INTRODUCCION
En el presente reporte se encuentra el desarrollo del tema: válvulas convencionales, utilizadas en la construcción de sistemas hidráulicos entre otros, dicho tema pertenece a la materia: Abastecimiento Abasteci miento de agua y Alcantarillado, Alcantaril lado, impartida por el Ing. In g. Roberto Jobel Campos. Por Ende en este apartado trataremos de describir algunos tipos de válvulas utilizadas en el transporte de los líquidos, se presentan detallando sus funciones así como también sus características de cada una de estas antes mencionadas Se mencionan sus ventajas, como también sus desventajas, sus utilizaciones y sus trabajabilidades en cada una de sus áreas en donde mejor se desempeñan, esto es para proporcionar al sistema un mejor funcionamiento y una factibilidad en cuanto al mantenimiento de sus accesorios que componen en proyecto. Es conveniente mencionar que existe una diversidad de válvulas convencionales esto en cuanto a sus costos, tamaños y marcas, debido a su alta demanda que se proporciona en el mercado. mercad o. También se presentan detalladamente los procedimientos a seguir para ejecutar su correctamente instalación de cada uno de los accesorios antes mencionados. Así como el equipo a utilizar.
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OBJETIVOS
GENERAL:
Conocer cuales son las válvulas convencionales.
ESPESIFICO:
Identificar las funciones de cada una de las válvulas.
Especificar las características que proporcionan su utilización
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OBJETIVOS
GENERAL:
Conocer cuales son las válvulas convencionales.
ESPESIFICO:
Identificar las funciones de cada una de las válvulas.
Especificar las características que proporcionan su utilización
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VALVULAS 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, to do-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. Las válvulas de compuerta tienen como función el impedir totalmente o permitir sin restricciones el paso del fluido a través de ellas. Se caracterizan por efectuar el cierre mediante el movimiento de una compuerta perpendicular al eje de la válvula. Es utilizada para el flujo de fluidos limpios y sin interrupción. Cuando la válvula está totalmente abierta, el área de flujo coincide con el diámetro nominal de la tubería, por lo que las pérdidas de carga son relativamente pequeñas. Este tipo de válvula no es recomendable para regulación o estrangulamiento ya que el disco podría resultar erosionado. Parcialmente abierta puede sufrir vibraciones. Tienen un uso bastante extendido en el sector petroquímico ya que permite estanqueidades del tipo metal-metal. La operación de obertura y cierre es lenta. Debido al desgaste producido por la fricción no se recomienda en instalaciones donde su uso sea frecuente. Requiere de grandes actuadores difíciles de automatizar. Son difíciles de reparar en la instalación. 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 (fig. 1-1).
Figura 1-1 Válvula de compuerta. 3
RECOMENDADA PARA: Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. 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.
VENTAJAS Alta capacidad. Cierre hermético. Bajo costo. Diseño y funcionamiento sencillos. Poca resistencia a la circulación.
DESVENTAJAS Control deficiente de la circulación. Se requiere mucha fuerza para accionarla. Produce cavitación con baja caída de presión. Debe estar cubierta o cerrada por completo. La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
VARIACIONES Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble.
MATERIALES Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, plástico de PVC. Componentes diversos.
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INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACION Y MANTENIMIENTO Lubricar a intervalos periódicos. Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al comprobar que las válvulas estén cerradas. No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca. Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería. Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados. ESPECIFICACIONES PARA EL PEDIDO Tipo de conexiones de extremo. Tipo de cuña. Tipo de asiento. Tipo de vástago. Tipo de bonete. Tipo de empaquetadura del vástago. Capacidad nominal de presión para operación y diseño. Capacidad nominal de temperatura para operación y diseño.
SE CLASIFICAN COMO VALVULAS DE VASTAGO ASCENDENTE O VALVULAS DE VASTAGO NO ASCENDENTES El vástago va roscado en la compuerta. A medida que el volante de comando del vástago se gira, la compuerta se desplaza hacia arriba o hacia abajo en el vástago sobre los filetes de rosca mientras que el vástago sigue estando inmóvil verticalmente. Este tipo de válvula dispone casi siempre de una aguja indicadora roscada sobre el extremo superior del vástago para indicar la posición de la compuerta. Las válvulas con vástagos ascendentes se utilizan cuando es importante saber mediante inspección inmediata si la válvula está abierta o cerrada y cuándo los filetes de rosca (vástago y compuerta) expuestos al líquido podrían dañarse por los contaminantes fluidos. En esta válvula, el vástago se levanta de la válvula cuando la válvula es abierta. Alta capacidad, poca resistencia al flujo, poca caída de presión, cierre hermético, suele ser operada normalmente abierta o cerrada.
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Con husillo vástago ascendente o fijo. Accionada por volante directo al husillo o con engranaje reductor o con actuadores. Conexión bridada, roscada NPT, SW, serie 125, 150, 300, 600, 800, 900, 1500Lbs. VALVULA DE COMPUERTA CERRADA Característica de la Válvula de Compuerta Recta: La válvula de compuerta recta es una válvula de paso total y accionamiento lento, donde el disco se mantiene abierto o cerrado, esta construido bajo normas UI / FM, el cuerpo, disco y vástago son de bronce con asiento de bronce y empaquetadura de goma.
