Instrumentación y control (válvulas)

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

VÁLVULAS

INTRODUCCIÓN

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria.Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturasdesde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, lacantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.

Definición de válvula neumática:
   Elemento que permite controlar el arranque, parada, dirección, sentido y flujo del aire en un circuito neumático.
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• Válvula de asiento:
   En la válvula de asiento el paso de aire comprimido es abierto o cerrado mediante una bola, cono o disco plano(ver siguiente figura). La estanqueidad del asiento se realiza casi siempre con juntas elásticas.
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   La característica principal en el funcionamiento de la válvula de asiento se observa al inyectar aire comprimido por la parte superior de la válvula (para cualquiera de los casos mostrados en la figura anterior). El aire comprimido, en este caso, ejerce presión sobre el elemento (bola, conoo disco plano) que choca contra el asiento de la válvula, produciéndose así una gran fuerza de contacto entre estos dos últimos, y por tanto, una buena estanqueidad.
  
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• Válvula de corredera:
   La válvula de corredera basa su funcionamiento en un émbolo cilíndrico que se desplaza axialmente y reparte el flujo de aire a las distintas conexiones, según se muestra en la siguientefigura. En el caso (a) la corredera se encuentra en el extremo izquierdo permitiendo que se comunique la vía "A" con la "R", mientras que la toma de presión "P" se encuentra cerrada. Desplazando el pistón hacia la derecha, se comunicaría la vía "P" con la "A", y la vía "R" se encontraría cerrada. En este tipo de válvula se requiere de un pequeño esfuerzo para la conmutación de sus vías, pero comoaspecto negativo se tiene que es sensible a la suciedad y la mayoría de sus piezas están sometidas a desgaste por rozamiento.
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Clasificación de las válvulas según la acción que realizan sobre el flujo de aire en un circuito neumático:
 
• Válvula distribuidora o de vías:
Funcionamiento:
   Este tipo de válvula influye en el camino del aire comprimido,específicamente en el arranque, parada, dirección y sentido del mismo.
   Dentro de este tipo de válvulas existen algunas que vienen fabricadas con un elemento de reposición interno (por ejemplo, un resorte), en cuyo caso, la válvula puede estar en dos posibles estados:
• Estado de reposo: Cuando el elemento de reposición no ha sido accionado.
• Estado de conmutación: Cuando el elemento de reposiciónha sido accionado.
 
Representación simbólica:
   Las válvulas distribuidoras pueden ser de dos o tres posiciones de maniobra, y pueden tener desde dos hasta cinco vías. La Norma ISO-1219 representa simbólicamente a cada posición por un cuadrado, por lo tanto, dos cuadrados pegados el uno al otro representan una válvula de dos posiciones, y análogamente, tres cuadrados representan una...