidamente y sin necesidad de utilizar herramientas y proporcionan una 55

flexibilidad y disponibilidad de producto óptima. Si es necesario sustituir una bobina, puede hacerlo sin necesidad de detener o drenar el sistema. Las válvulas de solenoide también están disponibles como unidades ensambladas, en caso de que sea necesario.

EV210A, Válvulas solenoides compactas de acción directa 2/2 vías La EV210A abarca una gran variedad de válvulas solenoide de pequeño tamaño, de 2/2 vías y de activación directa que se utiliza en equipos industriales. Su di seño compacto, junto con una amplia gama de bobinas, permite a la EV210A abarcar una gran cantidad de aplicaciones industriales. 2/2 vías Dimensiones compactas  Accionamiento directo DN 1.2 - DN 3.5 G 1/8 a G 1/4 pulgadas Cuerpo de la válvula de latón o acero inoxidable Versiones NC (normalmente cerrada) y NO (normalmente abierta). EV220A, Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías La EV220A es un programa de válvulas de solenoide compactas, de 2/2 vías y servo accionadas de forma indirecta, especialmente diseñadas para su uso en máquinas y equipos con espacio reducido. 2/2 vías Servoaccionada DN 6 - DN 50 G 1/4 a G 2 pulgadas Cuerpo de la válvula de latón Versiones NC (normalmente cerrado) y NO (normalmente abierto) ISO 228/1 o conexión roscada NPT. EV310A, Válvulas solenoides compactas de acción directa 3/2 vías La EV310A abarca una gran variedad de pequeñas válvulas solenoide de 3/2 vías, de accionamiento directo y competitivas, se emplean en aplicaciones industriales como, por ejemplo, en sistemas de válvula piloto. 3/2 vías  Accionamiento directo DN 1,2 - DN 2 G 1/8 a G 1/4 pulgadas Cuerpo de la válvula de latón o acero inoxidable Versiones NC (normalmente cerrada) y NO (normalmente abierta). EV210B, Válvulas solenoides de acción directa 2/2 vías. 56

La EV210B abarca una gran variedad de válvulas solenoide de 2/2 vías y activación directa para usos universales. La EV210B es una gama de válvulas verdaderamente robustas y de alto rendimiento que puede utilizarse en todo tipo de condiciones de trabajo. 2/2 vías Serie de alto rendimiento Accionamiento directo DN 1,5 - DN 25 Cuerpo de la válvula de latón o acero inoxidable Versiones NC (normalmente cerrado) y NO (normalmente abierto) ISO 228/1 G 1/8 a G 1 pulgadas Versión autorizada por UL con conexiones NPT para Norteamérica (EVI).

EV220B (serie 6-22), Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías La EV220B 6-22 es un programa de válvulas solenoide de 2/2 vías, servo accionadas, con conexiones de 1/4” a 1”. Este programa es especialmente apto para instala ciones de fabricantes (OEM) que requieren una solución robusta y velocidades de caudal moderadas. 2/2 vías Servo accionada De DN 6 a DN 22 Cuerpo de la válvula de latón o latón DZR (resistente a la des galvanización) Versiones NC (normalmente cerrada) y NO (normalmente abierta) Conexión roscada ISO 228/1 o NPT (EVSI y E VSI-U) EV220B (serie 15-50), Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías EV220B (serie 15-50), Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías La EV220B 15-50 es un programa de válvulas solenoide universales, servoaccionadas, de 2/2 vías. Cuerpo de la válvula de latón resistente a la desgalvanización y acero inoxidable que garantiza un buen funcionamiento en una gran variedad de aplicaciones. Filtro piloto integrado, tiempo de cierre regulable y carcasas de hasta IP67 que garantizan un rendimiento óptimo, incluso en condiciones de trabajo extremas. 2/2 vías Servoaccionada DN 15 - DN 50 Cuerpo de la válvula disponible en latón, latón DZR (latón resistente a la desgalvanización), bronce de cañón o acero inoxidable Versiones NC y NO ISO 228/1 o conexión roscada NPT (EVSI y EVSI-U) Filtro integrado para proteger el sistema piloto Golpe de ariete amortiguado 57