VALVULAS DE GLOBO
Las válvulas de globo son llamadas así por la forma esférica de su cuerpo. Si bien actualmente algunos diseños ya no son tan esféricos, conservan el nombre por el tipo de mecanismo. El obturador de la válvula se desplaza con un movimiento lineal. En la mayoría de los casos, el mecanismo de avance es la de un "tornillo". El vástago del obturador va roscado al bonete de la válvula de globo. En cuanto se le da vueltas al vástago, ya sea mediante un volante o un actuador de giro múltiple, el obturador avanza linealmente. Las válvulas de globo automatizadas pueden tener vástagos sin rosca, y el desplazamiento lineal viene directamente proporcionado por el actuador. Según la disposición geométrica de los puertos de entrada y el eje del obturador podemos clasificar las válvulas de globo en:
Válvula de globo de asiento recto Válvula de globo de asiento inclinado Válvula de globo de asiento angular La válvula de globo es muy utilizada en la regulación de fluidos. La geometría del obturador caracteriza la curva de regulación, siendo lineal para obturadores parabólicos. Son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden controlar el fluido con la estrangulación al grado deseado. El cierre puede ser metal-metal lo cual permite su uso en condiciones críticas. 6
Las pérdidas de carga son importantes. El movimiento lineal del eje es más corto que en las válvulas de compuerta, lo que ahorra tiempo y desgaste. Aún así, las válvulas de globo de grandes tamaños requieren de grandes actuadores. El ensamblaje de la válvula de globo permite su reparación sin tener que desmontarla de la instalación. Las válvulas globo son probablemente las válvulas más comunes en existencia. La válvula globo debe su nombre a la forma globular del cuerpo de la válvula. Otros tipos de válvulas pueden también tener cuerpos de forma globular. Pero es la estructura interna de la válvula que identifica el tipo de válvula. Las aberturas de entrada y de salida de las válvulas globo están dispuestas de manera de satisfacer los requerimientos del flujo. Las válvulas de globo, entre otras, corresponden a su clasificación dentro de las válvulas con obturador de movimiento lineal. Se llaman así porque disponen de un obturador en forma de globo, que se caracterizan porque el flujo de entrada o salida es perpendicular al eje del obturador. La función de la válvula de globo radica en el ajuste del caudal de un fluido gaseoso o líquido. Las válvulas de globo pueden ser rectas, inclinadas o en ángulo. El flujo a través de una válvula de globo sigue un curso que requiere dos cambios de dirección de casi 90°. Pero, debido a que el asiento de una válvula de globo es paralelo a la línea de flujo del líquido, se puede usar para estrangular el flujo a cualquier grado requerido o para dar cierres seguros. Las válvulas de globo son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden controlar el fluido con la estrangulación al grado deseado. Así mismo, la economía y fiabilidad de la válvula de globo la hacen recomendable para muchas aplicaciones, en las cuales la caída de presión no es crucial. Estas válvulas están diseñadas sólo para operación manual. Por otra parte, las válvulas en las que el obturador tiene un movimiento circular se clasifican en: válvula de obturador excéntrico rotativo, válvula de obturador cilíndrico excéntrico, válvula de mariposa, válvula de bola, válvula de macho, válvula de orificio ajustable y válvula de flujo axial. 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 (fig. 1-2).
Figura 1-2 Válvula de globo. 7
RECOMENDADA PARA: Estrangulación o regulación de circulación. Para accionamiento frecuente. Para corte positivo de gases o aire. Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación. APLICACIONES: Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas. Donde se requiera estrangular, producir caída de presión y regulación en una amplia gama de presiones y temperaturas, en líneas de vapor y con asientos de plomo o estaño para usos en línea de frío, compresión de amoniaco.
VENTAJAS Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento. Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete. Control preciso de la circulación. Disponible con orificios múltiples. DESVENTAJAS Gran caída de presión. Costo relativo elevado. VARIACIONES Normal (estándar), en “Y”, en ángulo, de tres vías.
MATERIALES Cuerpo y disco de cierre y asientos permiten diferentes composiciones y configuraciones: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos. Componentes: diversos. INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACION Y MANTENIMIENTO Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.
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REGISTRO EN LUBRICACION Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. ESPECIFICACIONES PARA EL PEDIDO Tipo de conexiones de extremo. Tipo de disco. Tipo de asiento. Tipo de vástago. Tipo de empaquetadura o sello del vástago. Tipo de bonete. Capacidad nominal para presión. Capacidad nominal para temperatura.
