Aplicaciones de las válvulas de aguja

Figura 1: Válvulas de aguja instaladas en una estación de procesamiento de petróleo

Las válvulas de aguja se utilizan para el control preciso de fluidos en aplicaciones de bajo caudal. Tienen vástagos roscados con extremos cónicos, lo que permite cambios mínimos en el flujo de fluido. Las válvulas de aguja se utilizan ampliamente en la gestión del agua, en instalaciones de laboratorio y en las industrias del petróleo, el gas y la química.

• Acero inoxidable: Se utiliza en el procesamiento químico, sistemas de muestreo de aceite y combustible, y para manejar medios corrosivos. Son duraderas y resistentes a altas temperaturas (hasta 200 °C/392 °F) y presiones (hasta 300 bar/4351 psi).
• Latón: Ideal para agua potable y líquidos no reactivos y no corrosivos. Funcionan hasta 100 bar (1450 psi) y 110 °C (230 °F).

Aplicaciones

• Operaciones de muestreo
• Sistemas de instrumentación y control
• Industrias químicas y petroquímicas
• Gestión del agua
• Industrias del petróleo, gas y combustible
• Válvulas de aguja para purgadores de vapor
• Regulación de la presión con válvulas de aguja

Operaciones de muestreo

Figura 2: Válvulas de aguja para operaciones de muestreo: Cuerpo de conexión rápida (A), válvula de aguja de entrada (B), cilindro de muestra (C), tubo de vaciado (D), válvula de aguja de salida (E) y vástago de conexión rápida (F)

Las válvulas de aguja se utilizan para controlar con precisión el flujo de fluidos en los sistemas de muestreo (Figura 2). Utilice válvulas de aguja de acero inoxidable con juntas de PTFE para sistemas de muestreo que manejen productos químicos, disolventes o fluidos de alta pureza. El PTFE ofrece una excelente resistencia química, evitando la contaminación de la muestra durante el transporte.

1. Un cuerpo de conexión rápida (A) conecta el sistema a la fuente de fluido. El sistema tiene dos válvulas de aguja: una en la entrada (B) y otra en la salida (E).
2. La válvula de aguja de entrada se abre para permitir que el fluido entre en el cilindro de muestra (C). La válvula de aguja garantiza que la muestra se recoja a una velocidad controlada para evitar el sobrellenado.
3. Después de recoger la muestra, ambas válvulas de aguja se cierran para sellar el cilindro. Esto asegura la muestra, evitando la contaminación o las fugas durante el almacenamiento y el transporte.
4. La válvula de aguja del lado de salida se abre para dejar que el fluido salga del cilindro de muestra.
5. Controlar el caudal de descarga con la válvula de aguja es esencial, especialmente si el sistema receptor necesita un caudal específico para el análisis o el procesamiento.

Lea nuestro artículo de descripción general de las válvulas de aguja para obtener más información sobre el diseño, el funcionamiento y las características comunes de las válvulas de aguja.

Sistemas de instrumentación y control

Las válvulas de aguja permiten un flujo gradual hacia los manómetros, presostatos o caudalímetros, protegiendo los equipos sensibles de los picos de presión. Ayudan a mantener un caudal bajo, constante y calibrado cuando es necesario. Las válvulas de aguja se instalan aguas arriba de estos equipos, lo que permite un aislamiento seguro durante el mantenimiento y la reparación. Elija válvulas de aguja de acero inoxidable con juntas de PTFE cuando se utilicen con instrumentación de gas o hidráulica para resistir la corrosión y mantener un control estable bajo presión. Para el servicio general de aire o agua, el latón con juntas de NBR es adecuado.

Figura 3: Válvula de aguja conectada a un manómetro

Industrias químicas y petroquímicas

Las válvulas de aguja controlan el flujo de productos químicos corrosivos y peligrosos de baja viscosidad.