Disponible ajuste de intervalo de tiempo de cierre EV220B (serie 65-100), Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías La EV220B 65-100 es un programa de válvulas solenoide de 2/2 vías que se utilizan aplicaciones industriales que requieren altas velocidades de flujo. La válvula se ha diseñado con cuerpos de hierro de fundición y conexión con bridas. Su diseño de golpe de ariete amortiguado y filtro piloto integrado garantiza un funcionamiento fiable. 2/2 vías servoaccionada DN 65 - DN 100 Cuerpo de la válvula en hierro de fundición Conexión mediante brida Presión de trabajo hasta 10 bares Temperatura máxima del medio: 90° C EV224B, Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías para altas presiones La EV224B es una válvula solenoide de 2/2 vías, servoaccionada de forma indirecta, con una presión de trabajo de hasta 40 bar, temperatura de hasta 60 ºC y disponible en las versiones NC y NO. Filtro piloto integrado estándar, tiempo de cierre regulable, carcasas de hasta IP67 (en función de la bobina), lo que garantiza un funcionamiento fiable y satisfactorio. Para equipos de aire de alta presión de hasta 40 bares 2/2 vías servoaccionada DN 15 - DN 25 Versiones NC y NO Cuerpo de la válvula de latón Filtro integrado para protección del sistema piloto Basado en la tecnología probada EV220B. EV250B, Válvulas solenoides 2/2 vías con elevación asistida EV250B con elevación asistida puede operar desde cero y presión diferencial de hasta 10 bar, es especialmente para uso en circuitos cerrados con baja presión diferencial. EV250B es compatible con el amplio programa de bobina de Danfoss con gabinetes desde IP00 hasta IP67. EV260B, Válvulas solenoides proporcionales servoaccionadas de 2 vías La EV260B es un programa de válvulas de solenoide de 2 vías servoaccionadas (proporcionales) con conexiones de 1/4 a 3/4 pulgadas. Mediante la regulación continua de la intensidad de la bobina, la armadura puede colocarse en cualquier posición en el tubo de armadura y así la válvula quedará ajustada en cualquier posición entre totalmente cerrada y totalmente abierta. La válvula está totalmente abierta cuando la corriente de la bobina alcanza su máximo valor. 58

Proporcional (moduladora) Para la regulación continua de flujo 2 vías Servoaccionada DN 6 - DN 20 Tiempo de reacción reducido Curva característica lineal en todo el rango de regulación Se cierra en caso de una caída de alimentación (función a prueba de fallos)

EV310B, Válvulas solenoides de accionamiento directo 3/2 vías La EV310B abarca una gran variedad de válvulas solenoide de 3/2 vías de activación directa para usos universales. La EV310B es un programa de válvulas realmente robustas y de alto rendimiento que pueden utilizarse en todo tipo de condiciones de trabajo adversas. Las bobinas de tipo clip-on no pueden utilizarse en el programa EV310B. 3/2 vías Accionamiento directo DN 1,5 - DN 3,5? Cuerpo de la válvula de latón Conexiones de rosca (G 1/8 a G 3/8 pulgadas) o con bridas (32x32 mm) Versiones NC (normalmente cerrado) y NO (normalmente abierto) Versiones con apertura manual. EV215B, Válvulas solenoides de accionamiento directo 2/2 vías para vapor. El programa EV215B es una válvula de solenoide de 2/2 vías de activación directa diseñadas para utilizarse en aplicaciones con vapor. El diseño se basa en el concepto habitual de Danfoss para válvulas de alto rendimiento de activación directa, pero con una placa de válvula de PTFE para garantizar un funcionamiento de alta fiabilidad, incluso aunque se utilicen con vapor contaminado. 59