VALVULAS DE MARIPOSA
Las válvulas de mariposa son unas válvulas muy versátiles. Tiene una gran capacidad de adaptación a las múltiples solicitaciones de la industria, tamaños, presiones, temperaturas, conexiones, etc. a un costo relativamente bajo. El desarrollo de la válvula de mariposa es más reciente que en otro tipo de válvulas. Una mayor concientización en el ahorro energético de las instalaciones favoreció su introducción, ya que su pérdida de carga es pequeña. En un principio se usaba en instalaciones a poca presión de servicio, pero mejoras tecnológicas permitió evolucionar la válvula de mariposa a usos de altas prestaciones. El funcionamiento básico de las válvulas de mariposa es sencillo pues sólo requiere una rotación de 90º del disco para abrirla por completo. La operación es como en todas las válvulas rotativas rápida. Poco desgaste del eje, poca fricción y por tanto un menor par, que resulta en un actuador más barato. El actuador puede ser manual, oleohidráulico o motorizado eléctricamente, con posibilidad de automatización. La geometría de la válvula de mariposa es sencilla, compacta y de revolución, por lo que es una válvula barata de fabricar, tanto por el ahorro de material como la mecanización. El menor espacio que ocupan facilita su montaje en la instalación. En este sentido, las válvulas de compuerta y globo resultan muy pesadas y de geometría compleja. Por todo ello, las válvulas de mariposa son especialmente atractivas en grandes tamaños respecto a otro tipo de válvulas. La 9
pérdida de carga es pequeña. Cuando la válvula está totalmente abierta, la corriente circula de forma aerodinámica alrededor del disco, y aunque la pérdida de carga es ligeramente superior a las válvulas esféricas o de compuerta, ya que estás tienen la sección totalmente libre de obstáculos, es claramente inferior a la válvula globo. Las válvulas de mariposa pueden estar preparadas para admitir cualquier tipo de fluido gas, líquido y hasta sólidos. A diferencia de las válvulas de compuerta, globo o bola, no hay cavidades donde pueda acumularse sólidos impidiendo la maniobrabilidad de la válvula. La presión y temperatura de diseño son factores relacionados, a una misma presión, con el aumento de la temperatura, baja las prestaciones de la válvula por la menor capacidad que tienen los materiales a altas temperatura. De la misma forma que las válvulas de compuerta, globo, y bola, admite asientos metálicos que pueden soportar grandes presiones y temperaturas extremas. Accionadas por palanca o por actuadores. Es de cierre y apertura con ¼, de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación. Peso y medida reducidas, bajos costos, fácil mantenimiento, cierre autolimpiante y hermético. Conexiones waffer, lug y bridada. 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 (fig. 1-3).
Figura 1-3 Válvula de mariposa.
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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. Para baja caída de presión a través de la válvula. APLICACIONES Servicios generales líquidos y gases, materiales en polvo a presión, manejo de pastas aguadas. Industrias: Protección contra incendios - Industria general, Tratamiento del agua.
VENTAJAS Ligera de peso, compacta, bajo costo. Requiere poco mantenimiento. Numero mínimo de piezas móviles. No tiene bolas o cavidades. Alta capacidad. Circulación en línea recta. Se limpia por si sola. DESVENTAJAS Alta torsión (par) para accionarla. Capacidad limitada para caída de presión. Propensa a la cavitación. VARIACIONES Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.
MATERIALES Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación 20, bronce, Monel. Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon. 11
Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE. INSTRUCCIONES ESPECIALES PARA INSTALACION Y MANTENIMIENTO Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena. Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca. Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación. ESPECIFICACIONES PARA EL PEDIDO Tipo de cuerpo. Tipo de asiento. Material del cuerpo. Material del disco. Material del asiento. Tipo de accionamiento. Presión de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento.
VALVULAS CHECK O RETENCION
Las válvulas Check o Válvulas de retención son utilizadas para no dejar regresar un fluido dentro de una línea. Esto implica que cuando las bombas son cerradas para algún mantenimiento o simplemente la gravedad hace su labor de regresar los fluidos hacia abajo, esta válvula se cierra instantáneamente dejando pasar solo el flujo que corre hacia la dirección correcta. Por eso también se les llama válvulas de no retorno. Obviamente que es una válvula unidireccional y que debe de ser colocada correctamente para que realice su función usando el sentido de la circulación del flujo que es correcta. Existen válvulas Check tipo columpio en el cual el fluido y su presión abren el disco hacia arriba y este regresa cuando deja pasar. También las de resorte el cual hace que la válvula cierre inmediatamente cuando se detiene el flujo antes que el flujo y la gravedad hagan que cierre con fuerza. Están las que tienen doble puerta o dúo check que también funcionan con un sistema de resortes para su cierre. Existen en materiales de acero al carbón fundido, forjado, acero inoxidable, bronce, hierro, fofo, PVC y CPVC. Las válvulas Check pueden ser fabricadas con extremos bridados, roscados, socket Weld (SW), tipo oblea para que sean instaladas en poco espacio y con poco peso (tipo Waffer). 12
Las válvulas antirretorno , también llamadas válvulas de retención, válvulas uniflujo o válvulas "check", tienen por objetivo cerrar por completo el paso del fluido en circulación -bien sea gaseoso o líquido- en un sentido y dejarlo libre en el contrario. Tiene la ventaja de un recorrido mínimo del disco u obturador a la posición de apertura total. Se utilizan cuando se pretende mantener a presión una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación. El flujo del fluido que se dirige desde el orificio de entrada hacia el de utilización tiene el paso libre, mientras que en el sentido opuesto se encuentra bloqueado. También se les suele llamar válvulas unidireccionales. Las válvulas antirretorno son ampliamente utilizadas en tuberías conectadas a sistemas de bombeo para evitar golpes de ariete, principalmente en la línea de descarga de la bomba.