• Dosificación precisa y medición de fluidos: Las válvulas de aguja proporcionan un control exacto sobre los caudales, lo que es esencial para la dosificación y mezcla precisa de productos químicos. También son cruciales para añadir pequeñas cantidades de catalizadores o aditivos.
• Seguridad e integridad del sistema: Estas válvulas permiten un cierre completo, evitando fugas y derrames de productos químicos peligrosos.
• Aplicaciones de laboratorio y analíticas: Las válvulas de aguja garantizan un flujo químico preciso y permiten un muestreo exacto en los experimentos de laboratorio.
• Purga, lavado y preparación del sistema: Las válvulas de aguja controlan el flujo de gases de purga o fluidos de limpieza. Son esenciales para eliminar contaminantes y preparar los sistemas para su funcionamiento.

Seleccione acero inoxidable con juntas de PTFE para manejar productos químicos corrosivos, de baja viscosidad o peligrosos. El PTFE mantiene la estabilidad química y garantiza una medición precisa incluso a temperaturas elevadas.

Gestión del agua

Las válvulas de aguja para agua gestionan la presión y los caudales de agua en presas, embalses, centrales eléctricas y sistemas de distribución de agua.

• Control del nivel de agua: Las válvulas de aguja se utilizan como salidas de fondo en los sistemas de presas y embalses para gestionar los niveles de agua. Mantienen la estabilidad del sistema, incluso durante lluvias intensas.
• Retrolavado y limpieza: Las válvulas de aguja controlan el flujo de agua en los ciclos de retrolavado y limpieza. Esto ayuda a eliminar los residuos y a mantener el sistema funcionando de forma eficiente.
• Control químico y de filtración: Las válvulas de aguja gestionan el flujo de productos químicos y los procesos de filtración en los sistemas de agua municipales e industriales.
• Tratamiento y desalinización del agua: Estas válvulas son cruciales para el tratamiento y la desalinización eficaces del agua. Intervienen en la dosificación de productos químicos, el control del pH y la regulación del flujo en las tuberías y los sistemas de tratamiento.
• Plantas de tratamiento de agua: Las válvulas de aguja regulan el flujo de los productos químicos utilizados para la purificación del agua.

Utilice latón con juntas de NBR para sistemas de agua limpia o no corrosiva, como el riego o el retrolavado. Para la dosificación de productos químicos, la desalinización o el agua clorada, elija acero inoxidable con juntas de PTFE por su resistencia a la corrosión.

Ejemplo: Válvula de aguja en un sistema de ósmosis inversa

Las válvulas de aguja se utilizan ampliamente en la purificación del agua, la desalinización y los procesos de separación industrial.

• Un sistema de ósmosis inversa (OI) purifica el agua utilizando una bomba (B) para presurizar el agua del tanque de alimentación (A).
• Fuerza el paso del agua a través de una membrana semipermeable en el módulo de espiral enrollada de OI (D).
• La membrana solo permite el paso de las moléculas de agua. Esto separa el agua limpia (E) de las impurezas (C).
• La válvula de aguja (G) ajusta la presión y el caudal que sale de la membrana, garantizando un rendimiento de filtración óptimo.

Figura 4: Válvula de aguja utilizada en un sistema de ósmosis inversa: Tanque de alimentación (A), bomba (B), concentrado (C), módulo de espiral enrollada de ósmosis inversa (D), permeado (E), manómetro (F) y válvula de aguja (G).

Industrias del petróleo, gas y combustible

Las válvulas de aguja regulan el flujo de líquidos, como la gasolina, a través de tuberías y mangueras que se conectan a piezas mecánicas como bombas y motores. Además, pueden controlar el flujo de diferentes gases, como el aire o el gas natural, a medida que se desplazan de una zona a otra de una planta industrial. En los sistemas de control neumático, las válvulas de aguja de aire regulan el flujo de fluido hacia los actuadores y cilindros, reduciendo el desgaste. Estas válvulas supervisan y ajustan el flujo de gas, como el propano, permitiendo un control preciso de los caudales.

