VÁLVULAS DE
PRESION
Introducción
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.
Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular
o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los
más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta
30 ft o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació
hasta más de 20000 lb/in² y temperaturas
desde las criogénicas hasta 815 °C. En algunas instalaciones se requiere un
sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.
La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad
total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto.
Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección
determinada del conducto en la unidad de tiempo.
Ø
Objetivo
La operación segura y eficiente de los componentes de los
circuitos hidráulicos, requiere medios de controlar la presión. Hay muchos
tipos de válvulas de control automáticas de presión. Unas proporcionan
simplemente un escape para la presión que excede un ajuste de presión del
sistema, otras reducen la presión a un sistema o subsistema de menor presión y
algunas mantienen la presión un sistema dentro de una gama requerida.
Las válvulas de control de presión se usan para controlar la presión de un
circuito o de un sistema. Aunque las válvulas de control tienen diferentes
diseños, su función es la misma. Algunos tipos de válvulas de control de
presión son: válvulas de alivio, válvulas de secuencia, válvulas reductoras de
presión y válvulas de descarga.
Desarrollo
Válvula
Reguladora de Presión
Las válvulas
reguladoras de presión, proporcionan una presión constante en un sistema que
funcione a una presión más baja que la suministrada por el equipo de
producción.
La válvula
reguladora de presión mantiene constante la presión de trabajo, sean cuales
fueren las oscilaciones de presión en la red y en el consumo de aire.
Dependiendo de su construcción (con/sin orificio de escape) funcionan de forma
algo diferente.
Ø Materiales de construcción
Cuerpo:
acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno,
polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce.
Sello
flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon, uretano,
Nordel, Tygon, caucho de siliconas.
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CLASIFICACIÓN
DE LAS VÁLVULAS SEGÚN SU FUNCIÓN
Válvula de
alivio
Los sistemas
hidráulicos se diseñan para operar dentro de cierta gama de presión. Exceder
esta gama puede dañar los componentes del sistema o convertirse en un peligro
potencial para el usuario. La válvula de alivio mantiene la presión dentro de
límites específicos y, al abrirse, permite que el aceite en exceso fluya a
otro circuito o regrese al tanque.
La válvula
de alivio simple (también llamada válvula de accionamiento directo) se mantiene
cerrada por acción de la fuerza del resorte. La tensión del resorte se ajusta a
una “presión de alivio”. Sin embargo, el ajuste de la presión de alivio no es
la presión a la que la válvula comienza a abrirse.
Cuando ocurre
una condición que causa resistencia en el circuito al flujo normal
de aceite, el flujo de aceite en exceso hace que la presión de
aceite aumente. El aumento de la presión de aceite produce una fuerza en la
válvula de alivio. Cuando la fuerza de la presión de aceite, en aumento,
sobrepasa la fuerza del resorte de la válvula de alivio, la válvula
se mueve contra el resorte y la válvula comienza a abrirse. La
presión requerida para comenzar a abrir la válvula se llama “presión de apertura”.
La válvula se abre lo suficiente para permitir que sólo el aceite en exceso
fluya a través dela válvula.
Válvula
de alivio de operación piloto
La válvula
de alivio de operación piloto se usa con frecuencia en sistemas que requieren
un gran volumen de aceite y donde hay una diferencia pequeña entre la
presión de apertura de la válvula y la presión de flujo pleno. En la
válvula de alivio de operación piloto, una válvula
piloto (válvula de alivio simple) controla la válvula de descarga
(válvula principal).La válvula piloto es mucho más pequeña y no maneja un
volumen grande de flujo de aceite. Por tanto, el resorte de la válvula
piloto es también más pequeño y permite un control de presión más preciso. La
diferencia entre la presión de apertura de la válvula piloto y la presión
máxima se mantiene al mínimo. La válvula de descarga es lo suficientemente
grande para manejar el flujo completo de la bomba a la presión de alivio máxima
determinada. La válvula de descarga usa la presión de aceite del sistema para
mantener la válvula cerrada. Por tanto, el resorte de la válvula de
descarga no necesita ser muy fuerte y pesado. Esto permite a la válvula de
descarga tener una presión de apertura más precisa.
El aceite
del sistema fluye a la caja de la válvula de alivio a través del orificio de la
válvula de descarga y llena la cámara del resorte de la válvula de descarga. El
aceite en la cámara del resorte de la válvula de descarga entra en contacto con
una pequeña área de la válvula piloto. Esto permite que la válvula piloto use
un resorte pequeño para controlar una presión alta. Cuando la presión de aceite
aumenta en el sistema, la presión será la misma en la cámara
del resorte de la válvula de escape. Por tanto, la presión de aceite
será igual en ambos lados dela válvula de descarga. La fuerza combinada de la
presión de aceite del sistema en la cámara del resorte de la válvula de
descarga y la fuerza del resorte en la parte superior de la válvula de
descarga, es mayor que la fuerza de la presión de aceite del sistema contra la parte
inferior dela válvula. La fuerza combinada en la cámara del resorte
mantiene la válvula de descarga cerrada.