Estas válvulas son de no retorno, impidiendo el retroceso del fluido a través de ellas, mediante un mecanismo accionado por el mismo fluido, abriéndose en el sentido normal del flujo y cerrándose al sentido inverso de este. Se suelen emplear para controlar el sentido del flujo en las tuberías. Se pueden clasificar atendiendo primero al modo de instalarse en la línea y otra manera es considerar el dispositivo de cierre.
1. Según su posición en el servicio. Válvulas de retención horizontal. Suelen instalarse en líneas horizontales. Válvulas de retención vertical. Suelen instalarse en líneas verticales. Válvulas de retención angular. Suelen ser instaladas en la unión de líneas verticales y horizontales, viniendo a ahorrar la colocación de codos, con su consiguiente reducción de pérdida de carga.
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2. Según el dispositivo de cierre. Válvulas de retención de obturador oscilante (clapeta). Tienen como particularidad la poca resistencia que ofrecen al paso del fluido, ya que no reducen el paso ni cambian el sentido del flujo, suelen instalarse en posición horizontal o vertical, y es necesario montarlas de modo que el fluido ejerza una presión por la parte inferior de la clapeta. Suele ser la válvula más usada en conducciones de líquidos, intercalándose con válvulas de compuerta.
Válvulas de retención de obturador ascendente. El movimiento del obturador es vertical, y también debido a la presión del fluido sobre él, actuando siempre por la parte inferior. El obturador es guiado por un cilindro o contacto largo y estanco preferentemente centrado, situado en la tapa de la válvula. Al igual que las válvulas de asiento, al cambiar la dirección del fluido, aumenta la pérdida de carga. Al ser su cierre por gravedad, limita su utilización a líneas horizontales, y acompañadas de válvulas de asiento. Este tipo de válvulas suelen usarse en servicios de alta presión, donde tenemos una alta velocidad de flujo. También pueden usarse colocándole un resorte que la obligue a cerrar. Válvula de retención de bola. En este caso el obturador o clapeta es una bola. Deben de situarse de tal manera que la dirección del asiento sea vertical. Al igual que la anterior también introduce pérdidas de carga en la línea. Válvulas de retención y cierre. Suelen ser válvulas para emplearse como retención o cierre, para ello cuando el volante está abierto, la válvula funciona como retención, ya que el obturador no está fijo en el vástago o husillo y se desliza en él debidamente guiado, pero al tener el volante en posición cerrada el husillo presionará el obturador impidiéndole todo movimiento de ahí que se denomine de cierre. Válvulas de pie. Trabajan a muy poca presión, además de tener que situarse muy cerca de las bombas. Suelen por lo general llevar incorporado un filtro. Válvulas silenciosas. Suelen ser una variante de las de clapeta oscilante, realizándose el giro por uno o dos ejes los cuales sitúan a la clapeta en posición flotante sobre el fluido en su posición abierta. Tiene como ventaja que reduce las pérdidas de carga y su cierre es sin golpe.
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CARACTERISTICAS: En las válvulas de clapeta ascendente la pérdida de carga es sensible y por ello se emplean en combinación con válvulas de asiento, cuando el tener pérdidas notables no sea de gran importancia. Las válvulas de clapeta oscilante tienen menores pérdidas de carga y se asocian con válvulas de compuerta. Toman toda la gama de aperturas con giro reducido del eje. Ni unas ni otras consiguen un cierre hermético, aunque si impiden el paso a la mayor parte del fluido. En general, sobre el cuerpo de una válvula de retención se marca el sentido admisible del flujo (normalmente con una flecha). APLICACIONES: Las válvulas de clapeta ascendente se emplean sobre todo para vapor, en especial a altas presiones y grandes velocidades de flujo. También para servicio en instalaciones de agua, petróleo y gas. Al igual que las de esfera, su uso más corriente es en tuberías pequeñas, de tamaño hasta 1 1/2. Las válvulas de clapeta oscilante son aconsejables para servicios rigurosos en instalaciones de agua, petróleo y sus vapores. Por otra parte, se utilizan principalmente con tuberías de tamaño superior a 2". Las válvulas de mal tiempo se aplican normalmente en instalaciones navales. El tipo de válvula con resorte se emplea en especial en circuitos oleo –hidráulicos y neumáticos, aunque también con cualquier fluido, líquido o gaseoso, que sea compatible con los materiales de la válvula .La presión de apertura suele ser regulable.
