Elementos Finales De Control

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL En el control automático de procesos industriales el control juega un papel muy importante en bucle de regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el elemento primario,transmisor y el controlador. En la figura 1 puede verse una válvula de control típica. Se compone básicamente del cuerpo y del servomotor. El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y está provisto de rosca o de bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido y puede actuar en la dirección de supropio eje o bien tener un movimiento rotativo. Está unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor [2].

Figura 1. Obturador de movimiento lineal Válvulas de control Las válvulas de control son los elementos finales de control más usuales y se les encuentra en las plantas de proceso, donde manejan los flujos para mantener en los puntos de controllas variables que se deben controlar. La válvula de control actúa como una resistencia variable en la línea de proceso; mediante el cambio de su apertura se modifica la resistencia al flujo y, en consecuencia, el flujo mismo. Las válvulas de control no son más que reguladores de flujo [3]. Funcionamiento de las válvulas de control La primera pregunta que debe contestar el ingeniero cuando eligeuna válvula de control es: Cómo se desea que actúe la válvula cuando falla la energía que la acciona? La pregunta se relaciona con la “posición en falla” de la válvula y el principal factor que se debe tener en cuenta para contestar esta pregunta es, o debe ser, la seguridad. Si el

ingeniero decide que por razones de seguridad que la válvula se debe cerrar, entonces debe especificar que serequiere una válvula “cerrada en falla” (CF) (FC por sus siglas en inglés); la otra posibilidad es la válvula “abierta en falla” (AF); es decir, cuando falle el suministro de energía, la válvula debe abrir paso al flujo. La mayoría de las válvulas de control se operan de manera neumática y, consecuentemente, la energía que se les aplica es aire comprimido [3]. Tipos de válvulas de control Las válvulaspueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador [2]. Las válvulas de movimiento lineal es las que el obturador se mueve en la dirección de su propio eje se clasifican como se especifica a continuación. Válvula de globo Como se muestra en la figura 2 siendo válvulas de simple asiento figura 2a, de doble asiento figura 2b y de obturador equilibradorespectivamente figura 2c. Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto se utilizan cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas de posición de cierre son mínimas [2].

Figura 2a Simple asiento Válvula de ángulo

Figura 2b Doble asiento

Figura 2c Obturadorequilibrado

Está válvula se presenta en la siguiente figura 3, permite un fluido de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuir la erosión cuando ésta es considerable por las características del fluido o por la excesiva presión diferencial. El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan (flashing), para trabajar con grandes presiones diferenciales ypara los fluidos d contienen sólidos en suspensión [2].

Figura 3. Válvula de ángulo Válvula de tres vías Éste tipo de válvulas se utiliza generalmente para mezclar fluidos, válvulas mezcladoras figura 4a o bien para derivar de un flujo de entrada dos de salida, válvulas diversoras figura 4b Las válvulas de tres vías se utilizan frecuentemente en control de temperatura de intercambiadores de...