Elementos De Control

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
INTRODUCCIÓN.
Un elemento final de control es un mecanismo que altera el valor de la variable
manipulada en respuesta a una señal de salida desde el dispositivo de control automático;
típicamente recibe una señal del controlador y manipula un flujo de material o energía para
el proceso. El elemento final de control puede ser una válvula de control,variadores de
frecuencia y motores eléctricos, una servoválvula, un relé, elementos calefactores de
carácter eléctrico o un amortiguador.
El elemento final de control consta generalmente de dos partes:
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Un actuador que convierte la señal del controlador en un comando para el
dispositivo manipulador.
Un mecanismo para ajustar la variable manipulada
En este capítulo se hará mención delelemento final de control más utilizado en el
ámbito industrial, la válvula de control, dejando como casos de estudio para el alumno las
características de los demás tipos de elementos.
VÁLVULAS DE CONTROL.
GENERALIDADES.
En los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en
el bucle de regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido decontrol que
modifica a su vez el valor de la variable de medida comportándose como un orificio de área
continuamente variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el
elemento primario, el transmisor y el controlador. En la figura 5.1 puede verse una válvula
de control típica.

La válvula de control se compone básicamente de los siguientes elementos:
5.2.1.1. Servomotor.Acciona el movimiento del vástago y con ello del obturador. Puede ser neumático,
eléctrico, hidráulico o digital (siendo los dos primeros los más utilizados).
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Servomotor neumático:
Consiste en un diafragma o pistón con resorte que trabaja (con algunas excepciones)
entre 3 y 15 psi, es decir, que las posiciones extremas de la válvula ocurren a 3 y 15 psi.
Alaplicar una cierta presión sobre el diafragma, el resorte se comprime de tal modo
que el mecanismo empieza a moverse y sigue moviéndose hasta que llega a un equilibrio
entre la fuerza ejercida por la presión del aire sobre el diafragma y a la fuerza ejercida por
el resorte.
Figura 5.2. Servomotor neumático.
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Servomotor eléctrico.
Se trata de un motor eléctrico acoplado al vástago dela válvula a través de un tren
de engranajes. El motor se caracteriza fundamentalmente por su par y por el tiempo
requerido (usualmente 1 minuto) para hacer pasar la válvula de la posición abierta a la
cerrada o viceversa.
Figura 5.3. Servomotor eléctrico.

5.2.1.2. Vástago.
Su función es unir al obturador con el servomotor. Dispone generalmente de un
índice que señala en unaescala la posición de apertura o cierre de la válvula.
5.2.1.3. Tapa.
La tapa de la válvula de control tiene por objeto unir el cuerpo al servomotor. A su
vez desliza el vástago del obturador accionado por el motor.
Según las temperaturas de trabajo de los fluidos y el grado de estanquidad deseada
existen los siguientes tipos de tapas:
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Tapa normal (fig. 5.4a) adecuadapara trabajar a temperaturas del fluido variables entre
0° y 220° C.
Tapa con columnas de extensión (fig. 5.4b). Las columnas son adecuadas cuando el
flujo está a temperaturas muy bajas.
Tapa con fuelle de estanqueidad (fig. 5.4c) para temperaturas de servicio entre 20 y
450° C.
Tapa con aletas de radiación (fig. 5.4d) circulares o verticales que pueden trabajar entre
20° a 450° C,recomendándose por encima de los 350° C, la válvula se monte invertida
para facilitar el enfriamiento de la empaquetadura.
Figura 5.4. Tipos de tapas.
5.2.1.4. Empaquetadura.
Caja de protección entre la tapa y el vástago que tiene por función impedir que el
fluido se escape a través de la tapa.

La caja de empaquetadura de la válvula consiste en unos anillos de estopada
comprimidos...