MANOMETROS
EL MANÓMETRO Que es y para que sirve: El manómetro es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la presión local. En la mecánica la presión se define como la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el sistema internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro cuadrado; un newton por metro 15
cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional. Cuando los manómetros deben indicar fluctuaciones rápidas de presión se suelen utilizar sensores piezoeléctricos o electrostáticos que proporcionan una respuesta instantánea. Hay que tener en cuenta que la mayoría de los manómetros miden la diferencia entre la presión del fluido y la presión atmosférica local, entonces hay que sumar ésta última al valor indicado por el manómetro para hallar la presión absoluta. Cuando se obtiene una medida negativa en el manómetro es debida a un vacío parcial. Rango de presiones: Las presiones pueden variar entre 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión absoluta en aplicaciones de alto vacío, hasta miles de atmósferas en presas y controles hidráulicos. Con fines experimentales se han obtenido presiones del orden de millones de atmósferas, y la fabricación de diamantes artificiales exige presiones de unas 70.000 atmósferas, además de temperaturas próximas a los 3.000 °C. En la atmósfera, el peso cada vez menor de la columna de aire a medida que aumenta la altitud hace que disminuya la presión atmosférica local. Así, la presión baja desde su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta unos 2.350 Pa a 10.700 m (35.000 pies, una altitud de vuelo típica de un reactor). Por 'presión parcial' se entiende la presión efectiva que ejerce un componente gaseoso determinado en una mezcla de gases. La presión atmosférica total es la suma de las presiones parciales de sus componentes (oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y gases nobles). Manómetro de Burdon: Instrumento mecánico de medición de presiones que emplea como elemento sensible un tubo metálico curvado o torcido, de sección transversal aplanada. Un extremo del tubo esta cerrado, y la presión que se va a medir se aplica por el otro extremo. A medida que la presión aumenta, el tubo tiende a adquirir una sección circular y enderezarse. El movimiento del extremo libre (cerrado) mide la presión interior y provoca el movimiento de la aguja. El principio fundamental de que el movimiento del tubo es proporcional a la presión fue propuesto por el inventor francés Eugene Burdon en el siglo XIX. Los manómetros Burdon se utilizan tanto para presiones manométricas que oscilan entre 0-1 Kg/cm 2 como entre 0-10000 Kg/cm 2 y también para vacío. Las aproximaciones pueden ser del 0.1 al 2% de la totalidad de la escala, según el material, el diseño y la precisión de las piezas. El elemento sensible del manómetro puede adoptar numerosas formas. Las más corrientes son las de tubo en C, espiral y helicoidal. El tubo en C es simple y consistente 16
y muy utilizado con esferas indicadoras circulares. También se emplea mucho en algunos indicadores eléctricos de presión, en los que es permisible o deseable un pequeño movimiento de la aguja. El campo de aplicación es de unos 1500 Kg/cm 2. Las formas espiral y helicoidal se utilizan en instrumentos de control y registro con un movimiento más amplio de la aguja o para menores esfuerzos en las paredes. Los elementos en espiral permiten un campo de medición de 0.300 Kg/cm 2 , y los helicoidales hasta 10000 kg/cm 2 A menudo se prefiere el tubo torcido, consistente y compacto, especialmente para los indicadores eléctricos de presión. Los tubos Burdon se presentan en una serie de aleaciones de cobre y en aceros inoxidables al cromo níquel. En ciertos aspectos las aleaciones de cobre dan mejor resultado, pero los aceros inoxidables ofrecen mayor resistencia a la corrosión. También se utilizan tubos de aleación hierro-níquel, debido a que tienen un coeficiente de dilatación muy pequeño, que hace que la lectura de la presión no esté influida por la temperatura del instrumento. Los instrumentos mecánicos y neumáticos con elementos Burdon permiten una aproximación del 0.5% de la escala. Si se precisa mayor exactitud se emplean indicadores eléctricos. Los manómetros Burdon miden la diferencia entre la presión interior y la exterior del tubo. Como la presión exterior suele ser la atmosférica, el manómetro indica la diferencia existente entre la presión medida y la presión atmosférica, es decir la presión manométrica. El manómetro Burdon es el instrumento industrial de medición de presiones más generalizado, debido a su bajo costo, su suficiente aproximación y su duración. Manómetro de columna de líquido: Doble columna líquida utilizada para medir la diferencia entre las presiones de dos fluidos. El manómetro de columna de líquido es el patrón base para la medición de pequeñas diferencias de presión. Las dos variedades principales son el manómetro de tubo de vidrio, para la simple indicación de la diferencia de las presiones, y el manómetro de mercurio con recipiente metálico, utilizado para regular o registrar una diferencia de presión o una corriente de un líquido. Los tres tipos básicos de manómetro de tubo de vidrio son el de tubo en U, los de tintero y los de tubo inclinado, que pueden medir el vacío o la presión manométrica dejando una rama abierta a la atmósfera.
