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| Las válvulas son de gran importancia en el manejo de fluidos y procesos industriales. Imagen de focusondrives |
Las válvulas industriales son accesorios comunes y de gran demanda para los procesos industriales y el transporte de fluidos, siendo importante estar familiarizados con los diferentes tipos de válvulas para poder seleccionar la que mejor se adapte a cada proceso. En este artículo definiremos a las válvulas industriales, los principales tipos de válvulas industriales y sus aplicaciones.
Tabla de contenidos
- ✔Concepto de válvulas industriales
- ✔Importancia de las válvulas industriales
- ✔¿Cuándo deben utilizarse las válvulas industriales?
- ✔Partes de una válvula industrial
- ✔Tipos de válvulas industriales
Concepto de válvulas industriales
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| Válvulas industriales. Imagen de furgalenterpreneur |
Cuando hablamos de válvulas industriales nos referimos a un tipo de válvula que es empleada como un instrumento mecánico y que tiene como principal objetivo regular, permitir o impedir el paso de un fluido (que puede estar en fase líquida o gaseosa) a través de instalaciones industriales o cualquier tipo de máquinas, siendo utilizadas también para regular el caudal de un fluido a través de tuberías de transporte.
Podemos decir entonces que una válvula industrial es:
Un mecanismo que tiene como principal objetivo regular el caudal de un fluido entre dos puntos.
Se entiende como mecanismo a un conjunto de elementos que conducen a un fin por medio de la transformación de la energía de entrada que reciben. Los elementos que forman parte de la válvula (el mecanismo) pueden ser de origen mecánico, electrónico, hidráulico, etc. La selección de los tipos de elementos que conforman la válvula llevan al diseño de diferentes tipos de válvulas industriales.
Importancia de las válvulas industriales
Las válvulas industriales permiten regular el caudal de fluido con el cual se trabaja, lo que permite evitar excesos o ausencia de fluido en un equipo industrial determinado. En otras palabras, las válvulas industriales son vitales para ejercer control sobre un proceso industrial u operación unitaria. Asimismo, son utilizadas cuando se exigen condiciones variables en el tiempo, y que se relacionan con el fluido que se maneja en el sistema de estudio o de trabajo.¿Cuándo deben utilizarse las válvulas industriales?
En las plantas industriales y en el transporte de fluido existen muchas situaciones en las cuales es requerido el uso de válvulas industriales, entre las cuales, tenemos:- Requerimiento de apertura o cierre del caudal a la entrada de un equipo industrial.
- Procesos que requieren variación del caudal del fluido, según ciertas condiciones de operación.
- Regular la velocidad de entrada y salida del fluido entre dos puntos.
- Cuando se requiere ausencia del fluido en una zona específica del sistema, con la finalidad de realizar mantenimiento o realizar cambio de equipos.
- Para regular el caudal que entra o sale de un sistema.
- Cuando se requiere controlar la presión entre dos puntos.
Partes de una válvula industrial
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| Partes comunes de una válvula. Imagen de youtube |
Las válvulas industriales, independientemente de qué tipo sean, presentan partes en común para que puedan funcionar correctamente. Estas partes son las siguientes:
- Obturador: También conocido como disco. Es la pieza que realiza la obstrucción física del fluido.
- Eje: Es la pieza que conduce y fija al obturador, también es conocida como huesillo.
- Asiento: Es la parte de la válvula donde se realiza el cierre del paso del fluido, mediante la acción o contacto del obturador.
- Empaquetadura de eje: Es una pieza generalmente de hule o de goma sintética que se coloca alrededor del eje metálico para asegurar la estanqueidad a la atmósfera del fluido.
- Juntas de cierre: Es la parte, que montada alrededor del órgano de cierre, asegura una estanqueidad más perfecta del obturador.
- Cuerpo y tapa: Son partes retenedoras de presión, y el envolvente de las partes internas de la válvula.
- Extremos: Estos permiten la conexión a la tubería. Pueden ser de brida, soldados, roscados, ranurados, o incluso pueden ser inexistentes, realizándose el acople a la tubería mediante el uso de uniones externas.
- Pernos de unión: Permiten unir el cuerpo y la tapa de la válvula entre sí, garantizando la estanqueidad atmosférica de la válvula.
- Accionamiento o accionador: Esta pieza permite accionar la válvula.