Cuerpo de la válvula de acero inoxidable para garantizar una vida útil prolongada, incluso aunque se utilicen con vapores agresivos. Las bobinas tipo BB, BQ y BN pueden utilizarse con la válvula EV215B,dando un amplio y flexible rango de productos para temperaturas de 140ºC, 160ºC y 185ºC 2/2 vías Especialmente diseñada para equipos de vapor  Accionamiento directo DN 3 G 1/4 pulgadas Cuerpo de la válvula de acero inoxidable Sólo versión NC Versión ISO 228/1 o con certificación UL con conexión NPT para Norteamérica (EVSIS / UL) EV225B, Válvulas solenoides servoaccionadas 2/2 vías para vapor. La EV225B es una válvula solenoide de 2/2 vías, servoaccionada, y diseñada para utilizarse en equipos de vapor. El diseño está basado en un concepto de diafragma PTFE, que garantiza un funcionamiento fiable, incluso en contacto con vapor contaminado. Cuerpo de la válvula de latón resistente a la desgalvanización y asientos de la válvula de acero inoxidable para garantizar una vida útil prolongada, incluso en contacto con vapores agresivos. El tipo de bobina BR puede utilizarse en el EV225B. 2/2 vías Específicamente diseñada para equipos de vapor Servoaccionada DN 6 - DN 25 G 1/4 a G 1 pulgadas Cuerpo de la válvula de latón DZR (resistente a la desgalvanización) NC (normalmente cerrado) 60

Cuerpo en latón DZR, orificio en acero inoxidable. Versión en NPT con aprobación UL para Norte América (EVSIS) Junta en aflas integrada

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Cuadro de doble entrada. 5.2 Tipos Ideas (Texto original del autor consultado).

Las válvulas pueden ser de varios tipos.

Reflexión (Comentarios del equipo sobre las ideas del autor) En este apartado hablaremos nada más y nada menos que los diversos tipos de válvulas según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador. En este caso, la válvula de globo puede ser ya sea de simple asiento, o también de doble asiento o bien de obturador equilibrado.

Válvula de globo.

Válvula de Angulo.

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De esta misma manera las válvulas de globo de simple asiento son generalmente para actuador de mayor tamaño, de manera que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por otro lado la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado, la fuerza de desequilibrio ejercida por la presión es menor que en la válvula de simple asiento. Esta válvula permite tener un flujo dentro del caudal de manera regular sin excesivas turbulencias, y es muy adecuada en cuanto a la erosión cuando esta

considerable debido al fluido a la excesiva presión diferencial.

Válvula de tres vías.

Válvula de jaula.

Válvula de compuerta.

Cuando se trata de mezclar fluidos, esta es la válvula que se utiliza generalmente, o bien cuando tenemos un flujo de entrada y dos de salida.

En este caso de la válvula de jaula, sus ventajas es que tiene un fácil desmontaje del obturador, de manera que esté tiene orificios que eliminan el desequilibrio de las fuerzas producido por la misma presión así mismo de esta manera favorece en gran parte a su estabilidad de su funcionamiento.

Esta válvula trabaja de manera que se mueve verticalmente con un disco plano al cierre al flujo del fluido. En estos tipos de válvulas, existe una válvula que recibe el nombre de válvula de bola; esta válvula tiene un cuerpo de manera esférica en la cavidad interna, que alberga un obturador de forma de esfera o de bol a. También en este apartado también están las válvulas

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5.2.1. Válvulas lineales y rotativas.

de mariposa, en este caso en el cuerpo de la válvula existe un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular, entonces bien, la válvula tiene la capacidad de cerrar herméticamente mediante un anillo de goma. Las válvulas rotativas se utilizan generalmente para el suministro de agua, en calefacción y aire acondicionado; para agua caliente/fría. Las válvulas de control de bola VBG pueden gestionar agua caliente y fría con soluciones de glicol hasta un 50%. Existen las válvulas de bola de control de dos y de tres vías. Y por último las válvulas de mariposa pueden ser utilizadas para aplicaciones de calefacción, o sistemas de gestión de calderas. Las válvulas lineales, cabe mencionar que en estas válvulas el vástago empuja o mueve al obturador de manera lineal directa. La mayoría de estas válvulas están actuadas por un actuador lineal o multigiro. Un ejemplo de las válvulas lineales puede ser la válvula de globo (como se menciona en este mi smo apartado)

Dentro de la clasificación de las válvulas de apertura 64

rápida, tenemos las válvula macho tapón lubricado (MTL). Como su nombre lo indica la válvula consta de un macho de forma cilíndrica o troncocónica que tiene un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería.