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Manómetro de tubo en U: Si cada rama del manómetro se conecta a distintas fuentes de presión, el nivel del líquido aumentara en la rama a menor presión y disminuirá en la otra. La diferencia entre los niveles es función de las presiones aplicadas y del peso específico del líquido del instrumento. El área de la sección de los tubos no influyen el la diferencia de niveles. Normalmente se fija entre las dos ramas una escala graduada para facilitar las medidas. Los tubos en U de los micro manómetros se hacen con tubos en U de vidrio calibrado de precisión, un flotador metálico en una de las ramas y un carrete de inducción para señalar la posición del flotador. Un indicador electrónico potenciometrico puede señalar cambios de presión hasta de 0.01 mm de columna de agua. Estos aparatos se usan solo como patrones de laboratorio. Manómetro de tintero: Una de las ramas de este tipo de manómetro tiene un diámetro manómetro relativamente pequeño; la otra es un depósito. El área de la sección recta del depósito puede ser hasta 1500 veces mayor que la de la rama manómetro, con lo que el nivel del depósito no oscila de manera apreciable con el manómetro de la presión. Cuando se produce un pequeño desnivel en el depósito, se compensa mediante ajustes de la escala de la rama manómetro. Entonces las lecturas de la presión diferencial o manométrica pueden efectuarse directamente en la escala manómetro. Los barómetros de mercurio se hacen generalmente del tipo de tintero. Manómetro de tubo inclinado: Se usa para presiones manométricas inferiores a 250mm de columna de agua. La rama larga de un manómetro de tintero se inclina con respecto a la vertical para alargar la escala. También se usan manómetros de tubo en U con las dos ramas inclinadas para medir diferenciales de presión muy pequeñas. Si bien los manómetros de tubo de vidrio son precisos y seguros, no producen un movimiento mecánico que pueda gobernar aparatos de registro y de regulación. Para esta aplicación se usan manómetros de mercurio del tipo de campana, de flotador, o de diafragma. Los manómetros de tubo en U y los de depósito tienen una aproximación del orden de 1mm en la columna de agua, mientras que el de tubo inclinado, con su columna más larga aprecia hasta 0.25mm de columna de agua. Esta precisión depende de la habilidad del observador y de la limpieza del líquido y el tubo.
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El Barómetro: El barómetro es básicamente un manómetro diseñado para medir la presión del aire. También es conocido como tubo de Torricelli. El nombre barómetro fue usado por primera vez por Boyle. Historia del manómetro: La historia del descubrimiento parece haber sido la siguiente: Antiguamente se había observado que si por el extremo superior de un tubo abierto y vertical se aspiraba el aire mediante una bomba, estando el otro extremo en comunicación con un recipiente con agua, esta ascendía por el tubo, este fenómeno era atribuido al horror que manifestaban los cuerpos al vacío, según Aristóteles. Pero un constructor de bombas de Florencia se propuso elevar por este medio agua a una altura superior de 10 metros, sin conseguirlo. Fue y le pregunto a Galileo la razón del hecho, y este le respondió que era que el agua había alcanzado su límite de horror al vacío. El primero que se dio cuenta del fenómeno real fue uno de los discípulos de Galileo, Viviani (1644), quien afirmó que era la presión atmosférica y que la máxima altura del agua en un tubo vertical cerrado, suficientemente largo, y en cuya parte superior se hiciera vacío, debía exactamente medir la presión atmosférica, ya que esta era la que sostenía la columna de agua. Pensó luego que si la presión atmosférica sostenía a nivel del mar una columna de agua de 10 metros aproximadamente, podría sostener una columna de mercurio de unos 760mm, ya que el mercurio es 13.5 veces más pesado que el agua. Esta observación fue el fundamento del experimento de Torricelli, un amigo de Viviani, que confirmó la explicación de su amigo. El experimento de Torricelli consiste en tomar un tubo de vidrio cerrado por un extremo y abierto por el otro, de 1 metro aproximadamente de longitud, llenarlo de mercurio, taparlo con el dedo pulgar e invertirlo introduciendo el extremo abierto en una cubeta con mercurio. Luego si el tubo se coloca verticalmente, la altura de la columna de mercurio de la cubeta es aproximadamente cerca de la altura del nivel del mar de 760mm apareciendo en la parte superior del tubo el llamado vacío de Torricelli, que realmente es un espacio llenado por vapor de mercurio a muy baja tensión. Torricelli observó que la altura de la columna variaba, lo que explico la variación de la presión atmosférica.
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Manómetro de McLeod: Modelo de instrumento utilizado para medir bajas presiones. También se llama vacuometro de McLeod. Se recoge un volumen conocido del gas cuya presión se ha de medir y se eleva en el nivel de fluido (normalmente mercurio) por medio de un embolo, por una elevación del deposito, con una pero de goma o inclinando el aparato. Al elevar más el nivel del mercurio el gas se comprime en el tubo capilar. De acuerdo con la Ley de Boyle, el gas comprimido ejerce ahora una presión suficiente para soportar una columna de mercurio lo bastante alta como para que pueda ser leída. Las lecturas son casi por completo independientes de la composición del gas. El manómetro de McLeod es sencillo y económico. Es muy usado como patrón absoluto de presiones en la zona de 0.0001-10mm de mercurio; a menudo se emplea para calibrar otros manómetros de bajas presiones que tienen un uso más práctico. Este manómetro tiene como inconvenientes que las lecturas son discontinuas, que necesita cierta manipulación para hacer cada lectura y que esta lectura es visual. El vapor de mercurio puede ocasionar trastornos al difundirse en el vacío que se va a medir. ALGUNAS APLICACIONES COTIDIANAS DEL MANOMETRO: El manómetro en el buceo: El manómetro es de vital importancia para el buceador por que le permite conocer cuanto aire le resta en el tanque (multiplicando el volumen del tanque por la presión), durante una inmersión y determinar entonces si debe continuarla o no. Se conecta, mediante un tubo de alta presión o latiguillo, a una toma de alta presión (HP). Normalmente, indica la presión mediante una aguja que se mueve en una esfera graduada, en la que acostumbra a marcarse en color rojo la zona comprendida entre las 0 y las 50 atmósferas, denominada reserva. La manometría en la medicina: En la medición se utiliza la manometría para realizar mediciones de actividades musculares internas a través de registros hidroneumocapilares, por ejemplo la manometría anorectal o la manometría esofágica. En la industria del frigorífico: Para mantener controlada la presión del líquido refrigerante que pasa por la bomba.
