VALVULAS
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VALVULAS
OBJETIVO GENERAL
Al finalizar el curso el participante identificar los diversos tipos de vlvulas que se usan en la Central Laguna Verde, sus principios de funcionamiento, su operacin y sus caractersticas principales.
Objetivos EspecficosAl finalizar el curso el participante:
1. Describir los cuatro tipos bsicos de elementos de control de flujo empleados en el diseo de la vlvula.2. Dado un diagrama de una vlvula, identificar sus principales componentes. 3. Dado un diagrama de una vlvula, describir la aplicacin, la operacin e identificar cada uno de los tipos de vlvulas.
Objetivos Especficos4. Describir cmo se controla la fuga del vstago de la vlvula y enunciar la funcin del BACKSEAT as como su uso en las vlvulas.
5. Identificar las ventajas y/o desventajas para el uso de vlvulas de compuerta. 6. Explicar el significado de la posicin del vstago en las vlvulas de compuerta.
Objetivos Especficos7. Dada una lista de los tipos de vlvulas, identificar aquellas que estn diseadas para estrangular flujo. 8. Explicar porque las vlvulas de compuerta no deberan ser utilizadas para estrangular 9. Comparar las razones para el uso de vlvulas de globo contra vlvulas de compuerta para estrangulamiento de flujo.
Objetivos Especficos10. Describir la tcnica o mtodo apropiado para verificar la posicin de las vlvulas manuales.11. Listar tres mtodos para prevenir la deformacin trmica y/o atoramiento de vlvulas.
12. Explicar el efecto de la posicin de la vlvula en el control de flujo y la cada de presin. 13. Dado un diagrama describir la posicin de falla de la vlvula cargada por resorte.
Objetivos Especficos14. Describir la construccin y principio de operacin para los siguientes tipos de actuadores de vlvula: 15. Dado un diagrama describir cmo una vlvula operada por aire reaccionara ante una: a) Prdida elctrica. b) Prdida de presin de aire.
Objetivos Especficos16. Describir cmo una moto vlvula reaccionara ante la prdida elctrica. 17. Dado un diagrama describir cmo una vlvula operada hidrulicamente reaccionara ante la prdida de potencia hidrulica. 18. Dado un problema comn encontrado durante la operacin o comportamiento de la vlvula y una lista potencial de causas probables de problemas, seleccionar la causa probable del problema.
Objetivos Especficos20. Describir la operacin en manual de una moto vlvula, utilizando la palanca de clutch. 21. De una lista de enunciados seleccionar las precauciones a ser observadas durante la operacin manual de una moto vlvula 20. Describir las precauciones que un operador deber observar mientras est operando vlvulas manuales
VLVULA: es un dispositivo mecnico cuya funcin es bloquear, regular y controlar el flujo y presin de un fluido a travs de las tuberas de un sistema o proceso.
Componentes CUERPO
BONETE VSTAGO ACTUADOR ESTOPERO PRENSAESTOPAS EMPAQUE
DISCO ASIENTO JUNTA
Cuerpo de la vlvulaTambin llamado carcasa: Es la frontera de presin primaria de una vlvula. Es el elemento principal que mantiene ensamblado todos los elementos de la vlvula.
Informacin sobre la vlvula
BoneteLa cubierta de la parte abierta del cuerpo de la vlvula es el bonete
Los bonetes varan de acuerdo al diseo de la vlvula, estn fabricados del mismo material del cuerpo de la vlvula ste puede estar sujeto al cuerpo de la vlvula por medio de tornillos, roscas, soldadura o combinaciones de estas
VstagoEl vstago conecta el disco con el volante o actuador, con l posicionamos el disco Hay dos tipos de vstagos, los que se elevan y los que no se elevan
Vstagos que se elevanEl vstago que se eleva, ascender sobre el actuador conforme la vlvula se abre.
Vstagos que no se elevanEn el vstago que no se eleva, el disco de la vlvula se enrosca internamente con las cuerdas del vstago
ActuadorEl actuador opera el ensamble de disco y vstago. Se puede operar con: un volante o una palanca, un motor, un solenoide, neumtica o hidrulicamente.
