TRABAJO DE INVESTIGACIÓN VÁLVULAS
Índice 1. Misión ………………………………………………………………………………………………… …………………………… 2 2. Impo Import rtan anci cia a ………………………………………………………………………………………………… …………………… 2 3. Válvu lvulas las ………………………………………………………………………………………………… …………………………. 2 3.1. Defnición ………………………………………………………….. ……………………………………………….. 2 3.2. Clasifc ifcación ión ………………………………………………….. ……………………………………………………. 3 3.3. 3.3. Comp Compar arac ació ión n del del caud caudal al para para die dierrente entess esta estado doss del del aua aua ……………..…………………. 1! 3.". Caracter#sticas …………………………………………………………………………………. ………………… 1$ 3.!. %anancia de una válvula ……………………………………………………………………………….…….. 1& ". 'unción de transe transeren rencia cia de una válvu válvula la ………………………………………………………………………….. 1( ".1. Introducción ………………………………………………………………………………………… ……………… 1( ".2. ".2. )nál )nális isis is comp compa arati rativo vo de las las car carac acte ter# r#st stic icas as de caud caudal al para para aplicaciones de control..2* !. Conc Conclu lusi sion ones es …………………………………………………………………………………………………. …………………. 22 $. +i,l +i,lio ior ra a#a #a ………………………………………………………………………………………. ………………………………. 22 VÁLVULAS 1. MI MISI SION ON
-as principales misiones de las válvulas son
/0plotación del sistema
-)+. D/ C4- 1
1
)islar tramos de conducción 4eular caudales 4eular presiones 5rotección de so,represiones 6 depresiones
2. IM IMPO PORTANC RTANCIA IA
/s importante eleir válvulas de tama7o correcto correcto 6a 8ue una válvula demasiado rande puede aumentar los re8uerimientos de mantenimiento 6 son di#ciles de controlar9 en cam,io una de tama7o reducido producir#a producir#a una mala operación en el la:o de control 6 una p;rdida en la producción. tro aspecto a tomar en cuenta es el coefciente de descara de la válvula
nicamente >nicamente del tama7o de la válvula sino tam,i;n de la cantidad de ?uido 8ue pasa por ;sta. Distintos tipos de válvulas se usan en procesos industriales controlados automáticamente. automáticamente. /l correcto uncionamiento de las plantas se ,asa en la adecuada selección selección del tipo de válvula válvula 6 su dimensionamiento dimensionamiento
3. VÁLVULA VÁLVULAS S
3.1.
Defnición
Defnición a) @na válvula se puede defnir como un aparato mecánico con
el cual se puede iniciar9 detener o reular la circulación
-as válvulas válvulas son son unos de los instrumentos de control control más más esenciales en la industria industria.. De,ido a su dise7o dise7o 6 6 materiales materiales99 las válvulas pueden a,rir 6 cerrar9 conectar 6 desconectar9 reular9 modular o aislar una enorme serie de l#8uidos 6 ases9 desde los más simples Aasta los más corrosivos o tó0icos. Bus tama7os van desde una racción de pulada Aasta 3* t < m= o más de diámetro. 5ueden tra,aar con presiones 8ue van desde el vació Aasta mas de 2**** l,EinF <1"* Mpa= 6 temperaturas desde las crio;nicas Aasta 1!** G' <(1! GC=. /n alunas inst insta alac lacione ioness se re8uie 8uierre un sella ellado do a,sol ,solut uto oH en otra otrass9 las las ua uas o escurrimientos escurrimientos no tienen importancia. -a pala,ra ?uo e0presa el movimiento movimiento de de un ?uido9 pero tam,i;n sinifca para nosotros la cantidad total de ?uido 8ue Aa pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el ?uo por unidad de tiempo tiempoHH es decir9 la cantidad de ?uido 8ue circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo. Defnición b) De acuerdo con IB9 la válvula es nom,re en;rico para un
dispositivo con caracter#sticas móviles 8ue permite a,rir 6 cerrar una v#a de circulación con el fn de permitir9 prevenir prevenir ó controlar el ?uo de ?uidos. ?uidos . -)+. D/ C4- 1
2
Defnición c) /s una pie:a mecánica usada para modifcar el ?uo o el
?uido 8ue pasa a trav;s de ella9 la acción de la válvula es causada por el movimiento de cierre de un elemento
manuales o automáticos 8ue manipulan directamente el ?uo de l#8uidos o ases. 5ara 8ue una válvula act>e de manera adecuada de,e ser sufcientemente rápida para correir las pertur,aciones9 no de,e operar cerca de ninuno de los e0tremos 6 ser esta,le a lo laro de todo el recorrido. 3.2.