Válvula
de secuencia en posición
Cuando la presión en la cámara del resorte de la válvula de descarga
excede el valor del ajuste de la válvula piloto, la válvula piloto se
abre. La válvula piloto abierta permite que el aceite pase de la cámara del
resorte de la válvula de descarga al tanque y que la presión disminuya en la
cámara del resorte de la válvula de descarga. La fuerza de la presión más alta
del sistema de aceite mueve la válvula de descarga contra el resorte de la
válvula de descarga y abre el conducto al circuito 2. El flujo de aceite de la
bomba pasa a través dela válvula de secuencia al circuito 2. La válvula de
secuencia permanece abierta hasta que la presión del circuito 1 disminuya a un valor
menor que la presión de control de la válvula de secuencia.
Válvula
reductora de presión
Válvula
de presión diferencial
Cuando el circuito primario se llena de aceite, la presión comienza
a aumentar. Cuando la presión del circuito primario alcanza más de 345kPa (50
lb/pulg2), la presión del circuito primario sobrepasa la fuerza
del resorte de la válvula de presión diferencial de 345 kPa (50lb/pulg2) y
mueve la válvula de presión diferencial hacia la izquierda. El suministro de
aceite fluye al circuito secundario y a través del conducto a la cámara del
resorte de la válvula de presión diferencial. Cuando el
circuito secundario se llena de aceite, la presión comienza a
aumentar. El aumento de presión ejerce fuerza en la cámara del resorte de la
válvula de presión diferencial. La fuerza combinada del resorte y la presión de
aceite mueven el carrete de la válvula a la derecha intentando cortar el flujo
de aceite al circuito secundario. Sin embargo, el aumento de presión
del circuito primario mantiene la válvula abierta. La presión aumenta
tanto en el circuito primario como en el secundario hasta cuando la válvula de
alivio se abre y envía el flujo de la bomba de regreso al tanque. La válvula de
presión diferencial establece una posición que constantemente mantiene a 345
kPa (50 lb/pulg2) la diferencia depresión entre los circuitos primario y
secundario para todas las presiones mayores de 345 kPa (50 lb/pulg2)
Formulario:
1. Explica
para que se usa una válvula de alivio.
La válvula de alivio limita la presión máxima del sistema o de
una sección del sistema hidráulico
2. escriba
dos tipos básicos de válvulas de alivio
La válvula de alivio de acción simple o directa
La válvula de alivio de operación piloto
3. En qué
caso se debe utilizar una válvula reductora de presión en un circuito?
Una válvula reductora de presión debe usarse cuando son
necesarios en un sistema dos valores
diferentes de presión
4. funcionamiento de una válvula de
alivio
La válvula de alivio normalmente esta cerrada, la válvula
detecta la presión corriente arriba y se abre cuando la presión corriente
arriba aumenta a la presión de control de la válvula.
5.
funcionamiento de una válvula reductora de presión.
La válvula reductora de presión normalmente está abierta. La
válvula detecta la presión corriente abajo y se mueve hacia la posición
cerrada a medida que la presión corriente abajo aumenta hasta la presión
de control de la válvula
6. ¿Por qué
es necesaria una tubería de drenaje externa para la operación
apropiada de una válvula reductora de presión de operación piloto
La presión del sistema en la cámara del resorte de la válvula
debe permanecer a la presión del tanque. A medida que la válvula se
estrangula para mantener corriente abajo la presión reducida, cualquier
aumento en la presión de aceite de la cámara del resorte se sumaría a
la presión de control de la válvula
7. En qué caso se debe
usar una válvula de presión diferencial en un circuito?
Cuando se requiera una diferencia de presión consistente entre
el circuito primario (circuito1) y el circuito secundario (circuito 2) para
todas las presiones de la válvula del resorte diferencial.
8.
funcionamiento de una válvula de presión diferencial
La válvula de presión diferencial conecta dos circuitos en
paralelo. Cuando se inicia la bomba,
el aceite de suministro fluye libremente al primer circuito. La válvula
de presión diferencial bloquea el suministro de flujo de aceite al segundo
circuito. Cuando la fuerza dela presión del suministro de aceite sobrepasa la
fuerza del resorte diferencial, la válvula de presión diferencial se mueve
y envía el flujo de aceite de suministro al segundo circuito.
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