Actuación de Válvulas de Asiento Inclinado
Figura 1: Válvula de asiento inclinado con manómetro
Existen varias opciones de actuación para las válvulas de asiento inclinado: neumática, eléctrica y manual. Cada tipo mejora el rendimiento del sistema de manera diferente; por ejemplo, la actuación neumática asegura una respuesta rápida y durabilidad, la actuación eléctrica proporciona control preciso y fácil integración con la automatización, y la actuación manual ofrece simplicidad y rentabilidad. Este artículo examina las ventajas de diseño y operativas de cada método de actuación.
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Principio de funcionamiento de la válvula de asiento inclinado
En una válvula de asiento inclinado, el asiento de la válvula está posicionado en un ángulo de 45 grados relativo al camino del flujo. Esto mejora la eficiencia del flujo de fluido permitiendo una transición más suave del medio a través de la válvula, lo que puede reducir la caída de presión y el consumo de energía. Una fuerza de actuación (neumática, eléctrica o manual) se aplica al pistón de control para levantar/cerrar la junta del asiento, permitiendo el flujo de fluido. La actuación neumática utiliza aire comprimido para mover un pistón de control, la actuación eléctrica emplea un motor para generar movimiento, y la actuación manual se basa en una palanca o rueda operada a mano para manipular la válvula. Lea nuestro artículo visión general de la válvula de asiento inclinado para más información sobre el diseño y funcionamiento de la válvula.
Válvula de asiento inclinado actuada neumáticamente
Figura 2: Válvula de asiento inclinado neumática de acero inoxidable
Las válvulas de asiento inclinado actuadas neumáticamente utilizan aire comprimido para mover el pistón de la válvula, permitiendo acciones de apertura y cierre rápidas. El diseño del asiento inclinado asegura altas tasas de flujo y operación efectiva.
Los actuadores neumáticos pueden ser de acción simple o doble acción:
- Actuadores de acción simple (retorno por resorte) típicamente usan una válvula 3/2 con tres puertos y dos posiciones. Una posición suministra aire al actuador para moverlo en una dirección (por ejemplo, abrir la válvula), y el resorte devuelve el actuador a su posición original (por ejemplo, cierra la válvula) cuando se corta el suministro de aire.
- Actuadores de doble acción requieren aire para moverse en ambas direcciones (abrir y cerrar). Típicamente usan una válvula 4/2 o 5/2 para controlar el suministro de aire. Estas válvulas tienen más puertos y posiciones para dirigir el flujo de aire adecuadamente para abrir o cerrar el actuador.
Los actuadores de acción simple con una válvula 3/2 a menudo son elegidos para aplicaciones donde se necesita una posición de fallo seguro, mientras que los actuadores de doble acción podrían ser seleccionados para aplicaciones que requieren un control más preciso sobre la posición de la válvula o donde no se requiere una posición de fallo seguro predeterminada. Lea nuestro artículo válvula de asiento inclinado Burkert 2000 para más detalles sobre las características de estas válvulas de asiento inclinado neumáticas.
Características principales
- Actuación rápida: Tiempos de respuesta rápidos para un control oportuno.
- Alta fuerza: Adecuado para válvulas grandes o aplicaciones de alta presión.
- Auto-drenante: Ideal para aplicaciones sanitarias, previniendo la retención de fluidos.
- Compatibilidad con vapor: Puede manejar altas temperaturas y presiones y es excelente para aplicaciones de control de vapor
Desventajas
- Requerimiento de aire comprimido: Aumenta la complejidad operativa y los costos.
- Tamaño del actuador: Puede no caber en espacios limitados.
- Niveles de ruido: Puede ser ruidoso, potencialmente requiriendo medidas de control de ruido adicionales.
Aplicaciones
- Control de vapor: Para esterilización y calefacción en varias industrias.
- Tratamiento de agua: Manejo del flujo en filtración y dosificación química.
- Industria alimentaria y de bebidas: En operaciones de procesamiento y llenado estériles.
Válvulas de Asiento Inclinado Actuadas Eléctricamente
Figura 4: Válvula de asiento inclinado eléctrica de acero inoxidable
Las válvulas de asiento inclinado actuadas eléctricamente son operadas por motores eléctricos. Cuando se envía una señal eléctrica al actuador, mueve el pistón, lo que a su vez cambia la posición del asiento de la válvula. Este movimiento permite que la válvula bloquee o permita el flujo a través del cuerpo de la válvula. La actuación eléctrica es muy adecuada para la integración en sistemas automatizados.
Características principales
- Control de precisión: Permite ajustes precisos del flujo.
- Operación remota: Se puede integrar fácilmente en sistemas de control digitales.
- Control proporcional: Ajusta la apertura de la válvula en relación a una señal eléctrica.
