Tipos de Válvulas ¿Para qué sirven las válvulas? ¿Qué tipo de válvulas existen? ¿Qué funciones tienen los principales tipos de válvulas?
Tema: Tipos de Válvulas Fecha:25-May-2006 Fuente:QuimiNet Sectores relacionados:Maquinaria relacionados:Maquinaria y Equipo, Automatización y control,Tratamiento control ,Tratamiento de agua
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Válvula
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Todo fluido, al ser transportado por medio de tuberías, requiere un control de flujo, un método que impida su retorno y que libere el exceso de presión cuando ésta sobrepase ciertos límites de seguridad. Para cumplir estas funciones se utilizan las válvulas. La elección de las válvulas es simple. Se debe tener en cuenta su capacidad, la clase de fluido, la temperatura del fluido, la clase y el tipo de tubería en la cual se debe instalar, la forma de realizar las conexiones, la manera como se va a operar y, finalmente, las facilidades para su buen manejo. Entre las distintas variedades de válvulas están las siguientes:
Válvulas de retención o válvula check La función principal de esta válvula es evitar el cambio de dirección del fluido que se conduce a través de la tubería. Hay de dos tipos distintos, conocidos como válvulas de retención a bisagra y de retención horizontal.
Válvulas de compuerta Permite el paso del flujo en posición completamente abierta y lo restringe en la posición completamente cerrada, con la mínima pérdida de carga posible. Cuando la válvula está en posición abierta, no solo facilita el paso del fluido en línea recta sino que, además, la sección mantiene la misma área de la tubería a la cual está unida.
Válvulas de globo.
Las válvulas de globo sirven para regular o limitar el paso de un fluido. Están construidas de tal modo que cuando el fluido pasa, producen un cambio en la dirección e incrementan su resistencia al paso en forma gradual, según la posición de cierre. Para diámetros mayores de 12 pulgadas, estas válvulas son poco usadas, debido al gran esfuerzo que requieren para ser operadas bajo alta presión. En diámetros menores a una pulgada, para regular el flujo con mayor precisión, se usa otra versión de la válvula de globo, que tiene un vástago de forma cónica. Este es muy alargado y se conoce con el nombre de válvula de aguja.
Válvulas reguladoras de presión Se utilizan cuando es necesario reducir la presión, manteniéndola en valores prefijados, al margen de la cantidad de fluido que pasa a través de ellas.
Válvulas reguladoras de caudal Las válvulas reguladoras de caudal funcionan de manera similar a las reguladoras de presión, reduciendo y manteniendo el caudal de salida. En las plantas de tratamiento, estas válvulas son muy utilizadas en diámetros mayores de seis pulgadas para mantener constante el caudal de operación de los filtros rápidos de este tipo.
Válvulas de alivio de presión Se utilizan en tanques de presión, calderas, etcétera, donde es necesario evitar que un exceso de presión pueda causar daño en las instalaciones. Están reguladas para una determinada presión de apertura. Permanecen cerradas en funcionamiento normal y solo se abren si el fluido sobrepasa la presión requerida, liberando el exceso.
Válvula reguladora de altitud Se utiliza principalmente para mantener el nivel del agua en los reservorios, de modo que el ingreso se interrumpa apenas el nivel llegue a la altura deseada.
Válvula de purga de aire El aire acumulado en los puntos altos provoca la reducción del flujo de agua, produciendo un aumento de pérdida de carga y una disminución del caudal. Para evitar esta acumulación es necesario instalar válvulas de aire. Estas pueden ser de accionamiento automático o manual.