Clasifcación 3.2.1. Clasifcación a)
Válvulas ! C"#$%"l . /l termino válvula de control se refere mas a la unción 8ue al tipo de válvula9 es decir es cual8uier válvula 8ue sirva para reular el estado del ?uo a trav;s de la tu,er#a. -as válvulas de control son interesantes por su uso en ?uos sin crear e0ceso de cavitación o perdidas de ca,e:a 6 pueden ser usadas en cual8uier condición de ?uo. Válvulas ! C"&'u!%$a. /ste tipo de válvula posee un cuerpo totalmente encerrado con un disco o puerta de orma rectanular o circular9 la cual se mueve perpendicular a la dirección del ?uo. -a válvula de compuerta supera en n>mero a los otros tipos de válvulas en servicio en donde se re8uiere circulación interrumpida 6 poca ca#da de presión. Cuando la válvula esta a,ierta del todo9 se eleva por completo la compuerta uera del conducto del ?uo9 por lo cual el ?uido pasa en l#nea recta por un conducto 8ue suele tener el mismo diámetro de la tu,er#a. Válvulas ! C"#"( B"la ) Ma*+". /stos tres tipos de válvulas son similares en su unciónH la parte móvil de la válvula es eneralmente en orma cónica con un auero a trav;s de la válvula por el cual el ?uido atraviesa. Cuando la válvula esta completamente a,ierta no Aa6 ,lo8ueos para el ?uo 6 por lo tanto no e0isten perdidas en la ca,e:a. Cuando la válvula no se encuentra a,ierta completamente e0isten dos puntos de reulación9 uno en la entrada 6 otro en la salida9 esta caracter#stica da a la válvula de cono meores caracter#sticas 8ue la válvula de puerta 6 de mariposa. Válvulas ! Gl",". /ste estilo de válvulas son ampliamente utili:adas tanto con control manual como con control automático. /l ?uo normal es de i:8uierda a derecAa pero esta válvula puede operar en reversa. Con el cam,io del tipo de control una válvula de lo,o puede mantener constante la presión de entrada9 la presión de salida9 la rata de ?uo9 act>a como un controlador de la presión 6 de posi,les oleaes en la tu,er#a.
3.2.2. Clasifcación ,= P"% la "'!%a$-v-a !l ",$u%a"% ! la válvula
-a orma como se despla:a el o,turador defne la eometr#a 6 modo de uncionamiento de la válvula. -)+. D/ C4- 1
3
J L-#!al!s
J Control 4eular la presión E caudal. J Cierre por so,revelocidad del ?uido.
J +aasE)ltas temperaturas. J 5resiones altas. J 4ieso de cavitación. J Caracter#sticas corrosivas del ?uido. J 'luide:Eviscosidad %as9 l#8uido9 sólidos. J 4e8uerimientos Aii;nicos
J ivel de uas admisi,le. J Cone0ión a la tu,er#a. J @na >nica dirección del ?uido o ,idireccional J >mero de puertosEentradas la ma6or#a de las válvulas tienen dos puertos9 uno de entrada 6 otro de salida. )lunas aplicaciones pueden tener una confuración multipuerto9 pueden ser entonces válvulas de tres o de cuatro vias. J )nulo 8ue orma el puerto de entrada 6 salida de la válvula. J 5roceso de a,ricación mecanoLsoldada o undición9 recu,rimientos
-)+. D/ C4- 1
"
3.2.3. Clasifcación c= Válvulas ! *"&'u!%$a.
-a válvula de compuerta es de vueltas m>ltiples9 en la cual se cierra el orifcio con un disco vertical de cara plana 8ue se desli:a en ánulos rectos so,re el asiento
5-u%a 1 Válvula de compuerta.
•
R!*"&!#aa 'a%a Bervicio con apertura total o cierre total9 sin estranulación.
•
5ara uso poco recuente.
•
5ara resistencia m#nima a la circulación.
•
5ara m#nimas cantidades de ?uido o li8uido atrapado en la tu,er#a.
•
A'l-*a*-"#!s Bervicio eneral9 aceites 6 petróleo9 as9 aire9 pastas semil#8uidas9 l#8uidos espesos9 vapor9 ases 6 l#8uidos no condensa,les9 l#8uidos corrosivos. V!#$a6as )lta capacidad.
•
Cierre Aerm;tico.