5.2.2 Válvulas de apertura rápida.

También existen las válvulas de mariposa, esta válvula se trata de colocar entre bridas de manera que se ajusten una con otra. El cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circula. La válvula puede cerrar herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo.

Y por ultimo tenemos una válvula de retención, también conocida como válvula de anti retorno, sirven impedir el flujo inverso en la línea una vez que ha parado la bomba o, posiblemente, en el caso de que se produzcan fugas. Como ya sabemos una válvula se puede definir como un mecanismo o dispositivo mecánico con el cual se puede retener o regular la circulación de un líquido. Si bien una válvula isoporcentual o de o de igual porcentaje, tiene la propiedad de que iguales 65

5.2.3 Válvulas isoporcentuales.

5.2.4 Válvulas de solenoide.

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incrementos en la abertura de la válvula producen iguales aumentos relativos o en porcentajes en el coeficiente de la válvula. De esta manera podemos analizar que cuando el flujo es pequeño, el cambio es respectivamente el mismo pero en cambio si el flujo es mayor, el cambio es directamente proporcional a la cantidad que fluye pero antes del cambio. De manera que las aplicaciones de esta válvula son donde sea pequeña la caída del sistema permitiendo así el control de válvula. Bueno en este caso estas válvulas de solenoide su función es fácil y practica de hecho según el texto citado anteriormente nos dice que su función es la misma que una válvula de paso, simplemente que con la única diferencia que es accionada eléctricamente, puede ser operada manualmente y se instalan e lugares remotos y que puede ser controlada por interruptores eléctricos simples.

5.3.- Actuadores (servomotores)

Para que un sistema electrónico de control pueda controlar un proceso o producto es necesario que pueda actuar sobre el mismo. Los dispositivos que realizan esta función reciben diversos nombres, entre ellos: accionamientos y actuadores. No existe una única definición de actuador aceptada de manera universal. Se considera, en general, que es todo “dispositivo que convierte una magnitud eléctrica en una salida, generalmente mecánica, que puede provocar un efecto sobre el proceso automatizado”.

Tipos de accionamientos más comunes en la industria: 5.3.1. Mecánicos 5.3.2. Neumáticos 67

5.3.3. Hidráulicos 5.3.4. Eléctricos

5.3.1 Actuadores mecánicos: alta fiabilidad y simplicidad de utilización.

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Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Los actuadores mecánicos son aplicables para los campos donde se requiera movimientos lineales tales como: elevación, traslación y posicionamiento lineal.  Algunas de las ventajas que ofrecen los actuadores mecánicos son: alta fiabilidad, simplicidad de utilización, mínima manutención, seguridad y precisión de posicionamiento; irreversibilidad según el modelo de aplicación y sincronismo de movimiento. Dentro del campo de los actuadores mecánicos existen dos tipos de movimiento: actuadores mecánicos/ lineales con husillo traslante (serie ST, M tipo1) (B2 tipo1) y actuadores mecánicos/ lineales con husillo rotante. (serie SR, serie M tipo2) (serie BL tipo2). PMZ Comatrans, S.A. tiene la exclusividad de ofrecer los 2 posibles sistemas de actuación mecánica: actuadores mecánicos sin fin corona y actuadores mecánicos engranajes cónicos. La gama de actuadores mecánicos además comprende diferentes series con acabados en fundición o aluminio, con diferentes formatos de fijación. 69