Válvulas de cierre 8.5.2.1 Definición Son aquellas válvulas cuya función es la de cerrar o aislar secciones de tubería y son diseñadas para usarlas completamente abiertas o cerradas. Las válvulas clasificadas como válvulas de cierre, deberán cumplir las siguientes cláusulas según el tipo apropiado de válvula. 2.2 Válvulas de compuerta Las válvulas de compuerta que vayan a ser empleadas como válvulas de cierre
para las líneas secundarias de distribución deben cumplir con los requerimientos de la Norma RGG 059-96 de SEDAPAL basada en la NTP-ISO-7259 para válvulas con asiento elástico y ser adecuadas para uso frecuente. Los vástagos de las válvulas deben ser de tipo no ascendente. El sello de los vástagos de las válvulas debe ser del tipo de glándula de material elástico y debe poder ser reemplazado con la válvula completamente abierta y la tubería bajo presión. 8.5.2.3 Válvulas de mariposa Las válvulas de mariposa deben cumplir con la Norma AWWA C504-87 excepto en lo especificado aquí. Las válvulas deben ser adecuadas para ser instaladas en cualquier posición. El Contratista debe proporcionar detalles de los materiales de fabricación y diseño de las válvulas de mariposa, incluyendo la ruta de acceso para reparar o reemplazar sellos, y también proporcionar evidencia que muestre que los materiales propuestos y los diseños para los dispositivos de sellos y de los asientos han tenido un funcionamiento satisfactorio en condiciones similares a aquellas que se espera tendrán que soportar durante su funcionamiento. Las bridas y los cubos para alojar los cojinetes de transmisión deberán estar fundidos integralmente con el cuerpo de la válvula a no ser que se especifique lo contrario o se muestre otra cosa en los planos. Todos los cojinetes deben ser del tipo que no necesita mantenimiento y auto-lubricados o sellados. Los discos huecos o cualquier otro elemento fundido que tenga vacíos deberán estar provistos de tapones roscados herméticos. Los discos deberán ser capaces de mantener su posición de apertura y cierre total sin la caja de engranajes. Los topes deben ser capaces de absorber completamente todo el torque de operación con un factor de seguridad de diseño de 5. Los sellos de los ejes, cuando se usen, deberán ser del tipo anillo elástico.
Donde se especifique que las válvulas deben ser adecuadas para su sumergencia bajo agua, todas las partes de laa válvula incluyendo los sellos y la caja de engranajes deben ser adecuadas para quedar permanentemente sumergidos en agua bajo la carga hidrostática especificada. No se requiere que las válvulas sean del tipo a prueba de fuego. A no ser que se especifique lo contrario, el vástago de la caja de engranajes para encajar la manivela o T (cruceta), o para conectar con un actuador deberá quedar vertical una vez que se haya instalado la válvula. Las válvulas de mariposa usada como válvulas de cierre o aisladora deben tener asientos elásticos a no ser que se especifique lo contrario. El sello de la válvula deberá ser elástico, durable, reemplazable y formado de un material aprobado. El sello de la válvula deberá estar fijado seguramente ya sea en una muesca maquinada en el cuerpo de la válvula o al borde del disco por piezas de sujeción del sello u otro mecanismo de retención equivalente, de manera que evite las fugas de agua bajo el sello y fije con seguridad el sello en su posición durante la apertura y cierre del disco de la válvula. Las piezas de retención del sello deben ser de acero inoxidable y estar fijadas en forma segura al cuerpo o disco con sujetadores de acero inoxidable. El sello y sus piezas de retención deben ser ajustables para asegurar la estanqueidad y minimizar las fuerzas de fricción del asentado y desasentado. Cuando todas las piezas de retención del sello están en su lugar, los bordes terminados del sello deben encajar perfectamente y la superficie debe ser uniforme con todos los sujetadores a ras en el pasaje de agua de manera que ofrezcan la menor resistencia posible al flujo de agua a través de la válvula. No se aceptará que los asientos de la válvula se extiendan sobre la cara de las bridas para asegurarlos en su lugar o que requieran lijado superficial y/o la