•
+ao costo.
•
Dise7o 6 uncionamiento sencillos.
•
5oca resistencia a la circulación.
•
D!sv!#$a6as Control defciente de la circulación.
•
Be re8uiere mucAa uer:a para accionarla.
•
5roduce cavitación con ,aa ca#da de presión.
•
De,e estar cu,ierta o cerrada por completo.
•
-a posición para estranulación producirá erosión del asiento 6 del disco. -)+. D/ C4- 1
!
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Va%-a*-"#!s Cu7a maci:a9 cu7a ?e0i,le9 cu7a dividida9 disco do,le.
Materiales Cuerpo ,ronce9 Aierro undido9 Aierro9 acero orado9 Monel9 acero undido9 acero ino0ida,le9 plástico de 5VC. Componentes diversos. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" -u,ricar a intervalos periódicos.
Correir de inmediato las uas por la empa8uetadura. /nriar siempre el sistema al cerrar una tu,er#a para l#8uidos calientes 6 al compro,ar 8ue las válvulas est;n cerradas. o cerrar nunca las llaves a la uer:a con la llave o una palanca. ),rir las válvulas con lentitud para evitar el cAo8ue Aidráulico en la tu,er#a. Cerrar las válvulas con lentitud para a6udar a descarar los sedimentos 6 mure atrapados. Es'!*-*a*-"#!s 'a%a !l '!-" ipo de cone0iones de e0tremo.
•
ipo de cu7a.
•
ipo de asiento.
•
ipo de vástao.
•
ipo de ,onete.
•
ipo de empa8uetadura del vástao.
•
Capacidad nominal de presión para operación 6 dise7o.
•
Capacidad nominal de temperatura para operación 6 dise7o. Válvulas ! &a*+"
-a válvula de macAo es de de vuelta9 8ue controla la circulación por medio de un macAo cil#ndrico o cónico 8ue tiene un auero en el centro9 8ue se puede mover de la posición a,ierta a la cerrada mediante un iro de *G
-)+. D/ C4- 1
$
5-u%a 2 Válvula de macAo.
•
R!*"&!#aa 'a%a Bervicio con apertura total o cierre total.
•
5ara accionamiento recuente.
•
5ara ,aa ca#da de presión a trav;s de la válvula.
•
5ara resistencia m#nima a la circulación.
•
5ara cantidad m#nima de ?uido atrapado en la tu,er#a.
•
A'l-*a*-"#!s Bervicio eneral9 pastas semil#8uidas9 l#8uidos9 vapores9 ases9 corrosivos.
•
Ventaas
•
)lta capacidad.
•
+ao costo.
•
Cierre Aerm;tico.
•
'uncionamiento rápido.
•
D!sv!#$a6as 4e8uiere alta torsión
•
Desaste del asiento.
•
Cavitación con ,aa ca#da de presión.
•
•
•
•
Va%-a*-"#!s -u,ricada9 sin lu,ricar9 orifcios m>ltiples.
Materiales Nierro9 Aierro d>ctil9 acero al car,ono9 acero ino0ida,le9 aleación 2*9 Monel9 n#8uel9 Nastello69 camisa de plástico. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" Dear espacio li,re para mover la mania en las válvulas accionadas con una llave. -)+. D/ C4- 1
&
•
•
/n las válvulas con macAo lu,ricado9 Aacerlo antes de ponerlas en servicio. /n las válvulas con macAo lu,ricado9 lu,ricarlas a intervalos periódicos.
•
Es'!*-*a*-"#!s 'a%a '!-" Material del cuerpo.
•
Material del macAo.
•
Capacidad nominal de temperatura.
•
Disposición de los orifcios9 si es de orifcios m>ltiples.
•
-u,ricante9 si es válvula lu,ricada. Válvulas ! l"," @na válvula de lo,o es de vueltas m>ltiples9 en la cual el cierre se lora por medio de un disco o tapón 8ue sierra o corta el paso del ?uido en un asiento 8ue suele estar paralelo con la circulación en la tu,er#a
•
5-u%a 3 Válvula de lo,o. R!*"&!#aa 'a%a /stranulación o reulación de circulación.
•
5ara accionamiento recuente.
•
5ara corte positivo de ases o aire.
•
Cuando es acepta,le cierta resistencia a la circulación.
•
•
A'l-*a*-"#!s Bervicio eneral9 l#8uidos9 vapores9 ases9 corrosivos9 pastas semil#8uidas. V!#$a6as /stranulación efciente con estiramiento o erosión m#nimos del disco o asiento.