Desventajas
- Precisión de control: Puede ofrecer más precisión de la necesaria en aplicaciones simples de encendido/apagado, aumentando potencialmente los costos.
- Dependencia energética: Depende de un suministro de energía continuo.
Aplicaciones
- Producción de cerveza y bebidas: Para un control de calidad consistente durante el procesamiento.
- Plantas de tratamiento de agua: Automatiza el flujo para eficiencia y fiabilidad.
- Fabricación farmacéutica: Asegura la esterilidad con control preciso del flujo de vapor y agua.
Válvulas de Asiento Inclinado Manuales
Figura 3: Válvula de asiento inclinado manual de latón
Las válvulas de asiento inclinado manuales son operadas a mano, utilizando una rueda de mano o palanca para ajustar la posición de la válvula. Este método de control directo es simple y fiable, adecuado para aplicaciones donde no es necesaria la automatización.
Características principales
- Control directo: El operador puede ajustar fácilmente las tasas de flujo y posiciones.
- Simplicidad: No se necesita de fuentes de energía externas ni sistemas de control complejos.
Desventajas
- Operación manual: No es adecuada para aplicaciones de alta presión o válvulas grandes que requieren una fuerza significativa para operar.
- Aplicación limitada: Puede no ser ideal para procesos que requieren ajustes rápidos o frecuentes.
Aplicaciones
Las válvulas de asiento inclinado manuales se utilizan típicamente en lugares remotos donde el suministro de energía y el control automatizado no son factibles y en sistemas donde no se requiere automatización. Por ejemplo:
- Industrias químicas y farmacéuticas: Para el control preciso de químicos agresivos y solventes durante procesos de dosificación, llenado y mezcla.
- Control de vapor en sistemas de calefacción: Para regular el flujo de vapor en intercambiadores de calor, autoclaves y equipos de limpieza industrial, asegurando una operación eficiente y segura.
Aunque las válvulas manuales son comunes en las aplicaciones mencionadas, algunas instalaciones podrían utilizar procesos automatizados con anulaciones manuales a prueba de fallos para operaciones críticas; sin embargo, las válvulas manuales proporcionan un respaldo o control fiable para tareas más sencillas.
Lea nuestro artículo de selección de válvulas de asiento inclinado para más información sobre los parámetros de selección clave al elegir una válvula de asiento inclinado para una aplicación.
Comparación
Elegir entre válvulas de asiento inclinado neumáticas, eléctricas y manuales implica considerar varios factores clave específicos para los requisitos de la aplicación como se ve en la Tabla 1.
Tabla 1: Comparación de válvulas de asiento inclinado neumáticas, eléctricas y manuales
| Factor | Neumática | Eléctrica | Manual |
| Disponibilidad de fuente de energía | Ideal para usar cuando hay un suministro de aire comprimido confiable. Preferido en ambientes explosivos debido a ningún riesgo de ignición | La mejor opción si la electricidad está fácilmente disponible y se necesita control preciso. Adecuado donde el aire comprimido es impracticable. | Óptimo donde ni la electricidad ni el aire comprimido están disponibles. Ideal para control directo sin automatización |
| Necesidades de control y automatización | Adecuado para procesos automatizados que requieren control remoto | Ofrece un control más fino sobre la posicionamiento de la válvula, ideal para la integración en sistemas de control automatizados | Mejor para aplicaciones donde el control manual es suficiente, especialmente para operaciones simples de encendido/apagado |
| Condiciones ambientales | Rinde bien en condiciones duras (húmedas, polvorientas, explosivas) debido a la falta de componentes eléctricos | Adecuado para ambientes limpios. Considerar la clasificación IP para protección contra polvo y agua en condiciones desafiantes | Bueno para una amplia gama de ambientes. Menos afectado por las condiciones debido a la no dependencia de fuentes de energía o sistemas de control |
| Tiempo de respuesta y precisión | Tiempos de respuesta rápidos, adecuados para necesidades de actuación rápida. | Proporciona control preciso, ideal para la regulación cuidadosa de la tasa de flujo o presión. | Depende del operador. Adecuado donde el tiempo de actuación de la válvula no es crítico. |
| Costo | Puede requerir infraestructura adicional para aire comprimido, pero generalmente menos costosa que las válvulas eléctricas | Más costosa inicialmente debido a mecanismos de control de precisión pero puede ahorrar en costos operativos donde el aire comprimido no está disponible | La más rentable en términos de inversión inicial y mantenimiento |
| Mantenimiento y vida útil | Requiere mantenimiento regular del sistema de suministro de aire para prevenir contaminación. | Requiere menos mantenimiento que los sistemas neumáticos | Requiere el menor mantenimiento; sin embargo, se debe asegurar la accesibilidad del operador |