La capacidad técnica del personal de PMZ Comatrans, S.A se pone de manifiesto en la busca de soluciones y propuesta para todo tipo de aplicación como los actuadores mecánicos para energía solar. Los actuadores mecánicos Tipo ST y SR en aluminio poseen gran variedad de tamaños y accesorios para tener un control perfecto sobre el desplazamiento. Desde R1/10 a R1/30.  Actuadores mecánicos altas cargas, gatos mecánicos de sistema de engranajes cónicos helicoidales pensados para altas velocidades y altas cargas (r1/1 a r1/5). Actuadores mecánicos Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Los actuadores mecánicos son aplicables para los campos donde se requiera movimientos lineales tales como: elevación, traslación y posicionamiento lineal.  Algunas de las ventajas que nos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta fiabilidad, simplicidad de utilización, mínima manutención, seguridad y precisión de posicionamiento; irreversibilidad según el modelo de aplicación, sincronismo de movimiento. Los actuadores mecánicos son la base para construir un robot. Ellos permiten el movimiento. Un actuador permite un movimiento de rotación (motor) y un movimiento de traslación (cilindro).Pueden clasificarse por el tipo de energía de potencia que utilizan.

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Tipos de actuadores mecánicos. Actuadores hidráulicos Los actuadores hidráulicos son los que han de utilizar un fluido a presión, generalmente un tipo de aceite, para que el robot pueda movilizar sus mecanismos. Los actuadores hidráulicos se utilizan para robots grandes, los cuales presentan mayor velocidad y mayor resistencia mecánica.  ACTUADORES NEUMATICOS En los actuadores neumáticos se comprime el aire abastecido por un compresor, el cual viaja a través de mangueras. Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de ac tuadores neumáticos. Selección de actuadores mecánicos La selección se basa en la coincidencia de características de funcionamiento del actuador, tales como la fuerza y el desplazamiento, a las exigencias de la tarea asignada. Las características de rendimiento se estiman a partir de datos de fabricantes y de los modelos simples dela limitación de rendimiento, tales como la generación de calor y la resonancia. Las características son presentadas en forma gráfica de manera que se pueda comparar directa y sistemáticamente los sistemas y sus distintos modos de actuación. Los actuadores mecánicos y su campo de aplicación. Los actuadores mecánicos suelen convertir un movimiento rotativo de un mando de control en desplazamiento lineal a través de tornillos y / o equipos.

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Un tornillo gato o la gata del coche es un actuador mecánico familiar. Otra familia de actuadores se basan en el eje segmentado. La rotación de la manija de la gata se convierte mecánicamente en el movimiento lineal de la cabeza de la gata. Los actuadores mecánicos también son utilizados con frecuencia en el campo de los láseres y la óptica para manipular la posición de etapas lineales, rotativas, espejo de montes, goniómetros y otros instrumentos de posicionamiento. Para la colocación exacta y repetible, las marcas de índice puede ser utilizado en las perillas de control. Algunos incluso incluyen un codificador y lectura digital de posición.

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5.3.2 Actuadores neumáticos

Componentes básicos de un sistema neumático:

    

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Compresores y depósitos de aire Sistemas de preparación del aire comprimido Actuadores neumáticos Válvulas neumáticas Otros elementos y accesorios…

Compresores neumáticos

Tornillo Rotativo

Preparación del aire comprimido 74

Filtros, reguladores, lubricadores, purgas de condensado, secadores, válvulas de arranque progresivo y descarga,…

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Válvulas neumáticas Válvulas mecánicas Válvulas eléctricas (electroválvulas) Válvulas proporcionales Reguladores de caudal

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Actuadores Neumáticos

Cilindros con vástago Cilindros sin vástago Cilindros con guía lineal Cilindros con medición de recorrido  Amortiguadores Giratorios Con membrana (músculo) Elementos de manipulación (pinzas, ventosas)

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5.3.3. Actuadores hidráulicos

Componentes básicos de un sistema hidráulico: Bombas hidráulicas   Acumuladores Actuadores hidráulicos  Válvulas hidráulicas  Otros elementos y accesorios.   