EstoperoEs la parte superior del bonete que atraviesa el vstago, se rellena de empaque para evitar que haya fuga del fluido
PrensaestopasPara sujetar el empaque se utiliza un casquillo llamado prensaestopas, que sirve tambin para ajustar la compresin del empaque, normalmente estn atornillados, aunque hay algunos roscados
EmpaqueEl empaque se usa para prevenir el goteo proveniente del espacio entre el vstago y el bonete.El empaque, adems de impedir la fuga permite el giro del vstago. Est comnmente fabricado con un material fibroso u otro compuesto como: asbesto, con tefln, asbesto grafitado, tefln o grafito que se pueden comprimir para cerrar perfectamente alrededor del vstago y formar un sello entre las partes de la vlvula y el exterior donde el vstago se extiende a travs del cuerpo.
DiscoEs la parte de la vlvula que se ajusta contra el asiento para permitir o detener el flujo. Al levantarse o girarse el disco u obturador la vlvula se abre, cuando esta parcialmente cerrado se llama posicin estrangulada y sirve para regular el flujo. Cuando el disco est totalmente cerrado, toda la presin del sistema esta aplicada a la entrada de la vlvula, por lo que se considera que es una pieza de retencin de presin.
AsientoEl asiento (o anillos de sello) es la parte que sirve de sello al disco, esta situado dentro del cuerpo de la vlvula y es inmvil. El disco sella sobre el asiento, para lograrlo, el asiento y disco deben tener sus superficies de contacto lisas. El asiento puede ser roscado, soldado, con ajuste forzado, fundido como parte integral del cuerpo o una combinacin de roscado y soldado para sistemas de alta presin y temperatura.
JuntaEs la pieza que sirve para sellar la unin de dos metales, en este caso la unin del cuerpo con el bonete.
Tipos de vlvulasVlvulas de compuerta Vlvulas de pistn o de macho Vlvulas de globo Vlvulas de bola Vlvula de mariposa Vlvula de diafragma Vlvula de apriete Vlvula check Vlvula de alivio/seguridad Vlvula reguladora
Vlvula de compuertaEsta vlvula con un movimiento lineal hacia arriba o hacia abajo permite o impide el paso de un fluido. El nombre de compuerta es debido a la forma en que el disco detiene el flujo, similar a la compuerta de una represa.
Vlvula de Compuerta
Vlvula de compuerta
Ventajas de la vlvula de compuertaEs de diseo y funcionamiento sencillo Para apertura o cierre total, sin estrangulacin. Presenta una resistencia mnima a la circulacin
Atrapa mnimas cantidades de fluido en la tubera.Son de alta capacidad, de cierre hermtico. Usadas en altas/bajas presiones y temperaturas.
Desventajas de la vlvula de compuertaNo sirven para control de circulacin Se requiere mucha fuerza para accionarla. Produce cavitacin con baja cada de presin. La posicin estrangulada producir erosin del asiento y del disco. Son de difcil reparacin.
Despiece de una vlvula de compuerta
Vlvula de pistn o machoUna vlvula de movimiento rotatorio usada para permitir o detener el paso del flujo. El nombre se deriva de la forma del disco que parece un pistn El disco es un pistn slido con un pasaje perforado en ngulo recto al eje longitudinal del pistn
Vlvula de pistn o macho
Vlvula de pistn o machoEn la posicin abierta, el pasaje en el pistn se alinea con los puertos de entrada y salida del cuerpo de la vlvula. Cuando el pistn es girado a 90 de la posicin abierta, la parte slida del pistn bloquea los puertos y se detiene el flujo.
Ventajas de la vlvula de pistnUna caracterstica importante de la vlvula de pistn es su fcil adaptacin al tipo de construccin de puertos mltiples. Su instalacin simplifica el trabajo con las tuberas, y proporcionan una operacin ms conveniente que las vlvulas de compuertas mltiples.
Desventaja de la vlvula de pistnEstas vlvulas normalmente no se recomiendan para aplicaciones de estrangulamiento, porque al igual que la vlvula de compuerta, un porcentaje alto de cambio en el flujo ocurre cerca del cierre a alta velocidad
Vlvula de globoEs de movimiento lineal usada para permitir, detener y regular paso del fluido. El principio esencial de operacin es el movimiento perpendicular del disco cuando se aleja del asiento. Esto causa que el espacio anular entre el disco y el anillo del asiento se cierre gradualmente al cerrar la vlvula.
Vlvula de globo con cuerpo en Z
Vlvula de globo con cuerpo en Y
Vlvula de globo con cuerpo en ngulo
Ventajas de las vlvulas de globoEstrangulacin eficiente con erosin mnima del disco. Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vstago y el bonete. Control preciso de la circulacin.
