Tipos de Válvulas Industriales: Funcionamiento y Aplicaciones Clave

Clasificación y Principios Operacionales de Válvulas Industriales

A continuación, se detallan las características operativas y aplicaciones principales de varios tipos de válvulas utilizadas en entornos industriales exigentes.

Válvula Saunders (Diafragma)

En este diseño de válvula, el elemento de obturación es una membrana flexible. Esta membrana es forzada contra un resalte del cuerpo mediante un vástago unido a un servomotor, logrando así el cierre del paso del fluido.

Características Distintivas

• El cuerpo puede ser fácilmente revestido con goma o plástico, lo que permite su uso con fluidos agresivos.
• Desventaja: El servomotor de accionamiento requiere una potencia considerable.

Aplicaciones Principales

Se utiliza fundamentalmente en:

• Procesos químicos difíciles.
• Manejo de fluidos negros o corrosivos.
• Control de fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Válvula de Compresión

Esta válvula opera mediante el principio de compresión de dos o más elementos flexibles, comúnmente un tubo de goma.

Ventajas Operacionales

Al igual que las válvulas de diafragma, se caracteriza por ofrecer un óptimo control en posición de cierre parcial. Se aplican principalmente en el manejo de:

• Fluidos negros o corrosivos.
• Fluidos viscosos.
• Fluidos conteniendo sólidos en suspensión.

Válvula de Mariposa

El cuerpo de esta válvula está constituido por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular.

Mecanismo de Cierre y Accionamiento

El cierre hermético se consigue mediante un anillo de goma empotrado en el cuerpo. Un servomotor exterior acciona el eje del disco.

Consideraciones de Fuerza del Actuador

• El par máximo se ejerce cuando la válvula está totalmente abierta, siempre que la presión se mantenga constante.
• Es crucial considerar las presiones diferenciales entre las posiciones de apertura total y cierre. Se requiere una gran fuerza del actuador si existe una caída de presión elevada.

Uso Típico

Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión.

Válvula de Bola

El cuerpo de la válvula posee una cavidad interna esférica que aloja un obturador con forma de esfera o bola. Un corte adecuado en la esfera define la curva característica de la válvula.

Funcionamiento y Sellado

La bola gira transversalmente, accionada por un servomotor exterior. El cierre hermético se asegura mediante un aro de "resina anti-adherente" o "fluoropolímero" incorporado al cuerpo, contra el cual asienta la bola al cerrarse.

Dimensionamiento y Aplicación

• En posición de apertura total, el tamaño de la válvula es aproximadamente el 75% del tamaño de la tubería.
• Se utiliza principalmente para el control de caudal en fluidos negros o fluidos con un gran porcentaje de sólidos en suspensión.

Válvula de Retención (Check Valve)

Su propósito fundamental es prevenir el retorno del fluido en una línea de cañerías.

Tipos de Movimiento del Disco

Dispone de una pieza móvil (disco) que se asienta o inmoviliza por la presión del propio fluido (o con ayuda de un resorte). El disco puede:

1. Pivotar en un extremo (swing check).
2. Pivotar en un punto excéntrico (tilting disc check).
3. Levantarse paralelamente a su eje como un pistón (lift check).

Adicionalmente, el disco puede estar partido al centro (duo check), pivotando cada mitad independientemente, manteniéndose cerradas con asistencia de un resorte.

Esta válvula opera bajo un principio unidireccional: un sentido de flujo la abre y el sentido opuesto la cierra.

Válvulas de Obturador Excéntrico Rotativo

Estas válvulas consisten en un obturador de superficie esférica que ejecuta un movimiento excéntrico rotativo. Está unido al eje de giro mediante uno o dos brazos flexibles.

Ventajas del Diseño Excéntrico

El eje de giro sale al exterior del cuerpo y es accionado por un vástago conectado a un servomotor. El par requerido para su operación es reducido gracias al movimiento excéntrico de la cara esférica del obturador.

Capacidad y Sellado

• Pueden lograr un cierre estanco mediante aros de resina antiadherente o fluoropolímero dispuestos en el asiento.
• Se caracterizan por su gran capacidad de caudal, comparable a las válvulas de mariposa y de bola, y por su elevada pérdida de carga admisible.