Seleccione acero inoxidable con juntas de PTFE para gases de hidrocarburos, combustibles o lubricantes, garantizando la resistencia química y un cierre hermético. El latón con juntas de NBR es adecuado para sistemas de aire o diésel no corrosivos y de baja presión.

Ejemplo: Válvula de aguja para un sistema de combustible

La Figura 5 muestra cómo funciona un motor diésel utilizando tanto diésel como metano. El objetivo principal del sistema es reducir las emisiones y los costes de combustible. Esto se consigue sustituyendo parte del diésel por metano, un combustible de combustión más limpia.

1. Suministro y regulación de combustible: El motor recibe diésel de un depósito de diésel tradicional y metano de un depósito separado.
2. Válvula de aguja: La válvula de aguja (D) controla el caudal de metano que entra en el sistema. Permite realizar ajustes finos para garantizar que se mezcle la cantidad correcta de metano con el aire antes de entrar en el motor.
3. Medición del flujo: El caudalímetro (C) mide el caudal de metano para supervisar y ajustar con precisión la mezcla de combustible.
4. Combustión: El metano se mezcla con el aire en el anillo mezclador de gas (A) antes de entrar en el motor (B). El diésel sirve como combustible piloto para encender la mezcla.

Figura 5: Válvula de aguja para un sistema de combustible dual: anillo mezclador de gas (A), motor diésel (B), caudalímetro (C), válvula de aguja (D), medición volumétrica de combustible (E), regulador de dos etapas para metano (F)

Válvulas de aguja para purgadores de vapor

Figura 6: Purgador de vapor utilizado para eliminar el condensado de una tubería

Un purgador de vapor elimina el condensado del vapor. A veces, el vapor puede cerrar la válvula del purgador prematuramente, bloqueando la descarga de condensado y provocando caídas de temperatura inesperadas.

Se puede instalar una línea de derivación externa para solucionar este problema (Figura 7).

1. Flujo de vapor: El vapor (A) es bloqueado inicialmente por el purgador de vapor. A continuación, el vapor fluye a través de una línea de derivación.
2. Válvula de aguja: Una válvula de aguja en la línea de derivación permite el paso de parte del vapor
   1. La válvula de aguja se ajusta para permitir el paso del vapor menos denso. El condensado líquido más denso (B) se dirige al purgador de vapor.
3. Drenaje de condensado: El condensado se drena a través del purgador de vapor.
4. Función de venteo: Si el purgador de vapor tiene una función de venteo, una válvula de aguja interna puede liberar cualquier vapor atrapado.

Utilice acero inoxidable con juntas de PTFE para servicio a alta temperatura y con condensado. El acero inoxidable resiste los ciclos térmicos, mientras que el PTFE garantiza un sellado estanco bajo presiones fluctuantes.

Figura 7: Válvula de aguja (arriba) utilizada para derivar el vapor (A) del purgador de vapor (abajo). El purgador de vapor deja pasar el condensado (B).

Regulación de la presión con válvulas de aguja

El caudal cambia cuando varía la presión aplicada a una válvula. A menudo se instala un regulador de presión (Figura 8, letra A) antes de la válvula de aguja (Figura 8, letra D) para mantener una presión estable y un flujo constante. Esto permite que la válvula de aguja proporcione caudales constantes independientemente de las variaciones en la presión de suministro.

Figura 8: Control de caudal con válvula de aguja: regulador de presión (A), manómetro (B), presión constante (C), válvula de aguja (D), caudal constante (E) y carga (F).

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la función principal de una válvula de aguja en un sistema de fluidos?

La función principal de una válvula de aguja es permitir un control preciso y un ajuste gradual del caudal de fluido.

¿Qué hace una válvula de aguja de alta presión?

Una válvula de aguja regula y controla con precisión el caudal de fluido en entornos de alta presión. Se utilizan en sistemas hidráulicos, oleoductos y gasoductos, y en el procesamiento químico.