Válvula de aguja - Cómo funcionan

Una válvula de aguja se utiliza para controlar con precisión el caudal de gases o líquidos limpios. Los ajustes graduales del vástago y el émbolo permiten un control suave del caudal. Estas válvulas suelen tener caudales bajos y una caída de presión relativamente importante de la entrada a la salida. Los tamaños estándar de los orificios de las válvulas de aguja oscilan entre 2 y 12 mm (1/8" y 2"). La aplicación más común de una válvula de aguja es controlar el flujo de gas, como el propano en un depósito.

Índice de contenidos

• Cómo funcionan las válvulas de aguja
• Diferentes tipos de válvulas de aguja
• Selección de la válvula de aguja
• Símbolo de la válvula de aguja
• Válvula de aguja frente a otras válvulas
• Ventajas e inconvenientes de las válvulas de aguja
• Usos de la válvula de aguja
• Preguntas frecuentes

Cómo funcionan las válvulas de aguja

El émbolo de una válvula de aguja tiene un extremo cónico que sube y baja al girar una manivela para abrir o cerrar un orificio. La figura 2 muestra la sección transversal de una válvula de aguja, su diseño y sus distintos componentes. La empuñadura (Figura 2 etiquetada D) está conectada al émbolo, llamado vástago (Figura 2 etiquetada E). Cuando la empuñadura gira, el émbolo se mueve hacia arriba o hacia abajo a través de las roscas (Figura 2 etiquetada F). La tuerca de bloqueo (Figura 2 etiquetada A) impide que el émbolo se desenrosque completamente. A medida que el émbolo se desplaza hacia abajo, el extremo puntiagudo (cónico) (Figura 2 etiquetado G) entra en contacto con el asiento de la válvula para sellar completamente el orificio (Figura 2 etiquetado C). A menudo, el asiento de la válvula también es cónico. Esto permite un control preciso del caudal.

Hay varias opciones y tamaños disponibles para conectar la válvula de aguja a una tubería o manguera a través de la conexión de puerto (Figura 2 etiquetada B) en la entrada y salida. Por ejemplo, roscados, embridados o soldados. El bonete está conectado a la carcasa de la válvula (Figura 2 etiquetada H), que puede ser de diferentes materiales como latón o acero inoxidable.

Diferentes tipos de válvulas de aguja

Una válvula de aguja roscada de accionamiento manual (descrita en la sección anterior) es el tipo más común de válvula de aguja. Hay dos variantes adicionales:

• Válvula de aguja motorizada: Estas válvulas de aguja utilizan un actuador eléctrico o neumático para conectar y girar el émbolo. Pueden controlarse a distancia, utilizarse en un sistema de bucle cerrado y/o ponerse en un temporizador para controlar con precisión el caudal a distancia.
• Válvula de aguja en ángulo: Estas válvulas de aguja giran el flujo de la entrada 90 grados en lugar de un flujo en línea. Se aplica el mismo concepto de funcionamiento, pero el ángulo de 90 grados permite una mejor integración del sistema. La figura 3 muestra un ejemplo de válvula de aguja angular.

Selección de la válvula de aguja

Al seleccionar una válvula de aguja, hay que tener en cuenta cuatro características principales y/o requisitos de aplicación: material, presión, tamaño y temperatura.

Material

El material de la carcasa de la válvula de aguja (figura 2 etiquetada I) se especifica en función de la aplicación. Los materiales más comunes de las carcasas de las válvulas son el latón y el acero inoxidable debido a su gama de resistencia química; sin embargo, también hay otros materiales disponibles para aplicaciones especiales.

Latón

Las válvulas de aguja de latón son adecuadas para sistemas hidráulicos, agua potable, aplicaciones de alta temperatura y tuberías de gas. Son ideales para medios neutros y no corrosivos, y su aplicación más habitual es el agua potable. Sin embargo, no deben utilizarse para agua salada (agua de mar), agua destilada, ácidos o cloruros.

Acero inoxidable

Las válvulas de aguja de acero inoxidable tienen una excelente resistencia química general a casi cualquier medio. El material es muy duradero y soporta altas temperaturas y presiones. Es adecuado para medios agresivos y corrosivos como el agua de mar, a menos que el acero inoxidable vaya a estar expuesto continuamente al agua salada porque se corroerá.

Plástico

Las válvulas de aguja de plástico se utilizan para ajustar con precisión fluidos puros y corrosivos. Sin embargo, el plástico no resiste altas temperaturas ni presiones y suele utilizarse para aplicaciones de menos de 60 grados centígrados.

Presión:

Para seleccionar la válvula de aguja adecuada, es importante conocer los requisitos de aplicación de la presión en un sistema. Las robustas válvulas de aguja pueden soportar presiones de hasta 275 a 413 bar (4.000 a 5.000 psi) a 38 °C (100 °F). Cuando se requieren presiones más altas, como para aplicaciones hidráulicas de alta presión, hay disponibles válvulas de alto rendimiento que pueden soportar hasta 10000 psi (689 bar) de presión a 100 °Fahrenheit (38 °Celcius). El diseño de la aguja de vacío puede soportar bajas presiones.