Desventajas de las vlvulas de globoGran cada de presin Costo relativamente alto Prdida de cabeza de presin debido a las obstrucciones y discontinuidades en el paso del flujo; en lneas de alta presin, los efectos dinmicos del fluido provenientes de oscilaciones, los impactos, pueden daar los internos, el empaque, el vstago y a los actuadores.
Vlvulas de agujaEstas vlvulas son bsicamente vlvulas de globo que tienen discos cnicos similares a agujas que ajustan con precisin a su asiento
Vlvulas de agujaSe puede lograr estrangulacin exacta de volmenes pequeos debido al orificio variable que se forma entre el disco cnico y su asiento tambin cnico. Su uso es generalmente como vlvulas para instrumentos o en sistemas hidrulicos aunque no para altas temperaturas
Vlvulas de aguja
Vlvulas de bolaSon de de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre los asientos elsticos, generalmente de tefln Cuando se abre, el agujero de la bola queda alineado con la entrada y salida del cuerpo del agujero
Componentes de vlvulas de bolaCuerpoAsiento Bola
Ventajas de la vlvula de bolaLas vlvulas de bola se principalmente para corte. utilizan
Son rpidas de operar, de mantenimiento fcil, no requieren lubricacin, producen cierre hermtico con poca torsin y su cada de presin es funcin del tamao del orificio.
Desventajas de la vlvula de bolaLas vlvulas deben ser operadas en posiciones totalmente abierta o totalmente cerrada nicamente. En posicin intermedia, puede ocasionar daos severos en sellos y en la misma rpidamente.
La vlvula no debe permanecer inmovilizada por periodos de tiempo muy largos.
Vlvula de bola
Tipos de orificioLa de orificio completo tiene el dimetro igual al interior de la tubera La de orificio reducido es un agujero con menor dimetro que el de la tubera La tipo vnturi tiene superficies reducidas y hay flujo vnturi dentro del cuerpo
Despiece de una vlvula de bola
Tipos de orificio de vlvulas de bola
Vlvulas de mariposaLa vlvula de mariposa esta formada por un disco que gira alrededor de uno de sus dimetros y que permite el paso del fluido segn sea la posicin ms o menos abierta del disco.
Componentes
Vlvula de mariposaEl diseo abierto de flujo rectilneo evita la acumulacin de slidos y produce baja cada de presin. Existen dos tipos bsicos de vlvulas de mariposa: de disco excntrico y de disco concntrico.
Vlvulas de mariposa
Ventajas de las vlvulas de mariposaConstruccin compacta, dimensiones cara a cara reducidas, cierre rpido, indicacin visual de posicin, econmicas, no requiere lubricacin, bajo desgaste de empaquetaduras y baja resistencia al flujo.
Desventajas de las vlvulas de mariposa
Solo se emplean con bajas temperaturas, bajas presiones, requiere un par de giro relativamente grande y para tamaos por arriba de 8 pulgadas se necesitan engranes o actuadores neumticos o mecnicos.
Despiece de una vlvula de mariposa
Vlvula de diafragmaEs una vlvula de movimiento lineal. Su nombre deriva de su disco flexible, el cual embona con un asiento localizado en el rea al aire libre en la parte superior del cuerpo de la vlvula para formar un sello.
Componentes de la vlvula de diafragma
Vlvula de diafragma
Vlvula de diafragma
Vlvula de aprieteLa vlvula de apriete es de vueltas mltiples y efecta el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulacin.
Componentes de la vlvula de apriete
Ventajas de la vlvula de aprieteBajo costo. Poco mantenimiento. No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan. Diseo sencillo. No corrosiva y resistente a la abrasin.
Desventajas de la vlvula de aprieteAplicacin limitada para vaci. Difcil de determinar el tamao. Capacidad de control de flujo entre el 10% y 95%. Los tamaos grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubera
Vlvula checkLa vlvula check es una vlvula de accionamiento automtico, sin controles externos y depende para su funcionamiento del sentido del flujo o de las presiones en el sistema.
Vlvula check
Funcin de una vlvula checkLa vlvula check est destinada a impedir una inversin del sentido del flujo. La circulacin del lquido en el sentido deseado abre la vlvula, al invertirse la circulacin, se cierra.
