válvulas de control




Universidad Católica de la Santísima Concepción
Instituto Tecnológico
Ingeniería Industrial Mención Mantenimiento y Logística







Instrumentación Industrial

Válvulas de Control





Alumnos: Luciano Cáceres Roa
Andrés Ferrer Rodríguez
Nicole Ortega Acosta
Roberto Santibáñez Carrillo

Profesor: Osvaldo Cerda






Introducción


Una válvula se puededefinir 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 ydesconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos.

Sus tamaños varían de acuerdo a su diámetro y pueden soportar diversas presiones debido al su diseño así también pueden trabajar en ambientes de temperaturas extrema








































Elementos finales decontrol

Los elementos finales de control son los dispositivos encargados de transformar una señal de control en un flujo de masa o energía (variable manipulada). Es esta variable manipulada la que incide en el proceso causando cambios de la variable controlada. Lo más común en procesos es que la manipulación sea un caudal. Para ajustar el flujo de fluidos en una línea existen primariamente dosmecanismos:

Modificar la energía entregada al fluido (bombas y ventiladores de velocidad variable)
Modificar la resistencia al paso del fluido (válvulas, registros en ductos de gases)

De los diversos elementos finales de control, el de más amplia difusión es la válvula de control con diferentes tipos de actuadores, que es el tema que desarrollaremos a continuación.

LA VÁLVULA DE CONTROLLa válvula de control es básicamente un orificio variable cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada, por efecto de un actuador. Generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso en más del 90 % de las aplicaciones industriales. En la figura siguiente se ve una válvula globo con unactuador neumático de diafragma en donde se indican las diversas piezas que la constituyen.


Esta válvula utiliza una señal externa que puede ser neumática o eléctrica y posteriormente transformada en una de tipo neumática que incide el cabezal. Estos elementos los podemos considerar constituidos por dos partes:

Actuador: recibe la señal de controlador y la transforma en un desplazamiento(lineal o rotacional) merced a un cambio en la presión ejercida sobre el diafragma.

Cuerpo: el diafragma está ligado a un vástago o eje que hace que la sección de pasaje del fluido cambie y con ésta el caudal.


Con un diagrama en bloques se puede representar a la válvula como un sistema en serie




Desde el punto de vista estático el actuador es moderadamente lineal y la dinámica mássignificativa es la de llenado del cabezal con una constante de tiempo del orden de los segundos. El cuerpo carece de retardo y la ganancia viene determinada por la característica de flujo como se verá.












PARTES DE UN VÁLVULA

Actuador: Las válvulas pueden ser accionadas neumáticamente, eléctricamente o hidráulicamente. El actuador neumático es el más ampliamente utilizado. Essimple, barato, no tiene fricción y su velocidad es limitada por el índice con el cual el aire puede ser mandado al actuador y retirado del mismo. 
La posición a falla de la válvula es la posición de la válvula cuando tenga la energía (suministro de aire) falla. Puede estar abierta, cerrada en la última posición o desconocida. Aunque los actuadores de resorte diafragma proporcionan una...