Tamaño del puerto y del orificio

Las válvulas de aguja están disponibles en una amplia gama de tamaños de puerto y orificio. Los puertos de conexión pueden tener extremos macho o hembra. Las normas de rosca habituales son NPT (National American Pipe Thread), BSP (British Standard Pipe) o métrica (normas ISO). Las válvulas de aguja más utilizadas van de 2 a 12 mm o de 1/8" a 2". Garantizar el tamaño correcto del puerto y del orificio asegura un flujo eficiente y un funcionamiento del sistema con menos posibilidades de desgaste y/o fugas.

Temperatura

Las válvulas de aguja son adecuadas para aplicaciones de alta o baja temperatura. Especifique adecuadamente el alojamiento de la válvula y el material de la empaquetadura/sellado, especialmente para temperaturas extremas, a fin de garantizar que pueda soportar los requisitos. Los dos materiales de sellado más comunes son el PTFE (teflón) para una gama de temperaturas de -54° Celsius a 232°Celcius (-65° Fahrenheit a 450° Fahrenheit) y el PEEK (poliéter éter cetona) para una mayor resistencia a temperaturas de hasta 315°C (600° Fahrenheit).

Símbolo de la válvula de aguja

La figura 4 muestra el símbolo de una válvula de aguja. El esquema incluye el símbolo estándar de válvula de 2 vías con una flecha que indica que se trata de una válvula de aguja.

Válvula de aguja frente a otras válvulas

Válvula de aguja frente a válvula de bola

Una válvula de bola tiene una bola con un orificio en el centro. La bola gira 90 grados en sentido horario o antihorario para abrir o cerrar la válvula. Las válvulas de aguja utilizan un émbolo en forma de aguja con un extremo cónico para bloquear o hacer pasar el fluido a través de la válvula. El vástago roscado permite un control preciso de la posición del émbolo.

Las válvulas de bola son ideales para aplicaciones de cierre de cierre, y normalmente no se utilizan para fines de estrangulación. Las válvulas de aguja son adecuadas para aquellas áreas en las que es esencial un control preciso del fluido, por ejemplo, para mantener un caudal bajo ideal en un carburador.

Válvula de aguja frente a válvula de manómetro

Las válvulas de manómetros se utilizan para separar un proceso de la instrumentación, por ejemplo, transductores o manómetros. Las válvulas de manómetro se utilizan principalmente junto con las válvulas de bloqueo y purga. Las válvulas de aguja sirven para aislar un instrumento de un proceso o para aplicaciones de estrangulación de fluidos.

Ventajas e inconvenientes de las válvulas de aguja

Ventajas

• Control preciso del caudal, especialmente para aplicaciones con un caudal bajo
• Tamaño pequeño

Desventajas

• Elevada pérdida de presión debido a la gran restricción del flujo de fluido.
• La aguja y el asiento pueden dañarse si el fluido tiene sólidos en suspensión.
• Examinar el mango de la válvula de aguja no revela si la válvula está abierta o cerrada.

Usos de la válvula de aguja

Las válvulas de aguja se utilizan en todas las aplicaciones de control de fluidos gracias a su capacidad para controlar con precisión los caudales. Seleccionando el material y el tamaño de la válvula adecuados para la temperatura y la presión, pueden utilizarse para casi cualquier gas o fluido limpio. Uno de los usos más comunes de las válvulas de aguja es controlar el flujo de gas, como el propano, en un sistema. Una válvula de aguja de propano cierra el flujo con precisión y/o controla el caudal, controlando así la velocidad de combustión para varias aplicaciones.

Las válvulas de aguja tienen amplias aplicaciones en los siguientes ámbitos:

1. Las válvulas de aguja se utilizan en presas, embalses, centrales eléctricas y sistemas de distribución de agua para controlar la presión y el caudal del agua.
2. Las válvulas de aguja se emplean en sistemas automatizados de control de la combustión para regular el caudal de combustible.
3. Estas válvulas se utilizan habitualmente para cerrar un manómetro o controlar el caudal en dispositivos de medición de caudal.
4. Las válvulas de aguja controlan el flujo de aire a los cilindros para controlar la velocidad del pistón.

Lea nuestro artículo sobre aplicaciones de las válvulas de aguja para obtener una lista completa de los ámbitos en los que se utilizan.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una válvula de aguja?

Una válvula de aguja es una válvula de estrangulación muy utilizada para controlar con precisión el caudal de los fluidos.

¿Para qué sirve una válvula de aguja?

Una válvula de aguja regula el flujo de fluido a través de un aparato o sistema. La válvula incluye un pequeño émbolo con una forma similar a la de una aguja con un extremo cónico.

¿Una válvula de aguja modifica la presión del fluido?

Las válvulas de aguja se utilizan para regular el caudal de fluido y la presión dentro de un sistema.