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ALGUNOS MANOMETROS EN LA INDUSTRIA:
1. MANOMETROS DE COLUMNA. Manómetros de columna para presión, vacío y presión diferencial. Columna inclinada con tres escalas de 10 – 25 y 50 mmca. Columna en "U", escalas de 50 – 0 – 50 mmca. hasta 1500 -- 0 – 1500 mmca. Columna directa, escalas 0 / +250 mmca hasta 0 – 1400 mmca. Líquido medidor: Silicona, tetrabromuro ó mercurio. 2. MANOMETROS STANDARD. Manómetros de muelle tubular serie standard en diámetros 40, 50, 63, 80,100 ó 160 mm. Montaje radial, posterior, borde dorsal, borde frontal o con brida, según modelos. Material de la caja: en plástico, acero pintado de negro ó acero inoxidable. Racord – tuvo en latón (según modelos). Conexiones 1/8", 1/4",1/2 " GAS, según modelos (otras bajo demanda). Rangos de 0 – 0,6 bar a 0 – 1000 bar (según modelos) para vacío, vacío / presión o presión. Precisión clase 1 ó 1,6. Ejecuciones: Llenado de glicerina, contactos eléctricos, marcas personalizadas,... etc. (Otras, consultar). 3. MANOMETROS DE BAJA PRESION. Manómetros a cápsula, serie BAJA PRESION. En diámetros 63, 100 ó 160. Montaje radial, posterior, borde dorsal o borde frontal (según modelos). Material: caja en acero pintado en negro o acero inoxidable. Racord – cápsula en latón o acero inoxidable. Conexiones 1/4",1/2" GAS, según modelos. (Otras bajo demanda). Rangos de 0 – 2,5 mbar a 0 – 600 mbar (según modelos), para vacío, vacío / presión o presión. Precisión clase 1,6. Otras ejecuciones, consultar
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4. MANOMETROS DIGITALES. Manómetros digitales con sensor integrado o independiente. Rangos de 0 – 30 mbar a 0 – 2000 bar ó –1+2 bar a –1 +20 bar. Precisiones del ± 0,2 %, ± 0,1 % ó 0,05% sobre el fondo de escala. Opciones con selección de unidades, valor máximo y mínimo, tiempo de funcionamiento, puesta a cero, salida vía RS232 para volcado de datos y software. IMPORTANCIA DEL MANOMETRO El manómetro es un instrumento que se emplea para la medición de la presión en los fluidos y que generalmente procede determinando la diferencia que hay entre la presión del fluido y la presión local. En el mundo de la mecánica, por ejemplo, la presión es considerada como una fuerza por unidad de superficie que es ejercida por un determinado líquido o por un determinado gas, de manera perpendicular y sobre dicha superficie. La medición de la presión suele realizarse en atmósferas, en atm; también mediante el Sistema Internacional de Unidades, al tiempo que es expresada en newtons por metro cuadrado. En el caso de los manómetros, cuando éstos deben indicar fluctuaciones sumamente rápidas de presión, tienen que usar unos sensores, que bien pueden ser piezoeléctricos o electrostáticos. Dichos sensores proporcionan una solución más que eficaz al problema de las fluctuaciones inusitadas, que se suscitan con mucha velocidad. Cabe mencionarse que la mayoría de estos instrumentos miden la diferencia que se produce entre la presión con la que cuenta el fluido y la presión de la atmósfera local. Por esta razón, a esta última presión hay que sumarla al valor que indica el manómetro. Con esto se logra hallar la presión absoluta. En aquellos casos en los cuales se obtiene una medida negativa en el instrumento, hay que adjudicarla a una situación de vacío parcial. Las presiones medidas con los manómetros pueden variar y tener distintos rangos. Por ejemplos, hay presiones que oscilan entre los 10-8 y 10-2 mm de mercurio de presión absoluta en aquellas aplicaciones consideradas como de alto vacío; hasta también arribar a miles de atmósferas en prensas y controles hidráulicos. Mediante la persecución de fines de índole experimental se han podido obtener presiones pertenecientes al orden de millones de atmósferas. Por otra parte, en la atmósfera el peso de la columna de aire a medida – que aumenta la altitud – es cada vez menor, razón por la cual se produce de manera consecuente una disminución de la presión atmósfera local. De esta manera, la presión baja de su valor de 101.325 Pa al nivel del mar hasta 2.350 Pa a 10.700m. En cuanto a otra variedad de presión, la denominada “presión parcial”, se trata de una clase de presión efectiva que eje rce un componente gaseoso, que haya sido previamente determinado en una mezcla de gases. En cuanto a 22
la “presión atmosférica total”, la misma es el resultado de la suma de las presiones