Carrera corta del disco 6 pocas vueltas para accionarlas9 lo cual reduce el tiempo 6 desaste en el vástao 6 el ,onete.
•
Control preciso de la circulación.
•
Disponi,le con orifcios m>ltiples. -)+. D/ C4- 1
(
•
•
•
D!sv!#$a6as %ran ca#da de presión.
Costo relativo elevado. Va%-a*-"#!s ormal
•
ipo de disco.
•
ipo de asiento.
•
ipo de vástao.
•
ipo de empa8uetadura o sello del vástao.
•
ipo de ,onete.
•
Capacidad nominal para presión.
•
Capacidad nominal para temperatura. Válvulas ! ,"la -as válvulas de ,ola son de de vuelta9 en las cuales una ,ola taladrada ira entre asientos elásticos9 lo cual permite la circulación directa en la posición a,ierta 6 corta el paso cuando se ira la ,ola *G 6 cierra el conducto
5-u%a 7 Válvula de ,ola.
•
•
R!*"&!#aa 'a%a 5ara servicio de conducción 6 corte9 sin estranulación.
Cuando se re8uiere apertura rápida. -)+. D/ C4- 1
•
5ara temperaturas moderadas.
•
Cuando se necesita resistencia m#nima a la circulación.
•
A'l-*a*-"#!s Bervicio eneral9 altas temperaturas9 pastas semil#8uidas. V!#$a6as +ao costo.
•
)lta capacidad.
•
Corte ,idireccional.
•
Circulación en l#nea recta.
•
5ocas uas.
•
Be limpia por si sola.
•
5oco mantenimiento.
•
o re8uiere lu,ricación.
•
•
•
ama7o compacto. Cierre Aerm;tico con ,aa torsión
•
)lta torsión para accionarla.
•
Buscepti,le al desaste de sellos o empa8uetaduras.
•
5ropensa a la cavitación.
•
•
•
Va%-a*-"#!s /ntrada por la parte superior9 cuerpo o entrada de e0tremo divididos ctil9 ,ronce9 latón9 aluminio9 aceros al car,ono9 aceros ino0ida,les9 titanio9 tántalo9 :irconioH plásticos de polipropileno 6 5VC. )siento '/9 '/ con llenador9 6lon9 +unaL9 neopreno. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" Dear sufciente espacio para accionar una mania lara. Es'!*-*a*-"#!s 'a%a !l '!-" emperatura de operación.
ipo de orifcio en la ,ola. Material para el asiento. -)+. D/ C4- 1
1*
•
Material para el cuerpo.
•
5resión de uncionamiento.
•
rifcio completo o reducido.
•
/ntrada superior o entrada lateral. Válvulas ! &a%-'"sa -a válvula de mariposa es de de vuelta 6 controla la circulación por medio de un disco circular9 con el ee de su orifcio en ánulos rectos con el sentido de la circulación
5-u%a 8 Válvula de mariposa.
•
R!*"&!#aa 'a%a Bervicio con apertura total o cierre total.
•
Bervicio con estranulación.
•
5ara accionamiento recuente.
•
Cuando se re8uiere corte positivo para ases o l#8uidos.
•
Cuando solo se permite un m#nimo de ?uido atrapado en la tu,er#a.
•
5ara ,aa ciada de presión a trav;s de la válvula.
•
A'l-*a*-"#!s Bervicio eneral9 l#8uidos9 ases9 pastas semil#8uidas9 l#8uidos con sólidos en suspensión. V!#$a6as -iera de peso9 compacta9 ,ao costo.
•
4e8uiere poco mantenimiento.
•
umero m#nimo de pie:as móviles.
•
o tiene ,olas o cavidades.
•
)lta capacidad.
•
Circulación en l#nea recta. -)+. D/ C4- 1
11
•
•
Be limpia por si sola. D!sv!#$a6as )lta torsión
•
Capacidad limitada para ca#da de presión.
•
5ropensa a la cavitación. Va%-a*-"#!s Disco plano9 disco real:ado9 con ,rida9 atornillado9 con camisa completa9 alto rendimiento. Ma$!%-al!s Cuerpo Aierro9 Aierro d>ctil9 aceros al car,ono9 acero orado9 aceros ino0ida,les9 aleación 2*9 ,ronce9 Monel. Disco todos los metalesH revestimientos de elastómeros como '/9 Q6nar9 +unaL 9 neopreno9 N6palon. )siento +unaL9 viton9 neopreno9 caucAo9 ,utilo9 poliuretano9 N6palon9 N6car9 '/. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" Be puede accionar con palanca9 volante o rueda para cadena. Dear sufciente espacio para el movimiento de la mania9 si se acciona con palanca. -as válvulas de,en estar en posición cerrada durante el maneo 6 la instalación.