Tipos vlvula checkHay tres tipos bsicos de vlvulas de retencin:
ColumpioElevacin
Mariposa
Vlvula check de columpio
Vlvula check de elevacin
Vlvula check de mariposa
Vlvula check de bola y de pistn
Despiece de una vlvula check
Vlvulas de alivio y seguridadLas vlvulas de alivio y de seguridad previenen el dao al equipo por sobre presin que pudiera rebasar los valores de operacin normal y los de diseo, teniendo como consecuencia accidentes, perdidas econmicas y poner en riesgo la vida de las personas y las instalaciones de la central.
Diferencia entre alivio y seguridadLa diferencia es el grado de apertura en el punto de ajuste. En la de alivio cuando la presin llega al valor del punto de ajuste, est abre proporcionalmente con el aumento de presin y en una vlvula de seguridad cuando se alcanza el punto de ajuste la vlvula abre sbita y totalmente.
Vlvulas de alivioLas vlvulas de alivio se utilizan para manejar fluidos no compresibles, como agua o aceite, ya que la descarga inmediata de flujo no es necesaria, pues un flujo de descarga pequeo es suficiente para reducir significativamente la presin.
Vlvula de alivio
Vlvula de seguridad
Vlvula reguladoraLas vlvulas reductoras-reguladoras mantienen la presin de salida en un valor deseado por el usuario. Es la ms sencilla de las vlvulas reguladoras de presin. Las vlvulas del tipo de accin directa funcionan ya sea con un diafragma o con un fuelle en espiral o resorte.
Vlvula reguladoraDado que este tipo de vlvula es autnomo no requiere de un sensor en la lnea de salida para funcionar. Una vez fijada, esta presin de salida es constante e independiente de las variaciones de caudal y de presin de entrada.
Vlvula reguladora
Vlvula reguladora
Vlvula reguladora variableLa operacin de la reductora es controlada por la alta presin en la entrada de la vlvula y el tornillo de regulacin localizado arriba de la vlvula. Cuando entra la presin en la vlvula principal ayuda a abrir cuidadosamente la vlvula, empujando hacia arriba el disco de la vlvula.
Vlvula reguladora variable
Vlvula reguladora no variableLas vlvulas no variables, sustituye el resorte ajustable por una cmara presurizada sobre el diafragma. La posicin de la vlvula es determinada por la resultante de las fuerzas contrarias, la fueraza hacia abajo del domo pre -presurizado contra la fuerza ascendente de la presin de salida.
Vlvula reguladora no variable
Actuadores de vlvulasAlgunos tipos de vlvulas necesitan un actuador para posicionarlos. Los actuadores pueden ser de un simple volante hasta uno elctrico muy complejo o un actuador hidrulico.
Tipos de actuadores de vlvulasActuador manual Actuador de motor elctrico Actuador neumtico Actuador hidrulico Solenoide
Actuadores manuales
Actuador de golpe
Actuador de engrane
Actuador de motor
Actuador neumtico
Actuador hidrulicoEstos actuadores usan un pistn para convertir una seal de presin en movimiento de la vlvula. El fluido hidrulico es alimentado por un lado del pistn mientras por otro lado es drenado o sangrado.
Actuador hidrulico
Vlvulas auto actuadasLas vlvulas auto-actuadas usan el fluido del sistema para posicionar la vlvula. Vlvulas de alivio, vlvulas de seguridad, vlvulas check, y trampas de vapor son ejemplos de vlvulas auto-actuadas
Vlvulas actuadas por solenoideLas vlvulas actuadas por solenoides permiten posicionar automticamente la vlvula abierta o cerrada. Los solenoides posicionan la vlvula por atraccin magntica del vstago de la vlvula. Una vlvula solenoide, presiona contra el movimiento lento del resorte cuando el potencial se aplica al solenoide.
Vlvula solenoide
Indicadores de posicin de vlvulaLos operadores requieren la indicacin de la posicin de ciertas vlvulas para permitir la operacin correcta de la planta. Para tales vlvulas, se requiere tener indicacin remota de la posicin de vlvula, en forma de luces que indican si las vlvulas estn abiertas o cerradas.
Limit SwitchEl circuito de indicacin remota de posicin usa un sensor de posicin del vstago, disco o actuador. Un tipo de detector de posicin es el limitador mecnico (limit switch), que fsicamente es actuado por el movimiento de la vlvula.
Limit Switch
Identificacin de vlvulas en diagramas
Identificacin de vlvulas en diagramas
Identificacin de vlvulas en diagramas