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En las industrias donde son mayormente utilizados sistemas de control y

automatizacin, son frecuentemente utilizadas los diversos tipos de vlvulas. Las

vlvulas son aquellos equipos que se encargan de iniciar, detener o regular el

paso de lquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye

en forma parcial uno o ms orificios o conductos.

Las vlvulas son unos de los instrumentos de control ms esenciales en la

industria, pues sus tamaos van desde una fraccin de pulgada hasta 30 ft (9 m) o

ms de dimetro.

Pueden trabajar con presiones que van desde el vaci hasta ms de 20000 lb/in!

(140 Mpa) y temperaturas desde las criognicas hasta 1500 F (815 C).

La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero tambin significa para

nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una seccin de terminadade un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de

fluido que circula por una seccin determinada del conducto en la unidad de

tiempo.

Para controlar los procesos industriales se dispone de sistemas de control

distribuido, ordenadores para control, o una combinacin de ambos conectados a

travs de interfaces apropiadas. Aunque los sistemas se diseen para obtener los

mejores resultados, bien en estabilidad del proceso o bien en optimizarlo, el

elemento final de control sigue siendo una vlvula automtica o cualquier equipoque accione el mecanismo necesario para controlar el flujo del fluido.

Vlvulas automticas

La vlvula automtica es el componente de lazo de control que modifica el paso

del fluido, a travs de un orificio con restriccin variable, en funcin de la seal

procedente del controlador. Al modificar el caudal de paso modifica a su vez el

valor de una variable del proceso.

La variable manipulada es caudal el cual varia al absorber la vlvula unadeterminada cara de la total disponible en el sistema. El valor de esta prdida de

carga est ntimamente ligado al de la vlvula, funcin a su vez de la seal que

recibe procedente del controlado.

La vlvula automtica consta de dos partes fundamentales:

Cuerpo y partes internas

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Actuador y servomotor

El cuerpo de la vlvula contiene el conjunto de obturador y asiento, que son los

que realmente llevan a cabo la funcin de control. Este conjunto se conoce como

triumde la vlvula. El asiento se encuentra solidario con el cuerpo, mientras que el

obturador est unido a un vstago accionado por el servomotor.

De forma general las vlvulas pueden pertenecer a alguno de los dos grupos

siguientes en funcin de cmo se realiza el desplazamiento del obturador:

Movimiento lineal

Movimiento circular

Con el objeto de poder efectuar labores de mantenimiento en la vlvula, inclusodesmontarla para su reparacin en taller, se instalan vlvulas de bloqueo con la

configuracin siguiente. Esta configuracin se utiliza hasta tamaos de vlvula de

6 u 8 pulgadas, utilizando volantes manuales sobre la propia vlvula en tamaos

mayores.

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Generalmente se instalan indicadores locales del valor de la variable de proceso

visibles desde la vlvula de by pass, de forma que se pueda controlar esta variable

manipulando de forma manual esta vlvula.

La siguiente figura muestra el detalle de un lazo de control de caudal tal y como se

suele representar en los P&ID cuando interesa hacer hincapi en que se debeinstalar un indicador local para poder manipula la vlvula de by pass durante

periodos de puesta en marcha, parada o simplemente para efectuar tareas de

mantenimiento. Antes de desmontar la vlvula ser necesario despresurizar la

lnea por medio de las vlvulas de purgas situadas antes y despus de la

automtica.

Para preparar la maniobra de este ejemplo se deben ir cerrando lentamente las

vlvulas de bloqueo al mismo tiempo que se abre el by pass para mantener el

caudal, visualizndolo en el indicador local. Cuando las vlvulas de bloqueo se

encuentren totalmente cerradas se podr desmontar la vlvula automtica, y elcaudal se controlar a partir de este momento con la vlvula by pass. Antes de

procede a desmontar la vlvula automtica ser necesario purgar los tramos

anterior y posterior a la misma

Drenar conexiones y By-pass

Un medio conveniente de drenaje de una tubera de la seleccin entre dos

vlvulas de bloqueo es suministrar las vlvulas con conexiones de drenaje. La

mayora de las vlvulas de bronce estn disponibles con esta caractersticas

opcionales que consiste en la instalacin por el fabricante, de un tapn de drenajede 1/8 pulgadas. Vlvulas corporales de hierro estn disponibles con patrones que

se pueden aprovechar de conformidad con la norma MSS by pass y drenan

estndar de conexin SP-45.