•
•
Es'!*-*a*-"#!s 'a%a !l '!-" ipo de cuerpo.
ipo de asiento.
•
Material del cuerpo.
•
Material del disco.
•
Material del asiento.
•
•
•
ipo de accionamiento. 5resión de uncionamiento. emperatura de uncionamiento. Válvulas ! -a/%a&a -as válvulas de diarama son de vueltas m>ltiples 6 eect>an el cierre por medio de un diarama ?e0i,le sueto a un compresor. Cuando el vástao de la válvula Aace descender el compresor9 el diarama produce sellamiento 6 corta la circulación
-)+. D/ C4- 1
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5-u%a 9 Válvula de diarama.
•
R!*"&!#aa 'a%a Bervicio con apertura total o cierre total.
•
5ara servicio de estranulación.
•
5ara servicio con ,aas presiones de operación.
•
A'l-*a*-"#!s 'luidos corrosivos9 materiales peaosos o viscosos9 pastas semil#8uidas f,rosas9 lodos9 alimentos9 productos armac;uticos. V!#$a6as +ao costo.
•
o tienen empa8uetaduras.
•
o Aa6 posi,ilidad de uas por el vástao.
•
•
•
•
Inmune a los pro,lemas de o,strucción9 corrosión o ormación de omas en los productos 8ue circulan. D!sv!#$a6as Diarama suscepti,le de desaste.
/levada torsión al cerrar con la tu,er#a llena. Va%-a*-"#!s ipo con vertedero 6 tipo en l#nea recta.
•
Materiales
•
Metálicos9 plásticos maci:os9 con camisa9 en ran variedad de cada uno. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" -u,ricar a intervalos periódicos. o utili:ar ,arras9 llaves ni Aerramientas para cerrarla.
•
Es'!*-*a*-"#!s 'a%a !l '!-" Material del cuerpo.
•
Material del diarama.
•
Cone0iones de e0tremo. -)+. D/ C4- 1
13
•
ipo del vástao.
•
ipo del ,onete.
•
ipo de accionamiento.
•
•
5resión de uncionamiento. emperatura de uncionamiento. Válvulas ! a'%-!$! -a válvula de apriete es de vueltas m>ltiples 6 eect>a el cierre por medio de uno o mas elementos ?e0i,les9 como diaramas o tu,os de caucAo 8ue se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación
5-u%a : Válvula de apriete.
•
R!*"&!#aa 'a%a Bervicio de apertura 6 cierre.
•
Bervicio de estranulación.
•
5ara temperaturas moderadas.
•
Cuando Aa6 ,aa ca#da de presión a trav;s de la válvula.
•
5ara servicios 8ue re8uieren poco mantenimiento.
•
A'l-*a*-"#!s 5astas semil#8uidas9 lodos 6 pastas de minas9 l#8uidos con randes cantidades de sólidos en suspensión9 sistemas para conducción neumática de sólidos9 servicio de alimentos. V!#$a6as +ao costo.
•
5oco mantenimiento.
•
o Aa6 o,strucciones o ,olsas internas 8ue la o,stru6an.
•
Dise7o sencillo.
•
o corrosiva 6 resistente a la a,rasión.
-)+. D/ C4- 1
1"
•
•
•
•
D!sv!#$a6as )plicación limitada para vació.
Di#cil de determinar el tama7o. Va%-a*-"#!s Camisa o cuerpo descu,iertoH camisa o cuerpo metálicos aloados. Materiales CaucAo9 caucAo ,lanco9 N6palon9 poliuretano9 neopreno9 neopreno ,lanco9 +unaL 9 +unaLB9 Viton )9 ,utilo9 caucAo de siliconas9 '/. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" -os tama7os randes pueden re8uerir soportes encima o de,ao de la tu,er#a9 si los soportes para el tu,o son inadecuados. Es'!*-*a*-"#!s 'a%a !l '!-" 5resión de uncionamiento.
emperatura de uncionamiento.
•
Materiales de la camisa.
•
Camisa descu,ierta o aloada. Válvulas ! %!$!#*-4# ;*+!*<= ) ! !sa+"" ;al-v-"= Na6 dos cateor#as de válvulas 6 son para uso espec#fco9 más ,ien 8ue para servicio eneral válvulas de retención
•
•
R!*"&!#aa 'a%a Cuando se necesita resistencia m#nima a la circulación.
