Actuadores

Capitulo VI
Actuadores

Profesor:
Rafael Guzmán Muñoz
rguzmanm@codelco.cl

2007

Índice
Contenidos y Agenda
Generalidades
• Válvulas
• Definición de Componentes Básicos de una Válvula.

Clasificación de Actuadores
• Actuadores
• Cuerpo
• Curvas

2007

GENERALIDADES

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GENERALIDADES
• La válvula es un elemento final de control, ya sea
automático o manual.

• Realiza la función de variar elcaudal del fluido de

control, que modifica a su vez el valor de la variable
controlada, comportándose como un orificio de área
continuamente variable.

• De los elementos de un lazo de control, es el que
mayor cantidad de energía maneja.

• En la siguiente figura podemos ver el diagrama
en bloques de un lazo convencional de control.
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GENERALIDADES

Siendo:



m1 la entrada se señal a laválvula (normalmente 3 a 15
psi ó
4 a 20 mA).
m siempre será el caudal de salida de la válvula y de
ingreso al proceso.

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GENERALIDADES

2007

GENERALIDADES
 Debemos tener en cuenta las posibles acciones
previstas para el actuador ante falla o falta de
señal, esto es que ante ausencia de la misma, la
válvula cierre FC (fail close) o abra FO (fail open).
 Esto es importante y tiene relacióndirecta con el
proceso donde la válvula está inserta, la acción
debe ser tal que la planta o circuito donde ella se
encuentra vaya a condición segura ante falta de
señal.

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Índice
Contenidos y Agenda
Generalidades
• Válvulas
• Definición de Componentes Básicos de una Válvula.

Clasificación de Válvulas
• Actuadores
• Cuerpo
• Curvas

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CLASIFICACIÓN DE VALVULAS
•

Existen diversasformas de clasificar las válvulas de
proceso, pero una de las mas comunes es por su sistema
obturador, que se puede dividir en los siguientes partes:

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CLASIFICACIÓN DE
ACTUADORES
•

Diafragma y Resorte: es el más empleado, la señal
neumática desarrolla una fuerza sobre la superficie del
diafragma, a dicha fuerza se le opone otra proveniente de
un resorte, la ecuación de equilibro está dada por:m1: señal de entrada en PSI.
m0: 3 PSI, al que corresponde un x=0.
A: área del diafragma.

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CLASIFICACIÓN DE
ACTUADORES
•

Sin Resorte: útil para fuerzas de empuje
elevadas, como característica distintiva siempre
necesita de posicionador.
Contrarresta fuerzas de empuje entre 3 a 10 veces
más que su equivalente a diafragma y resorte.

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CLASIFICACIÓN DE
ACTUADORES
•

A Pistón: igualmenteútil para
contrarrestar elevadas fuerzas de empuje,
consiste en:
- Si m1 aumenta, el fuelle se mueve hacia la
derecha y empuja el vástago piloto hacia arriba, lo
que permite que entre aire a la parte superior del
cilindro y que la parte inferior se conecte a la
atmósfera.
- Ello hace que el vástago de fuerza baje, lo que
lleva que el sistema de palanca solidario a él se
oponga al resorte mediantea un mayor
despliegue del fuelle, llegando a una nueva
posición de equilibrio.
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CLASIFICACIÓN DE
ACTUADORES
•

Hidráulicos: similar al anterior, aquí la parte de
señal es neumática que controla a la parte de
fuerza que es hidráulica (cilindro-pistón), por lo que
se necesita de una bomba que provea aceite a
presión con una cañería de suministro y otra de
retorno.

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CLASIFICACIÓN DEACTUADORES
•

Motor: como su nombre lo indica, el
desplazamiento (o rotación) del vástago se realiza
mediante un motor que puede ser neumático o
eléctrico.

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CUERPO DE VALVULAS
•

El cuerpo de la válvula debe ser resistir la
temperatura y la presión del fluido sin pérdidas,
tener un tamaño adecuado para el caudal que debe
controlar y ser resistente a la erosión o a la
corrosión producida por elfluido.

•

El cuerpo suele ser de hierro, acero y acero
inoxidable, y en ciertos casos especiales (cuando el
fluido es muy corrosivo) pueden ser de monel,
hastelloy B o C, etc.

•

El cuerpo es el encargado de regular el pasaje
del fluido, transformando los desplazamientos del
vástago (lineal o rotacional) en una variación de
caudal. Básicamente, los cuerpos de las válvulas se
pueden dividir,...