Tamaos de roscado estndar se muestran en la tabla 2.1

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Los By pass se utilizan para igualar la presin en la entrada y la salida antes de

abrir la vlvula principal, facilitando as el funcionamiento de la vlvula fcil.

Tambin se pueden usar para el precalentamiento de las lneas de salida y

eliminar los daos de la expansin demasiado rpido. la norma no pasa por

tamaos, de acuerdo con la tabla de especificacin MSS SP-45 11 Serie A para

servicio de vapor se muestran en la tabla 2.2

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Vlvula hidrulica de bypass

La vlvula de bypass es ajustable y est accionada por un resorte. Est diseada

para proteger la bomba contra una presin hidrulica excesiva, pero no paralimitar o regular la presin del sistema. La vlvula se ajusta en fbrica, bien segn

las especificaciones de presin del fabricante, o bien a un 10% por encima de la

presin nominal de la bomba. Todas las bombas, excepto el Modelo 7440 con

pistn de 2 1/8" o superior, incorporan una vlvula hidrulica de bypass interna,

situada hacia la parte trasera de la cabeza de bombeo, en el depsito hidrulico

frontal. Como se indica en las Figuras 41 a 43, esta vlvula interna presenta

diversas variantes. Las vlvulas se ajustan haciendo girar el tornillo de ajuste: en

sentido horario (visto desde encima del tornillo) se aumenta la presin de bypass y

en sentido antihorario se reduce. Algunos tornillos incluyen una tuerca de

seguridad que debe apretarse una vez completado el ajuste. CUANDO REALICE

CUALQUIER AJUSTE INTERNO, LA BOMBA DEBER ESTAR

DESCONECTADA.

Si la presin hidrulica de bypass se ajusta a un valor por encima del 10% de la

presin de diseo de la bomba, sta puede sufrir daos durante las puntas depresin del sistema. Inversamente, si la presin de bypass se ajusta a un valor

demasiado bajo, la vlvula funcionar en todas las carreras de descarga, lo que

reduce el caudal de bombeo y, eventualmente, afecta a la eficiencia de la vlvula.

Para comprobar el ajuste de presin de la vlvula de bypass, es necesario

emplear un manmetro y una vlvula de cierre en la lnea de descarga de la

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vlvula. El manmetro debe colocarse entre la bomba y la vlvula. Es conveniente

colocar manmetro y vlvula tan cerca de la bomba como sea posible. Con la

bomba funcionando a su longitud de carrera mxima, cierre gradualmente la

vlvula de cierre y observe el punto en que la vlvula de bypass entra en

funcionamiento. Cuando la vlvula entra en funcionamiento, el aceite es expulsado

bien por el orificio en el tornillo de ajuste, bien por los orificios radiales del cuerpo

de la vlvula (dependiendo del tipo de vlvula empleado). La vlvula se encuentra

parcialmente sumergida en aceite, por lo que, para detectar si existen fugas en la

misma, ser necesario vaciar parte del depsito. La presin de apertura de la

vlvula debe ser al menos igual a la presin mxima del sistema, pero no debe

superar en ms de un 10% la presin nominal de la bomba. El Modelo 7440, para

tamaos de pistn de 2 1/8" y superiores, incorpora una vlvula externa de bypass

(Figura 44), que funciona de la misma forma que las vlvulas internas, salvo en lo

que se refiere a la descarga de aceite, que se produce a travs de un conducto,

hacia el depsito trasero. El procedimiento de ajuste es el mismo que para lasvlvulas internas. Para comprobar si la vlvula est o no funcionando, mire si

existe movimiento de aceite en el conducto de retorno (lo ms fcil es observar si

hay burbujas de aire en movimiento). Una vez realizado el ajuste, apriete la tuerca

de seguridad y vuelva a colocar el tapn de seguridad.

Se recomienda efectuar revisiones peridicas de la vlvula y del asiento. Sicualquiera de estos componentes se encuentra desgastado o deteriorado, se

producirn fugas, independientemente del ajuste de la vlvula.