parciales de todos sus componentes: el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y los gases nobles. Podemos mencionar a un modelo de manómetro llamado Burdon. Es un instrumento mecánico de medición de las presiones que utiliza, a modo de elemento sensible, un tubo de metal que se encuentra curvado o torcido, y que pertenece a una sección transversal aplanada. Uno de los extremos de dicho tubo permanecerá cerrado y, por esta razón, la presión que deberá ser medida se aplicará por el otro extremo. A medida que la presión va en aumento, el tuvo comenzará a adquirir una sección circular y, a su vez, empezará a enderezarse. El movimiento que se produzca del extremo cerrado va a efectuar la medición de la presión interior y a provocar otro movimiento, el de la aguja. Otro modelo es el llamado manómetro de columna de líquida. Consta, como su nombre lo indica, de una columna líquida que es empleada en la medición de la diferencia entre las presiones de ambos fluidos. Este manómetro se constituye en el patrón base a la hora de realizar una medición de todas las ínfimas diferencias de presión que pueden llegar a suscitarse. Un modelo más que podemos mencionar es el manómetro de tubo inclinado, que a su vez pertenece a los tinteros que tienen ajuste de cero. El mismo se emplea para la medición de todas las presiones manométricas que son inferiores a los 250mm de columna de agua. En cuanto a la operación, hay que mencionar que la rama más extensa debe ser inclinada con respecto a la vertical para que se produzca un alargamiento de la escala. Asimismo, se pueden encontrar manómetros de tubo en U, que tienen las dos ramas ligeramente inclinadas, para la medición de las diferencias más pequeñas de presión.
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JUNTAS FLEXIBLES
CARACTERISTICAS – FN Material: AISI 321 Temperatura máxima de funcionamiento: 500° C Presión máxima de funcionamiento: (ver tabla dimensiones)
CARACTERISTICAS - ESA FLEX Material: AISI 321 Bridas llanas UNI EN 1092-1 PN10 Fe ST37 Temperatura máxima de funcionamiento: -10 +70 °C Presión máxima de funcionamiento: PS 6 Bar
Conforme a la norma PED 97/23/CE a petición
APLICACIONES Conexión líneas gas y aire quemadores de cada tipo. Compensación de la dilatación térmica en tuberías para fluidos Calientes. DESCRIPCION Los flexibles se usan en tuberías de gas y de aire de baja presión y líneas gas. Simplifican y aceleran la instalación de las tuberías consintiendo una cierta adaptación de la longitud y de la alineación. Las juntas flexibles también han sido proyectadas para prevenir daños a quemadores, válvulas, reguladores eliminando las tensiones, las desalineaciones y las dilataciones térmicas. Los flexibles FN están constituidos por un tubo de acero sin trenzar, corrugado, terminado con niples de acero soldados en ambos extremos, mientras la serie ESA FLEX está constituida por un tubo de acero sin trenzar, corrugado, terminado en los extremos con dos bridas giratorias de acero al carbono. Cuando estos flexibles se emplean para conectar tubos sin alinear, el montador tendrá que doblarlos antes de la instalación a fin que no se aplique ninguna fuerza al quemador o a la tubería durante el cierre de la brida o del racor. 24
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CONCLUSION
Posteriormente de haber finalizado nuestro trabajo de investigación, utilizando los diferentes métodos para obtener información sobre el tema válvulas convencionales, se logro comprender que:
La importancia que tiene el conocer los diferentes tipos de válvulas convencionales ya que cada una posee características especiales que aportan en su utilización una trabajabilidad especifica en cuanto a su funcionamiento, esto con el objetivo de proporcionar a cualquier proyecto hidráulico un mejor funcionamiento, en cuanto a su desempeño como también en su mantenimiento.
Las aplicaciones de donde se deben de utilizar las válvulas son especificas esto debido de que cada una de las antes mencionadas se fabrican con particularidades especiales.
Es conveniente mencionar que existe una diversidad de válvulas convencionales esto en cuanto a sus costos, tamaños y marcas, debido a su alta demanda que se proporciona en el mercado.
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ANEXOS
Válvula de compuerta
Válvula de compuerta vástago ascendente
Válvula de compuerta recta
Válvula de mariposa
Válvula de mariposa
con
Válvula de compuerta normal
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Válvula de globo
Válvula de globo
Válvula de globo
Válvula de globo
Válvulas de compuerta
Válvulas de mariposa
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Válvula Check o Retension
Válvula Check con resorte
Manómetro de tubo en U
Manómetro de tintero
Manómetro de tubo inclinado
Experimento de torricelli
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Manómetro de Mcleod
Manómetro de Mcleod
Manómetro de columna
Manómetro standard
Manómetro de baja presión
Manómetro digital
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