En la industria constituye una situación normal la utilización de sistemas que operan a presión. Calderas, calentadores, tanques de almacenamiento, tuberías y demás aparatos a presión, pueden verse sometidos a presiones superiores a la de diseño, con el consiguiente riesgo de explosión, pudiendo causar graves consecuencias tanto para las personas como para las instalaciones cercanas.
Para prevenir este riesgo se instalan en estos equipos válvulas de seguridad, que permitan por medio de la descarga del fluido contenido, aliviar el exceso de presión. Así, las válvulas de seguridad constituyen un elemento clave de seguridad utilizado ampliamente en la industria y exigido reglamentariamente, por lo que es importante entender adecuadamente su funcionamiento y sus limitaciones.
El objetivo es dar a conocer las características constructivas y de funcionamiento de estos elementos, así como proporcionar recomendaciones para realizar una correcta instalación, montaje y mantenimiento, con la finalidad que sus características de seguridad, que en un principio deben tener estos elementos, no se vean disminuidas por un error de diseño o de actuación.
Válvulas de Alivio
Descripción: Las válvulas de alivio de presión se utilizan también para controlar procesos, en estos casos las válvulas actúan enviando los fluidos a determinados lugares dependiendo de presión del sistema. Son actuadas por la energía de la presión estática. Cuando en el recipiente o sistema protegido por la válvula se produce un aumento de presión interna, hasta alcanzar la presión de tarado, la fuerza ejercida por el muelle es equilibrada por la fuerza producida por la presión sobre el área del disco de cierre. A partir de aquí, un pequeño aumento de presión producirá el levantamiento del disco de cierre y permitirá la salida del fluido.
Pero si se trata de una válvula de alivio de presión, la válvula abrirá proporcionalmente al incremento de presión producido.
Características:
- El mecanismo de alivio consiste en un tapón que mantiene cerrado el escape.
- Un resorte calibrado mantiene este tapón en posición evitando que el fluido se escape del contenedor o tubería.
- Cuando la presión interna del fluido supera la presión de tarado del resorte el tapón cede y el fluido sale por el escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.
- Las válvulas que no sean actuadas durante un período de tiempo prolongado, pueden inicialmente disparar a presiones superiores a las ajustadas.
Válvula de Contrabalance
Descripción: Las válvulas contrabalance son una de las válvulas más difíciles de entender y ajustaren un equipo. Las válvulas contrabalance pertenecen al grupo de válvulas de control de movimiento. Las válvulas contrabalance son una combinación de dos válvulas, una válvula de retención unidireccional (“válvula check”) y una válvula de alivio piloteada para abrir (“válvula relief piloteada normalmente cerrada).
La válvula de contrabalance está situada en las línea entre una válvula de control direccional y la salida impulsión montando verticalmente que soporta un peso o se debe mantener en posición por un periodo de tiempo. Por ejemplo las válvulas de contrabalance se utilizan en algunas mesas elevadoras accionadas hidráulicamente. La válvula ofrece una resistencia al flujo del cilindro de impulsión cuando se baja la mesa.
Características: La válvula de retención unidireccional permite el flujo libre desde el puerto 2 a 1 teniendo sólo la restricción generada por el pequeño resorte que contiene.
En el sentido desde el puerto 1 a 2 la válvula contrabalance alivia la presión generada por la carga al valor ajustado en el regulador superior. La válvula contrabalance tiene un puerto de pilotaje 3 que genera una baja en la regulación de la presión de alivio, permitiendo que comience el movimiento. Cuando la carga genera una velocidad alta, el puerto3 disminuye la presión de pilotaje, permitiendo que el ajuste de la válvula de alivio sea mayor. Esto previene que la carga se mueva con velocidades altas permitiendo un efectivo control del movimiento.
Válvula de Frenado
Descripción: El modulador inverso es
un reductor de presión ajustable de 3 vías por control mecánico. La válvula permite
dosificar con precisión la presión de salida de forma proporcional al recorrido
de control. La válvula se controla mediante una palanca o un pedal. La palanca suele
utilizarse para el control del freno de estacionamiento (freno por falta de
presión). El pedal se utiliza
normalmente para el control del avance lento.