Cuando Aa6 cam,ios poco recuentes del sentido de circulación en la tu,er#a. -)+. D/ C4- 1
1!
•
5ara servicio en tu,er#as 8ue tienen válvulas de compuerta.
•
5ara tu,er#as verticales 8ue tienen circulación ascendente. A'l-*a*-"#!s 5ara servicio con l#8uidos a ,aa velocidad.
•
V!#$a6as 5uede estar por completo a la vista.
•
-a tur,ulencia 6 las presiones dentro de la válvula son mu6 ,aas.
•
/l disco en OPO se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tu,er#a. Va%-a*-"#!s Válvulas de retención con disco inclina,le. Ma$!%-al!s Cuerpo ,ronce9 Aierro undido9 acero orado9 Monel9 acero undido9 acero ino0ida,le9 acero al car,ono. Componentes diversos.
•
I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" /n las tu,er#as verticales9 la presión siempre de,e estar de,ao del asiento.
•
Bi una válvula no corta el paso9 e0aminar la superfcie del asiento.
•
Bi el asiento esta da7ada o escoriado9 se de,e esmerilar o reempla:ar.
•
)ntes de volver a armar9 limpiar con cuidado todas las pie:as internas. Válvulas ! %!$!#*-4# ! !l!va*-4# @na válvula de retención de elevación es similar a la válvula de lo,o9 e0cepto 8ue el disco se eleva con la presión normal e la tu,er#a 6 se cierra por ravedad 6 la circulación inversa.
•
5-u%a > Válvula de retensión
•
5ara uso con válvulas de lo,o 6 anulares.
•
5ara uso cuando la ca#da de presión a trav;s de la válvula no es pro,lema.
-)+. D/ C4- 1
1$
A'l-*a*-"#!s u,er#as para vapor de aua9 aire9 as9 aua 6 vapores con altas velocidades de circulación. •
•
V!#$a6as 4ecorrido m#nimo del disco a la posición de apertura total.
)cción rápida. Va%-a*-"#!s res tipos de cuerpos Aori:ontal9 anular9 vertical. ipos con ,ola
•
•
•
•
I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" -a presión de la tu,er#a de,e estar de,ao del asiento.
-a válvula Aori:ontal se instala en tu,er#as Aori:ontales. -a válvula vertical se utili:a en tu,os verticales con circulación ascendente9 desde de,ao del asiento. Bi Aa6 uas de la circulación inversa9 e0aminar disco 6 asiento. Válvula ! %!$!#*-4# ! &a%-'"sa @na válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido em,isarado en un ee en el centro del disco9 de modo 8ue un sello ?e0i,le sueto al disco este a "!G con el cuerpo de la válvula9 cuando esta se encuentra cerrada. -ueo9 el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo Aacia el centro de la válvula para a,rir por completo.
•
•
•
R!*"&!#aa 'a%a Cuando se necesita resistencia m#nima a la circulación en la tu,er#a.
Cuando Aa6 cam,ios recuentes en el sentido de la circulación. 5ara uso con las válvulas de mariposa9 macAo9 ,ola9 diarama o de apriete. A'l-*a*-"#!s Bervicio para l#8uidos o ases.
•
•
V!#$a6as /l dise7o del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de camisas de asiento.
Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.
-)+. D/ C4- 1
1&
•
'uncionamiento rápido.
•
-a sencille: del dise7o permite construirlas con diámetros randes.
•
Be puede instalar virtualmente en cual8uier posición. Va%-a*-"#!s Con camisa completa. Con asiento ,lando. Ma$!%-al!s Cuerpo acero9 acero ino0ida,le9 titanio9 aluminio9 5VC9 C5C+9 polietileno9 polipropileno9 Aierro undido9 Monel9 ,ronce. Bello ?e0i,le +unaL9 Viton9 caucAo de ,utilo9 '/9 neopreno9 N6palon9 uretano9 ordel9 6on9 caucAo de siliconas. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" /n las válvulas con camisa9 esta se de,e proteer contra da7os durante el maneo. Compro,ar 8ue la válvula 8ueda instalada de modo 8ue la a,ra la circulación normal. Válvulas ! !sa+"" ;al-v-"= @na válvula de desaAoo
•
•
•
5-u%a ? Válvula de desaAoo
o se re8uiere potencia au0iliar para la operación. Va%-a*-"#!s Beuridad9 desaAoo de seuridad. -)+. D/ C4- 1
1(
•
Construcción con diarama para válvulas utili:adas en servicio corrosivo. Ma$!%-al!s Cuerpo Aierro undido9 acero al car,ono9 vidrio 6 '/9 ,ronce9 latón9 camisa de '/9 acero ino0ida,le9 Nastello69 Monel. Componentes diversos. I#s$%u**-"#!s !s'!*-al!s 'a%a -#s$ala*-4# ) &a#$!#-&-!#$" Be de,e instalar de acuerdo con las disposiciones del Códio )BM/ para recipientes de presión sin ueo. Be de,e instalar en luares de ácil acceso para inspección 6 mantenimiento.