instalación a mano del disco, o los diseños que requieran que la brida de la tubería adyacente retenga el asiento en su lugar y resista la presión en la línea, a no ser que el Ingeniero los apruebe expresamente. 8.5.3 Válvulas de aire 8.5.3.1 Definición Estas se definen como válvulas cuya función es admitir la entrada de aire a una tubería o liberar el aire atrapado en ella, y que deben cumplir con la Norma AWWA C512-92 y las especificaciones definidas aquí. 3.2 General Cada válvula de aire o purga debe estar provista de una válvula aisladora de manera que se pueda efectuar labores de mantenimiento de la válvula de aire mientras la tubería está en servicio. Las bolas o flotadores deberán ser de plástico ABS, vulcanita, metal recubierto de caucho o acero inoxidable. Las bolas y los asientos deberán estar diseñados de manera de minimizar el riesgo de adhesión de la bola al asiento. Los flotadores de las válvulas de aire deben asentarse en el orificio o producir el cierre del orificio sin que se produzcan fugas de agua para cualquier presión medida en la válvula comprendida entre 0.1 kg/cm2 y la máxima presión de trabajo. Los orificios deberán ser de nylon, bronce o acero inoxidable. 8.5.3.3 Válvulas de aire de doble orificio (de triple función) Las válvulas de aire de doble orificio deben, dentro de una sola unidad de válvula, cumplir todas las funciones tanto de las válvulas de aire de orificio pequeño como de las válvulas de aire de gran orificio y deben cumplir con los requerimientos para ambas válvulas como se indica previamente 8.5.4 Hidrantes contra incendio Los hidrantes contra incendio deberán ser del tipo de pedestal de cuerpo seco y
cumplir con la norma CTPS-E-03 aprobada con R.G.G. 249-2000 y los requerimientos de la normas de la NFPA. El cabezal debe ser capaz de rotar para permitir el adecuado alineamiento de la boquilla y la instalación de los aditamentos necesarios sin necesidad de cerrar el paso de agua. 8.5.5 Vástagos operativos (espigas roscadas) y cubiertas Los vástagos operativos y sus extensiones, para válvulas operadas por una llave T (cruceta) deben estar recubiertos. La extensión de los vástagos debe ser de sección circular. Para las válvulas instaladas en cámaras, la extensión de los vástagos debe estar provista de cojinetes adecuados soportados rígidamente en ménsulas espaciadas a no mas de 1500 mm una de otra. Para las válvulas enterradas el vástago debe estar soportado en el interior de un tubo de protección contenido en un soporte hecho a propósito y fijado al extremo superior de la válvula y provisto con las guías para el vástago que sean necesarias. Los cojinetes y vástagos deben ser adecuadamente protegidos contra la corrosión. Los vástagos deben ser de acero inoxidable excepto donde se especifique otra cosa. Los acoples para la extensión de los vástagos deben ser robustos y estar provistos con los pasadores de sujeción adecuados para soportar el corte y prevenir el desgarre. Los vástagos incluyendo todos los elementos de fijación, montantes y acoples deben ser diseñados para soportar el máximo torque operativo con un factor de seguridad de 2.
Definición de los tipos de válvulas especiales 8.6.3.1 Válvula tipo globo
Válvula (de control) que actúa mediante una tapa trabajando sobre una abertura circular horizontal entre la cámara de entrada y la cámara de salida de la válvula. La tapa es accionada por desbalance de la presión en los dos lados de un pistón o de un diafragma siendo la presión ajustada mediante un piloto alimentado de dos conexiones de control. La posición de la válvula para un juego de condiciones puede cambiarse mediante un ajuste del piloto. Variantes: (A) Globo simple, como se ha descrito arriba. (B) Globo control, con asiento dentado. 8.6.3.2 Válvula de flotador para llenado de cisternas Válvula tipo globo accionada por un elemento flotador que efectué el cierre cuando se llena la cisterna y se abre cuando baja el nivel de un valor predeterminado. 8.6.3.3 Válvulas de retención (check) Las válvulas de retención serán del tipo de charnela con cierre amortiguado (“cushioned swing check”). La función de la válvula es permitir el flujo en una
dirección solamente, cerrarse completamente cuando la presión aguas abajo excede la presión de entrada al detenerse la bomba y cerrarse sin causar golpes. 8.6.3.4 Válvula de alivio de presión Se trata de una válvula tipo globo de funcionamiento hidráulico, con accionador de diafragma, de doble cámara y regulada por pilotos; tiene por finalidad proteger a los sistemas de bombeo de los efectos negativos del aumento brusco de presión (golpe de ariete), como consecuencia de la parada de los equipos de bombeo o cierre intempestivo de válvulas. 5 Tiempo de cierre de las válvulas Los mecanismos manuales y eléctricos de operación de las válvulas no deben permitir que su movimiento desde 100% abierto a 100% cerrado sea efectuado en
menor tiempo de los tiempos mínimos indicados en la relación del siguiente cuadro. El tiempo de cierre total debe ser entre el tiempo mínimo permitido y un tiempo 3 veces el tiempo mínimo permitido. TIEMPO MÍNIMO ACEPTABLE DE CIERRE DE LAS VÁLVULAS Tiempos mínimos de cierre según tipo de válvula (segundos) Tipo 1 2 3 4 Diámetro (mm) Globo asiento dentado Globo simple Mariposa Compuerta 150 35 45 40 40 200 35 45 40 40 250 a 300 45 55 60 60 400 a 700 60 75 70 70
http://www.sedapal.com.pe/Contenido/licitaciones/LPI003-2011-JICA-KFW/LPI%20N%200032011-JICA-KFWSEDAPAL/VOLUMEN%202/ESPECIFICACIONES%20TECNICAS/08%20Valvulas%20e%20Hidrantes .pdf
