2.5 Válvulas de bloqueo, de presión, y de flujo

Válvulas

Están constituidas en general por: un cuerpo, un vástago solidario a una pieza de cierre u obturador, un volante o manija, un bonete y los sellos que impiden la fuga del fluido hacia el exterior.

Válvulas de bloqueo.

Las válvulas de bloqueo o antirretorno impiden el paso de fluido a presión en un sentido y le dejan pasar en el otro. Se emplea para evitar el retorno del líquido del sistema hidráulico (o del aire en un sistema neumático) a la bomba hidráulica (o al depósito de aire comprimido).

Estas válvulas están intercaladas en el circuito y constan de un muelle que está tarado a una cierta tensión que empuja a una bola o un disco contra un asiento cónico. Cuando la presión del fluido supera la fuerza del muelle, la bola se separa del asiento cónico y el fluido circula.

Una variante de la válvula antirretorno es la válvula selectora de circuito también llamada válvula “O” que tienen 2 conductos de entrada y uno de salida. Se representan por:

 Válvula de estrangulación con retención que sirven para regular la velocidad del cilindro. Disponen de un tornillo de regulación. Sólo regulan la velocidad en un sentido, en el otro la circulación es libre. 

Las válvulas de compuerta o esclusa se diseñan en dos tipos. La compuerta de cuña, del tipo de asiento inclinado, es la que más se utiliza. La compuerta de cuña suele ser sólida pero es posible que sea también flexible (cortada parcialmente en mitades por un plano en ángulo recto con la tubería) o dividida (cortada completamente por ese plano). Las cuñas flexibles y divididas minimizan el raspado de la superficie de sellado, al distorsionarse con mayor facilidad para coincidir con los asientos con mala alineación angular. En el tipo de asiento paralelo y disco doble, un dispositivo de plano inclinado montado entre los discos convierte la fuerza del vástago en fuerza axial, oprimiendo los discos contra los asientos, después que se sitúan en su posición adecuada en el cierre. Este ensamblaje de compuerta se distorsiona automáticamente para adaptarse tanto a la mala alineación angular de los asientos como al encogimiento longitudinal del cuerpo de válvula al enfriarse.

Cuando cortan el flujo a alta velocidad, de fluidos densos, los ensamblajes de compuerta oscilan violentamente y, para este servicio, son preferibles las válvulas de cuña sólida o flexible, Cuando el manejo de la válvula sea manual, se pueden utilizar pequeñas válvulas de paso, instaladas en paralelo con la principal, para eliminar el problema de la agitación y minimizar el esfuerzo manual de abertura y cierre de las válvulas. Se deben instalar válvulas de asiento paralelo y disco doble con el vástago esencialmente vertical.

Válvulas de presión

 Estas válvulas limitan la presión máxima de un circuito. Su funcionamiento se basa en el equilibrio entre la presión y la fuerza de un muelle. Se utilizan en todos los circuitos hidráulicos y neumáticos como sistema de seguridad; se taran a un valor predeterminado y desvían el caudal hacia retorno cuando se alcanza el valor de presión estipulado.

Válvulas de alivio de presión

Para la instalación de válvulas de seguridad en las destilerías se siguen las recomendaciones de la Norma API 520.

Definiciones

Válvula de alivio (Relief valve), es un artefacto automático que actúa en función de la presión estática aguas arriba. La válvula abre en forma proporcional al incremento de presión por encima de la presión de apertura. Se usa principalmente con líquidos.

Válvula de seguridad (Safety valve), es un artefacto automático que actúa en función de la presión estática aguas arriba. Se caracteriza por una rápida apertura. Se usa principalmente con gases y vapores. (en la industria del petróleo se usa normalmente para vapor de agua y gas natural).

Máxima presión de trabajo admisible (Maximum allowable working pressure). Es la máxima presión, a la temperatura de trabajo a la que se puede operar el equipo. Es la presión a la que debe ajustarse la primera válvula de seguridad.

Presión de operación (Operating pressure). Es la presión a la que normalmente se opera el equipo. Debe ser menor que la máxima presión de trabajo admisible (generalmente 90% de la MAWP).

Presión de ajuste (Set Pressure). Es la presión a la que se debe ajustar la válvula de seguridad o alivio.

Presión de prueba en frio (Cold-Differential Test Pressure). Es la presión a la que se debe ajustar la válvula en el banco de pruebas. Para fijar esta presión se deben tener en cuenta la temperatura de trabajo y la contrapresión que se genera en la apertura.

Acumulación (Accumulation). Es el incremento de presión por sobre la MAWP que se produce durante la descarga de la válvula. La acumulación máxima permisible está establecida en los códigos ASME para operación y contingencias.

Sobrepresión (Overpressure). Incremento de presión por sobre la de ajuste. Coincide con la acumulación si la válvula se ajusta a la MAWP del recipiente. La sobrepresión será mayor que la acumulación si la válvula se ajusta a una presión menor que la MAWP.

Depresión (Blowdown). Es la diferencia entre la presión de ajuste y la presión en que la válvula vuelve a cerrarse.

Contrapresión (Back pressure), es la presión que existe en el lado de la descarga de la válvula.

Contrapresión existente (Superimposed Back pressure). Es la presión existente en la descarga de la válvula antes de que esta se abra.

Contrapresión originada (Built-up back presure) es la presión que se desarrolla en la descarga de la válvula debido a la apertura de la misma

Válvulas de flujo

Regula y controla la velocidad de un actuador. Los actuadores hidráulicos dependen exclusivamente de la cantidad de fluido, así que utilizando una válvula de flujo podemos manipular el tiempo de llenado o vaciado del actuador.

Tipos de válvulas de flujo

Las Válvulas estranguladoras y de cierre, tipo DV permiten una graduación exacta del flujo de ambos sentidos y un cierre sin fugas.

Las Válvulas estranguladoras-antirretorno, tipo NDRV permiten la graduación del flujo en un solo sentido(A--B). El flujo en el sentido opuesto es libre a través del antirretorno.

Las Válvulas reductoras han sido diseñadas para su colocación en tubería y permiten un ajuste sin fin del flujo de aceite por medio de su anillo exterior. La válvula reductora puede ser usada en ambas direcciones.

Las válvulas dependen de la presión y de la viscosidad.

Las Válvulas reductoras antirretorno han sido diseñadas para colocación en tubería y permiten un ajuste sin fin por medio de su anillo exterior.

La válvula de bloqueo incorporada permite en el sentido del bloqueo un flujo reducido del líquido, mientras en el sentido contrario el paso libre.