3.3.
Comparación del caudal para dierentes estados del aua
3.".
Caracter#sticas
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1
)8u# se relaciona el ?uo a trav;s de la válvula con la posición de la misma. /0isten 3 caracter#sticas principales9 estas son Lineal: /s cuando la relación del
caudal 6 la posición de la válvula son directamente proporcionales9 es decir el incremento del ?uo se mantiene constante a trav;s de todo el recorrido de la válvula. Válvulas con esta caracter#stica se las utili:a en procesos lentos 6 cuando la má0ima capacidad de la válvula de,e o,tenerse de manera rápida
'iura 1* Curvas caracter#sticas de las válvulas . Igual Porcentaje: /l caudal es proporcional al recorrido de la válvula 6 al
caudal de paso 8ue e0ist#a antes del incremento del recorrido9 es decir9 iuales incrementos del recorrido de la válvula proporcionan cam,ios de iual porcentae en el caudal 8ue pasa en ese momento. 5or eemplo9 1S en el cam,io en el recorrido de la válvula produce apro0imadamente 3.1S de incremento en el caudal. <)cedo9(= /stas válvulas se las utili:a en procesos rápidos o en los cuales la dinámica del sistema no es ,ien conocida. Apertura !pida /l caudal es má0imo cuando el recorrido de la válvula
es m#nimo. 5or lo eneral las válvulas con esta caracter#stica se utili:an para el control todoLnada9 en donde el ?uo de,e esta,lecerse rápidamente cuando la válvula comien:a a,rirse. 3.!.
%anancia de una valvula
/s el cam,io en el caudal con respecto al cam,io en el recorrido de la posición de la válvula9 o lo 8ue es iual a la pendiente de la curva caracter#stica de la válvula <)cedo9 &=. /n el caso 8ue la válvula sea lineal su anancia es constante 6 en el caso de la válvula con caracter#stica isoporcentual su anancia es iual -)+. D/ C4- 1
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*T -a ranea,ilidad se asocia estrecAamente con las caracter#sticas de la válvula9 ;sta se defne como la relación entre los caudales má0imo 6 m#nimo 8ue la válvula puede controlar. /l parámetro de ranea,ilidad U toma valores dependiendo de la caracter#stica inAerente de la válvula. ". 'unción de transerencia de una válvula ".1.
introduccion
/n cual8uier estudio de válvulas de control 6 sus caracter#sticas9 se de,en tomar en cuenta dos partes de la válvula en orma especial 5rimero9 el cuerpo de la misma9 sus aspectos eom;tricos 6 los materiales de construcción 6 en seundo luar9 el macAo o tapón de la válvula9 su eometr#a 6 sus materiales de construcción. -a eometr#a com,inada del cuerpo 6 el tapón determinan las propiedades de ?uo de la válvula. -a ma6or#a de las válvulas operan por medio de un actuador de posición lineal o aluna modifcación de este tipo de actuador. /stos actuadores colocan el macAo de la válvula en el orifcio9 en respuesta a una se7al proveniente del controlador automático o a trav;s de un auste mecánico manual. @na válvula neumática siempre tiene al>n retraso dinámico9 el cual Aace 8ue el movimiento del vapor no responda instantáneamente a la presión aplicada desde el controlador. Be Aa encontrado 8ue la relación entre el ?uo 6 la presión para una válvula lineal puede a menudo representarse por una unción de transerencia de primer ordenH esto es
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Donde "#s) varia,le manipulada $#s) se7al proveniente del controlador < presión o m)= 6 act>a so,re la
válvula % & constante de válvula <anancia al estado estacionario= t
&
Constante de tiempo de la válvula
/n mucAos sistemas prácticos9 la constante de tiempo de la válvula es mu6 pe8ue7a comparada con las constantes de tiempo de otros componentes del sistema de control <8ue se da en minutos=9 6 la unción de transerencia de la válvula puede ser apro0imada a una constante
+ao estas condiciones9 la válvula contri,u6e con un retardo dinámico desprecia,le. 5ara ustifcar la apro0imación de una válvula rápida mediante una unción de transerencia la cual se simplifca a % '9 considerar una válvula de primer orden 6 un proceso de primer orden conectados en serie
Diarama de ,lo8ues para una válvula de primer orden 6 un proceso de primer orden
Como se verá mas adelante se>n el ále,ra de ,lo8ues9 la unción de transerencia (#s)$#s) es
5ara un cam,io de una unidad de escalón en $
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/l inverso de esta ecuación es
Bi tv WW tp9 esta ecuación es apro0imadamente
*#t) #% '% )#1 + e,ttp ) p -a >ltima e0presión es la respuesta de la unción de transerencia
a una unidad de escalón9 de tal manera 8ue la com,inación de la válvula 6 el proceso es esencialmente de primer orden. /sto claramente demuestra 8ue9 cuando la constante de tiempo de la válvula es mu6 pe8ue7a comparada a la del proceso9 la unción de transerencia de la válvula puede ser tomada como % ' .