Tipos de válvulas industriales
Tomando en cuenta que existen muchas variables involucradas en el diseño de una válvula, es imposible crear una válvula universal para todos los procesos industriales y operaciones unitarias. Es por esta razón, que existen varios tipos de válvulas que tienen características distintas y que son utilizadas de acuerdo al uso que se les va a dar. A continuación, describiremos los tipos de válvulas industriales más comunes que existen:Válvulas de compuerta
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| Válvula de compuerta. Imagen de plantautomation |
Las válvulas de compuerta son el tipo de válvula más simple que hay. Se trata de un dispositivo mecánico que permite realizar varias vueltas a una manivela, timón, accionador o mariposa, con la finalidad de abrir o cerrar el orificio por donde pasa el fluido, utilizando para ello un disco o placa vertical de cara plana que se desliza en ángulo recto sobre el asiento de la válvula.
Este tipo de válvulas son recomendadas para apertura o cierre total del paso del fluido, sin estrangulación. También son utilizadas para situaciones en donde se requiera baja resistencia a la circulación del fluido. Entre sus principales aplicaciones tenemos:
- Servicios generales.
- Transporte de aceites, gas, líquidos espesos, vapores, líquidos no condensables y líquidos no corrosivos.
- Transporte de pastas semilíquidas.
Entre las principales ventajas del uso de las válvulas de compuerta tenemos:
- Poseen gran capacidad.
- Cuentan con cierre hermético.
- Diseño y funcionamiento simple.
- Poca resistencia a la circulación.
- Son económicas.
Las desventajas que presentan son las siguientes:
- Control de circulación pobre.
- Se requiere fuerza para accionarlas.
- Experimentan cavitación con bajas caídas de presión.
- Presentan erosión generalmente en el asiento y el disco.
Válvulas de macho
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| Válvula de macho. Imagen de aguilarycia |
Este tipo de válvula es de ¼ de vuelta, y realiza el control del fluido mediante un macho cilíndrico o cónico que cuenta con un agujero en el centro. Permite ir de la posición de abierto a cerrado con un giro de 90 grados del accionador o manivela.
Estas válvulas son muy recomendadas para una apertura o cierre total del fluido, para accionamientos frecuentes, para garantizar caídas de presiones bajas en la válvula, y en caso se requiera que una mínima cantidad del fluido quede atrapado dentro de la tubería. Sus principales aplicaciones son:
- Servicios generales.
- Transporte de gases, líquidos, vapores y fluidos corrosivos.
Presentan las siguientes ventajas:
- Gran capacidad de trabajo.
- Económicas.
- Cierre hermético.
- Veloces.
Sus principales desventajas son:
- Requieren alta torsión para accionarlas.
- Presentan desgaste considerable en el asiento.
- Presentan cavitación a caídas de presión bajas.
Válvulas de globo
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| Válvula de globo. Imagen de fitvalv |
Este tipo de válvulas permite realizar vueltas múltiples. Su principal característica es que realizan la obstrucción del fluido mediante el uso de un disco o tapón que interrumpe el paso del fluido en un asiento que, por lo general, se encuentra paralelo a la circulación de la tubería.
Las válvulas de globo son utilizadas para la regulación de la circulación del fluido, para situaciones de uso frecuente, para cortar el paso de gases o aire y cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación. Sus principales aplicaciones son:
- Servicios generales.
- Transporte de gases, líquidos, vapores y fluidos corrosivos.
Las ventajas de las válvulas de globo son:
- Estrangulación eficiente.
- Erosión mínima del disco.
- Se requiere de pocas vueltas para accionarla.
- Control preciso de la circulación.
Las desventajas son:
- Caídas de presión altas.
- Costo elevado.
Válvulas de bola
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| Válvula de bola. Imagen de kross |
Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta. Poseen dentro una bola taladrada que gira entre los asientos elásticos, lo que permite la circulación directa en la posición abierta e interrumpe por completo el paso del fluido cuando se gira 90 grados.
Este tipo de válvula es ampliamente recomendada para servicios de apertura y corte sin estrangulación, cuando se requieren aperturas rápidas, para trabajar a temperaturas moderadas y cuando se requiere resistencia mínima a la circulación. Sus principales aplicaciones son:
- Servicios generales.