Cuando se acelera la carga, la
presión es máxima a la entrada del motor y
debajo del área total de la corredora de
la válvula de frenado, estando completamente abierta y
permitiendo el paso libre del caudal procedente de la
salida del motor hidráulico al deposito.
Al accionar la
palanca o el pedal, la presión de salida se reduce de forma proporcional a la
posición angular del control.
- Control por palanca:Cuando la palanca está en posición máxima (bloqueada), la presión de salida es nula. La palanca de control puede desbloquearse mediante el botón de pulsación (palanca horizontal) o el anillo circundante (palanca vertical).
- Control por pedal: Cuando el pedal está pisado a fondo, la presión de salida
Válvula Reductora
Descripción: La función de esta válvula es mantener una presión constante del flujo independientemente de las variaciones de presión que se puedan producir en lo alto del depósito. Esta función se realiza gracias a un piloto regulador de presión que inicia el cierre de la válvula cuando detecta un aumento de la presión aguas abajo.
Los gases, los líquidos y el vapor fluyen normalmente a presiones altas hasta los puntos de uso final. En estos puntos, una válvula reductora de presión baja la presión por razones de seguridad y eficacia, y para cumplir con los requisitos de la aplicación. Hay tres tipos de válvulas reductoras de presión.
Características
Acción directa. La válvula reductora de presión más sencilla, la de acción directa, funciona con un diafragma plano o con fuelle. Como es de diseño autónomo, no necesita una línea de detección externa aguas abajo para funcionar. Es la más pequeña y económica de los tres tipos y está diseñada para caudales de bajos a moderados.
Mediante pistón de piloto interno. Este tipo de PRV incorpora dos válvulas, un piloto y un válvula principal, en una unidad. La válvula piloto tiene un diseño similar al de la válvula de acción directa. La descarga de la válvula del piloto actúa en la parte superior de un pistón, que abre la válvula principal. Este diseño usa la presión interna para abrir una válvula principal más grande que de otra forma podría abrirse directamente.
Resumen
En resumen, de las características presentadas en la parte superior, se puede observar que el funcionamiento y las aplicaciones de las de acción directa difieren substancialmente de las operadas por piloto.
- Las válvulas de acción directa son usadas cuando las cargas son pequeñas y se acepte alguna caída de presión. Generalmente se utilizan en servicios de carga ligera
- Las válvulas reductoras de presión operadas por piloto pueden responder inmediatamente a cualquier cambio en las condiciones de flujo mientras mantienen estable la presión secundaria en donde se requiere de un control preciso de presión. Generalmente están diseñadas para aplicaciones con cargas mayores.
Cuestionario
1. ¿Qué es una válvula de presión?
R= Es válvula de seguridad, están diseñadas para aliviar la presión cuando un fluido supera un límite preestablecido. Su misión es evitar la explosión del sistema protegido o el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión.
2. ¿Cuantos tipos de válvulas de presión tenemos?
R= Válvula de Alivo, Contrabalance, Frenado y Reductora
3. Describe una válvula de frenado.
R= La válvula permite dosificar con precisión la presión de salida de forma proporcional al recorrido de control, se controla mediante una palanca o un pedal. La palanca suele utilizarse para el control del freno de estacionamiento (freno por falta de presión). El pedal se utiliza normalmente para el control del avance lento.
4. Cuando hablamos de que "permite el flujo libre desde el puerto 2 a 1 teniendo sólo la restricción generada por el pequeño resorte que contiene..." ¿que tipo de válvula es?
R= Una válvula de Contrabalance
5. Completa el parrafo "Cuando la presión interna del fluido supera la presión del resorte el tapón cede y el fluido sale por el escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.
*Resorte *Presión interna *Posición Original *Escape
6. ¿Qué es una válvula de acción directa?