Bombas hidráulicas

 Acumuladores

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Válvulas hidráulicas Válvulas todo-nada Válvulas proporcionales (dirección, presión y flujo)

Actuador hidráulico. El cilindro hidráulico empleado para el control de fuerza es de doble efecto, está conformado por un solo vástago al que se le fija un pistón, generando con ello dos áreas de trabajo, permitiendo una mayor fuerza cuando el fluido trabaja en el área de mayor tamaño, contrario a la velocidad que alcanza su máximo valor cuando el aceite actúa sobre el área menor. El cilindro presenta una construcción por tirantes, empleando el modo de fijación conocido como de pie con dos bridas ubicadas en la base. La fuerza que ejerce este actuador sobre un elemento, depende de la relación entre la presión en la recámara y el área del 79 Servoválvulas

pistón = ∗.

5.3.4. Actuadores eléctricos

Tipos de accionamientos eléctricos: Motor de corriente continua Motor de corriente alterna (asíncrono, jaula de ardilla) Motor de corriente alterna (rotor bobinado)  Motor pasó a paso  Servomotores   Servomotor brushless DC  

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Servomotor brushless AC

Motor de corriente continúa

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Motor de corriente continúa. Características:

Motor de corriente alterna (asíncrono).

Motor de corriente continúa. Aplicaciones:

Motor de corriente alterna (asíncrono). Características:

Motor de corriente alterna (asíncrono). Aplicaciones:

Motor de corriente alterna (rotor bobinado) Motor de corriente alterna (rotor  bobinado)

Motor de corriente alterna (rotor bobinado). Características:

Motor de corriente alterna (rotor bobinado). Aplicaciones:

Motor pasó a paso Motor paso a paso. Características:

Motor pasó a paso. Funcionamiento:

Motor pasó a paso. Funcionamiento:

Servomotor; características:

Servomotor. Características:

Servomotor. Aplicaciones:

Servomotor. Brushless DC / AC:

Servomotor. Conmutación Brushless DC / AC:

Servomotor. Características Brushless DC / AC:

Servomotor. Características Brushless DC / AC:

Servomotor. Características Brushless DC / AC:

Actuadores eléctricos en la fábrica de ayer Actuadores eléctricos en la fábrica de ayer Análisis comparativo: costes Análisis comparativo: dinámica

Análisis comparativo: conclusiones.

Análisis comparativo: conclusiones Situación actual en la industria

Situación actual en la industria.

Situación futura en la industria .

CONCLUSION. Como equipo pudimos notar que los elementos finales de control son parte esencial y fundamental de los procesos automatizados de las industrias, ya que los mismos influyen en el rendimiento de dichos procesos automatizados. Existen muchos tipos y variedades de elementos finales de control, pero los más utilizados en las industrias son las válvulas. La función de una válvula de control es básicamente variar el flujo de los materiales o energía en un proceso de control, de este modo se puede mantener a flote la manipulación de los valores de la variable de medida. Dejando más en claro lo investigado el elemento final de control es aquel que finalmente modifica algunas características del proceso según lo que se le ordene desde el controlador. Si viene es claro lo que más se abarco en esta unidad son las válvulas ya que ellos son los que hacen mayor presencia en los temas y en físico en las industrias donde se rigen de estos tipo de operación.

Bibliografía. https://tv.uvigo.es/uploads/material/Video/1709/ISAD_Tema7_2.pdf  Bibliografía UNEFA. (S/F). [Documento en línea] Disponible en: http://www.unet.edu.ve/~nduran/Teoria_Instrucontrol/Valvulas_de_c ontrol.pdf Empecemos con los elementos finales de control, Válvulas de control. [Documento en línea]. Disponible en: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos - libres/instrumentacion/curso-completo-instrumentacion- industrial/item/222-empezemos-con-los-elementos-finales-decontrol--v%C3%A1lvulas-de-control.html [Documento en línea] Disponible en: http://visitastecnicas2008instrumentacion.blogspot.com/ [Documento en línea]. Disponible en: http://es.slideshare.net/julio012/capitulo 5-elementos-finales-de- control www.dmnwestinghouse.es REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS   [1] Caroli, E. (2012). Válvulas: Instrumentación y Control. [Documento en Línea]. Disponible en: http://www.monografias.com/trabajos11/valvus/valvus.shtml.