- Trabajo a altas temperaturas.
- Transporte de pastas semilíquidas.
Las ventajas más destacables de las válvulas de bola son las siguientes:
- Gran capacidad de trabajo.
- Corte bidireccional.
- Circulación en línea recta.
- Presentan pocas fugas.
- Son autolimpiantes.
- Requieren poco mantenimiento.
- No requieren lubricación.
- Son compactas.
- Cierre hermético.
Las desventajas son:
- Deficientes para estrangulación.
- Se requiere alta torsión para accionarlas.
- Desgaste frecuente en sellos y empaquetaduras.
- Tienden a presentar cavitación.
Válvulas de mariposa o de acción rápida
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| Válvula de mariposa. Imagen de prattindl |
Las válvulas de mariposa forman parte de las válvulas de ¼ de vuelta y permiten controlar la circulación del fluido, mediante el uso de un disco circular con el eje de su orificio en ángulos rectos al sentido de la circulación del fluido.
Estas válvulas son utilizadas para aperturas y cierres totales de la circulación del fluido, para servicios con estrangulación, para accionamiento frecuente, cuando se requiere corte positivo de gases o líquidos, cuando se requiere un mínimo de fluido atrapado en la tubería, y para baja caída de presión a través de la válvula. Sus principales aplicaciones son:
- Servicios generales.
- Transporte de pastas semilíquidas, líquidos, gases y líquidos con sólidos en suspensión.
Las principales ventajas de este tipo de válvula son las siguientes:
- Económicas.
- Compactas y ligeras.
- Requieren poco mantenimiento.
- Cuentan con un número mínimo de piezas móviles.
- No cuentan con bolas o cavidades.
- Son de gran capacidad.
- Circulación en línea recta.
- Autolimpiantes.
Entre las desventajas, tenemos:
- Requieren alta torsión para ser accionadas.
- Capacidad limitada para caídas de presión.
- Propensas a la cavitación.
Válvulas de diafragma
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| Funcionamiento de la válvula de diafragma. Imagen de satel |
Este tipo de válvula presenta vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula comienza a descender al compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.
Las válvulas de diafragma son utilizadas para aperturas y cierres totales de circulación, para servicios de estrangulación y para operaciones a bajas presiones. Sus principales aplicaciones son las siguientes:
- Transporte de fluidos corrosivos, fluidos viscosos, pastas semilíquidas, lodos.
- Utilizadas frecuentemente en industrias de alimentos y farmacéuticas.
Las principales ventajas de las válvulas de diafragma son:
- Económicas.
- No presentan empaquetaduras.
- No hay posibilidad de fugas por el vástago.
- No presentan problemas de obstrucción.
Entre las desventajas, tenemos:
- Diafragma susceptible a desgaste.
- Presentan torsión elevada al cerrar con la tubería llena.
Válvulas de retención
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| Funcionamiento de una válvula de retención. Imagen de satel |
Las válvulas de retención son accionadas por la misma presión que ejerce el fluido, permitiendo el paso del mismo en dirección del flujo del fluido e impidiendo el paso hacia la parte presurizada cuando la presión del sistema cesa. Este tipo de válvula es unidireccional, solamente se abre en sentido del flujo y se cierra en contrasentido. Existen varios tipos de válvulas de retención, entre las cuales podemos destacar:
- Válvulas de Retención de tipo Clapeta oscilante
- Válvulas de Retención con Clapeta excéntrica (“Tilt Check”)
- Válvulas de Retención de disco partido o doble plato
- Válvulas de Retención de disco con muelle
- Válvulas de Retención de bola
- Válvulas de Retención labiadas
- Válvulas de Retención de tipo pistón
Son ampliamente recomendadas cuando se requiere resistencia mínima a la circulación, cuando se presentan cambios poco frecuentes en el sentido de la circulación del fluido, para servicios en tubería que tienen válvulas de compuerta y para tuberías verticales que tienen circulación ascendente. La principal aplicación de este tipo de válvulas es para servicios con líquido a baja velocidad.
Estos son los principales tipos de válvulas industriales que se pueden encontrar, sin embargo, existen otros tipos, según el tipo de regulación de caudal que se requiera.
Válvulas industriales: Tipos y aplicaciones by Ing. Bulmaro Noguera is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional License
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