Elementos finales de control

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL

5.1 Generalidades

En el control automático de 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 de control que modifica a su vez el valor de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. Dentro del buele de control tienetanta importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador. En la figura 8.1 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' pasodel fluido y puede actuar en la dirección de su propio 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.


5.2.1 VÁLVULA DE TIPO LINEAL

Una válvula es de tipo lineal si la relación entre el factor de capacidad y la posición o abertura es lineal. Por lo tanto, la función para una válvula decaracterísticas lineales es
C C x v v,max =
La válvula de característica lineal produce un coeficiente proporcional a la
posición de la válvula. A una abertura, por ejemplo, del 50 % el flujo a través de
la válvula es el 50 % de su flujo máximo. Las válvulas de características lineales
se utilizan en procesos lineales y en casos en los cuales la caída de presión a
través de la válvula no cambia conla variación en el flujo.



5.2.2 VÁLVULA DE TIPO ABERTURA RÁPIDA

La válvula de abertura rápida no es útil para la regulación de flujos porque la mayor parte de la variación del coeficiente de la válvula se realiza en el tercio inferior del desplazamiento de la válvula. Se desarrolla muy poca variación en el coeficiente de la válvula en un tramo considerable del recorrido de la válvula.Las válvulas de abertura rápida son apropiadas para válvulas de alivio y parasistemas de control de dos posiciones. Las válvulas de alivio deben permitir un flujo muy grande, tan rápido como sea posible para prevenir sobre presiones en recipientes de procesos y otros quipos.
Los sistemas de control de dos posiciones trabajan o cerradas funcionan para facilitar flujo completo o impedir totalmenteel flujo. No regulan el flujo para valores entre los dos extremos.







5.2.3 VÁLVULA DE TIPO IGUAL PORCENTAJE

Una válvula de igual porcentaje tiene la propiedad de que iguales incrementos en
la abertura de la válvula producen iguales aumentos relativos o en porcentajes en
el coeficiente de la válvula. Es decir, cuando la abertura de la válvula aumenta,
por ejemplo, en 1 % desdeel 20 % hasta el 21 %, el flujo aumenta en la misma
fracción que cuando la válvula aumenta su abertura en 1 % desde 60 % hasta 61
%, pero el flujo tiene un mayor valor a una abertura del 60 % con respecto al
flujo a una abertura del 20 %. La característica descrita anteriormente se
establece mediante una relación entre el factor de capacidad y la abertura de la
válvula con la siguienteexpresión
La característica de tipo igual porcentaje no se ajusta a la ecuación en la región inferior próxima a la posición cerrada, porque la función exponencial no puede predecir un flujo de cero para una posición cero en la válvula. En efecto, predice un coeficiente /α v,max C a una posición cerrada de la válvula, es decir, para x = 0. Por lo anterior, la curva característica actual se desvía de lafunción exponencial en el 5 % del tramo inferior.


5.2.4 VALVULA DE SOLENOIDE

La válvula de solenoide es un dispositivo operado eléctricamente, y es utilizado para controlar el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta o completamente cerrada. A diferencia de las válvulas motorizadas, las cuales son diseñadas para operar en posición moduladora, la válvula de...