CAPITULO II VALVULAS DE CONTROL, ACTUADORES, POSICIONADORES Y REGULADORES TEMA 1.- VALVULAS DE CONTROL 1. INTRODUCCION Las plantas de proceso contienen centenares de elementos de control interactuando entre si, para entregar un producto acorde a las especificaciones esperadas. Cada uno de estos elementos son diseñados para manejar ciertas variables del proceso como son: presión, flujo, nivel, temperatura, etc. Para que estas variables se mantengan dentro de los rangos de operación requeridos, los datos del proceso son transmitidos hacia controladores que procesan la información y luego emiten señales para corregir o mantener las condiciones ideales del proceso, acción que no se podría efectuar sin la válvula de control, llamada también elemento final del control. Una válvula de control puede contener accesorios como son: Actuador, regulador de presión, posicionador, amplificador, electro válvulas, sensores y otros elementos que pueden mejorar el rendimiento de la válvula. En este capitulo conoceremos los diferentes tipos de válvulas, su funcionamiento y accesorios utilizados para controlar procesos. 2. TERMINOLOGIA Los términos más usuales relacionados a las válvulas de control son: Actuador: Componente neumático, hidráulico o eléctrico que produce el movimiento de apertura/cierre del cuerpo principal de la válvula. Capacidad: Rango de flujo que pasa por la válvula en condiciones de control. Controlador: Instrumento que recibe la señal de una variable, la procesa y envía señal a la válvula de control para producir correcciones del proceso. Conjunto de válvula de control: (Body assembly) Incluyen todos los componentes montados en la válvula, (cuerpo, actuador, posicionador, reguladores, etc) Cuerpo de Válvula: (Body) Parte maciza de la válvula en su interior se encuentra el orificio por donde pasa el fluido principal. Bonete: (Bonnet) Parte superior o tapa del cuerpo de la válvula donde se encuentra el tapón y los sellos. Extensión: (Sprindle) eje, extensión o brazo del tapón que se conecta con el actuador para producir el movimiento y control del flujo.
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Tapón: (plug) Extremo del eje, parte maciza que produce cierre del paso del fluido. Asiento: (Seat ring) Anillo donde asienta el tapón. Por este pasan los fluidos. 3. CONJUNTOS DE UNA VALVULA En la fig.1 se puede apreciar los conjuntos que componen una válvula de control como. Cuerpo (body); Cubierta (bonnet); Eje (spindle) 4. PARTES DE UNA VALVULA En la fig.2 se detallan los diferentes elementos o partes de una válvula
Fig.1.- Conjunto de la válvula
Fig. 2 .- Partes de la válvula
5. TIPOS DE VALVULAS Existen varios tipos de válvulas que son construidas de diversos materiales y utilizadas de acuerdo a características de presión y fluido que se desea controlar. Las válvulas pueden ser de operación manual, es decir que necesitan la mano del hombre para accionarlas y automáticas que responden a señales de instrumentos de control. Los principales tipos de válvulas son: 5.1 Válvulas de globo: Son las mas comunes por la simplicidad de su construcción, manejan un rango desde bajas hasta altas presiones. Sus flancos de conexión pueden están en 180 ° o 90° . Se presentan en los siguientes modelos: 1. Puerto simple bridada: La mas común, utiliza contacto metal con metal para producir el sello 2. Bar- stock roscada: Utilizadas en la industria química, fabricada con combinaciones de metal y plástico 3. Roscada de alta presión: Utiliza metal para producir el sello 4. De tapón balanceado: La mas utilizada en la industria, para bajas y altas presiones, conexión de brida, facilita su operación por cuanto la presión actúa en ambos lados del tapón. 5. De doble tapón: Alta capacidad de flujo, internamente
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Válvula globo puerto simple
Válvula bar stock roscada
Roscada alta presión
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Válvula globo doble tapon
Válvula tapón balanceado
Angulo 90°
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5.2 Válvulas de compuerta. Son válvulas operadas de forma manual, utilizadas principalmente para aislar sistemas, proveen un cierre hermético producido por el contacto de los sellos (espejo) en la mayoría metálicos. Utilizas para vapor o agua.
Válvulas de compuerta tipo V y tipo plana 5.3 Válvula de tapón excéntrico. Estas válvulas se utilizan para control mas propiamente de flujos, en su interior llevan un tapón que gira en forma excéntrica.
Vista interior del tapón 5.4 Válvulas de bola. Tienen en su interior una esfera con un orifico en el centro, produciendo la apertura y cierre cuando el globo rota. Son utilizadas principalmente para altas temperaturas
Vista interior de la válvula
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5.5 Válvulas mariposa. Consisten en uno o dos discos rotativos colocados en el cuerpo interior de la válvula. Son utilizadas en controles de baja presión o manejo de presión diferencial.
Vista disco giratorio
Posición de disco
Vista de válvula con actuador
6. Válvulas de tres vías. Estas válvulas tienen tres flancos por donde pasa el fluido, son utilizadas principalmente para controlar temperaturas o mezclas.
Vista interior válvula de tres vias
Circuito de control tres vias
7. Cubierta de la válvula (bonnet) Es la parte que cubre el cuerpo de la válvula, allí se encuentran los sellos para evitar la fuga de fluidos y el eje del tapón
Vista bonnet
Vista corte interior donde se encuentran sellos
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Interior
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