5-. 11 +lo8ue enerali:ado -#s) es la posición del vástao de la válvula 6 "#s)el ?uo de ?uido de proceso producido por la u,icación instantánea del vástao. 7.2. A#ál-s-s *"&'a%a$-v" ! las *a%a*$!%s$-*as ! *aual 'a%a a'l-*a*-"#!s ! *"#$%"l.
Be puede concluir 8ue e0isten caracter#sticas de caudal inAerente con anancia constante
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Q %anancia del controladorH Q % %anancia del actuador de la válvulaH Q V %anancia de la caracter#stica de caudal9 o anancia de la válvulaH Q 5 %anancia del procesoH %5 'unción de transerencia del procesoH Q %anancia del transmisorH % 'unción de transerencia del transmisor. -a caracter#stica de caudal adecuadamente seleccionada de,e contri,uir de orma 8ue la anancia de la:o a,ierto sea constante9 con lo 8ue se o,tendrá un sistema de control dinámicamente esta,le a cual8uier variación de cara. Be de,e se7alar 8ue se defne como anancia de la:o a,ierto 6 se la determina por el producto de las anancias individuales de cada elemento del sistema. De esta orma9 la anancia de la:o a,ierto del sistema de control dado en la fura 9 es Q X Q V X Q C X Q 5 X Q Q - constante donde Q - %anancia de la:o a,ierto. /n dicAa e0presión9 Q <anancia de controlador=9 Q V <anancia del actuador de la válvula= 6 Q <anancia del transmisor= son esencialmente constantes en todo su alcance de aplicación. 5or lo tanto9 la anancia de la válvula nica orma adecuada de reali:ar esa compensación9 sin meterse en la instrumentación9 es seleccionar una
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caracter#stica de caudal para la válvula de control tal 8ue produ:ca una compensación en la anancia del proceso de modo de Aacer esta,le el control. ) continuación se Aará un análisis de las cuatro caracter#sticas de caudal en unción de sus respectivas anancias o sensi,ilidades. •
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•
Ca%a*$!%s$-*as ! *aual $-'" a'!%$u%a %á'-a. 5roduce una anancia mu6 alta a ,aas aperturas de carrera 6 una anancia mu6 ,aa en aperturas por encima de $* S de carrera total. al particularidad de anancia decreciente9 se>n aumenta el caudal9 es inadecuada para su utili:ación en aplicaciones en las cuales sea necesario un control del tipo modulado. 5or lo tanto9 la caracter#stica de caudal tipo apertura rápida se destina sólo para aplicaciones en control de tipo ,iesta,le9 donde la válvula sólo toma dos posiciones toda a,ierta 6 toda cerrada. Ca%a*$!%s$-*a ! *aual $-'" l-#!al. 5roduce una anancia constante en toda la carrera de la válvula. /s9 por lo tanto9
/n principio9 estas >ltimas caracter#sticas de caudal ueron introducidas para producir una meor compensación en la anancia del sistema9 en el caso de 8ue el proceso no uese lineal. /n ese caso9 si se utili:ara una válvula lineal9 ;sta no estar#a en condiciones de compensar la anancia varia,le del proceso. De esta orma9 se de,erá introducir una no linealidad a trav;s de una válvula lineal
!. Conclusiones L … L … L … L … L …
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