R= La válvula reductora de presión más sencilla, la de acción directa, funciona con un diafragma plano o con fuelle. Como es de diseño autónomo, no necesita una línea de detección externa aguas abajo para funcionar. Es la más pequeña y económica de los tres tipos y está diseñada para caudales de bajos a moderados.
7. Describe las características de una válvula reductora.
R= Una válvula reductora de presión baja la presión por razones de seguridad y eficacia, y para cumplir con los requisitos de la aplicación.
8. Característica de una válvula de presión
R=Las válvulas que no sean actuadas durante un período de tiempo prolongado, pueden inicialmente disparar a presiones superiores a las ajustadas.
9. A que se refiere "pistón de piloto interno"
R=La descarga de la válvula del piloto actúa en la parte superior de un pistón, que abre la válvula principal. Este diseño usa la presión interna para abrir una válvula principal más grande que de otra forma podría abrirse directamente.
10. Característica de una válvula de Contrabalance
R=Las válvulas contrabalance son una combinación de dos válvulas, una válvula de retención unidireccional (válvula check) y una válvula de alivio piloteada para abrir (válvula relief piloteada normalmente cerrada).
Bibliografía
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_342.pdf
https://www.swagelok.com.mx/downloads/WebCatalogs/ES/MS-01-141.pdf
http://www.agpvalvulas.com/catalegs/agp_valvulas_esp.pdf
http://www.armstronginternational.com/es/pressure-reducing-valves
1. ¿Qué es una válvula de presión?
R= Es válvula de seguridad, están diseñadas para aliviar la presión cuando un fluido supera un límite preestablecido. Su misión es evitar la explosión del sistema protegido o el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión.
2. ¿Cuantos tipos de válvulas de presión tenemos?
R= Válvula de Alivo, Contrabalance, Frenado y Reductora
3. Describe una válvula de frenado.
R= La válvula permite dosificar con precisión la presión de salida de forma proporcional al recorrido de control, se controla mediante una palanca o un pedal. La palanca suele utilizarse para el control del freno de estacionamiento (freno por falta de presión). El pedal se utiliza normalmente para el control del avance lento.
4. Cuando hablamos de que "permite el flujo libre desde el puerto 2 a 1 teniendo sólo la restricción generada por el pequeño resorte que contiene..." ¿que tipo de válvula es?
R= Una válvula de Contrabalance
5. Completa el parrafo "Cuando la presión interna del fluido supera la presión del resorte el tapón cede y el fluido sale por el escape. Una vez que la presión interna disminuye el tapón regresa a su posición original.
*Resorte *Presión interna *Posición Original *Escape
6. ¿Qué es una válvula de acción directa?
R= La válvula reductora de presión más sencilla, la de acción directa, funciona con un diafragma plano o con fuelle. Como es de diseño autónomo, no necesita una línea de detección externa aguas abajo para funcionar. Es la más pequeña y económica de los tres tipos y está diseñada para caudales de bajos a moderados.
7. Describe las características de una válvula reductora.
R= Una válvula reductora de presión baja la presión por razones de seguridad y eficacia, y para cumplir con los requisitos de la aplicación.
8. Característica de una válvula de presión
R=Las válvulas que no sean actuadas durante un período de tiempo prolongado, pueden inicialmente disparar a presiones superiores a las ajustadas.
9. A que se refiere "pistón de piloto interno"
R=La descarga de la válvula del piloto actúa en la parte superior de un pistón, que abre la válvula principal. Este diseño usa la presión interna para abrir una válvula principal más grande que de otra forma podría abrirse directamente.
10. Característica de una válvula de Contrabalance
R=Las válvulas contrabalance son una combinación de dos válvulas, una válvula de retención unidireccional (válvula check) y una válvula de alivio piloteada para abrir (válvula relief piloteada normalmente cerrada).
Bibliografía
http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/FichasTecnicas/NTP/Ficheros/301a400/ntp_342.pdf
https://www.swagelok.com.mx/downloads/WebCatalogs/ES/MS-01-141.pdf
http://www.agpvalvulas.com/catalegs/agp_valvulas_esp.pdf
http://www.armstronginternational.com/es/pressure-reducing-valves
