Principio de funcionamiento de la válvula de asiento inclinado

Principio de funcionamiento de la válvula de asiento inclinado

ejemplos de válvulas de pistón de asiento inclinado

Figura 1: Válvulas de asiento en ángulo común

Las válvulas de asiento inclinado, también conocidas como válvulas de pistón de cuerpo inclinado o válvulas neumáticas de asiento inclinado, son válvulas de pistón de 2/2 vías accionadas neumáticamente. El actuador del pistón proporciona un movimiento lineal para levantar la junta de su asiento. Debido a que el asiento está colocado bajo un ángulo, el flujo es mínimamente impedido en la posición abierta, lo que resulta en una excelente tasa de flujo y una baja pérdida de presión. Se utilizan para regular el caudal de líquidos, gases, vapor, vacío e incluso fluidos agresivos. También pueden funcionar con altas temperaturas y medios de alta viscosidad, incluso con presiones diferenciales nulas.

Su diseño robusto hace que las válvulas de asiento en ángulo sean una opción popular para aplicaciones duras, y tienen ciclos de vida muy elevados. Por lo tanto, son excelentes alternativas de larga duración a las válvulas de bola. Estas válvulas son también una alternativa adecuada a las electroválvulas, especialmente con medios contaminados y viscosos en los que las electroválvulas típicas fallarían. Pueden funcionar con una configuración de simple o doble efecto, lo que influye en su presión nominal. También pueden diseñarse de accionamiento manual o eléctrico, pero en este artículo nos centraremos en la válvula de ángulo neumática.

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Construcción y diseño

Las válvulas de asiento angular tienen una construcción robusta similar a las válvulas de globo, pero utilizan una válvula de tipo angular accionada por pistón con un muelle de cierre. El cuerpo suele estar fundido o forjado en una sola pieza. En el extremo del pistón se conecta un tapón que se asienta sobre asientos de PTFE. El pistón está diseñado para retraerse más del asiento, proporcionando así el máximo caudal. Pueden ser normalmente cerrados (NC), normalmente abiertos (NO) o de doble efecto. El actuador de pistón viene con puertos roscados o con puertos NAMUR que permiten el montaje directo de electroválvulas estilo NAMUR.

vista en sección de una válvula de asiento angular

Figura 2: Vista en sección de una válvula de asiento angular.

A menudo, el cabezal del actuador puede girar 360° para permitir la posición óptima de las líneas de aire y eléctricas en lugares estrechos. El cuerpo de la válvula suele ser de latón o acero inoxidable. Las conexiones pueden ser roscadas, con abrazaderas o soldadas. Normalmente, un indicador visual en la parte superior del pistón muestra si la válvula está abierta o cerrada.

Principio de trabajo

Las válvulas de asiento inclinado se accionan neumáticamente, de manera que la presión del aire se utiliza para controlar el actuador del pistón, que levanta el tapón de la válvula de su asiento. Las válvulas normalmente cerradas (NC) suelen tener la válvula cerrada en condiciones no presurizadas y utilizan un muelle para devolver la válvula al estado de reposo. Las válvulas normalmente abiertas (NO) tienen la abertura de la válvula siempre abierta a menos que la presión del aire actúe para cerrarla. Se puede obtener una válvula NO si el muelle se coloca en el lado opuesto del actuador del pistón. Las válvulas de doble efecto pueden utilizarse para manejar el flujo en ambas direcciones. Estas válvulas no tienen muelle y dependen del aire de alimentación para determinar la posición de la válvula.

El flujo hacia arriba y por debajo de la válvula (haciendo que ésta se abra) reducirá el efecto de golpe de ariete, pero reducirá la presión máxima de trabajo de la válvula en un 50% normalmente. Sin embargo, la instalación de un muelle de retorno fuerte ayudará a aumentar la presión de trabajo, pero se necesitará un actuador más grande para superar este aumento de la fuerza del muelle. Con el flujo sobre el asiento (que provoca el cierre de la válvula), se alcanza la presión de trabajo máxima, y el golpe de ariete puede reducirse restringiendo el caudal de suministro de aire comprimido.

 

Control de la válvula de asiento angular con una electroválvula

Normalmente, se utiliza una electroválvula de tres vías para accionar válvulas de asiento angular NC o NO. Estas válvulas de asiento angular tienen un puerto de conexión a la cámara del pistón. La electroválvula controla si la cámara está presurizada o ventilada. Las válvulas de cuerpo angular de doble efecto tienen dos puertos de conexión y no pueden controlarse con una válvula de tres vías simple. Pueden ser controlados por una electroválvula de cinco vías que puede presurizar un puerto mientras ventila el otro, y viceversa.

Aplicación

Estas válvulas pueden utilizarse para ofrecer millones de ciclos de funcionamiento en aplicaciones exigentes como vapor, agua y medios agresivos. Son ideales para aplicaciones de vacío y pueden utilizarse en aplicaciones de acción rápida de hasta 1.000 ciclos por hora, con una vida útil prevista de más de 10 millones de ciclos. Se utilizan en muchas industrias, como las de alimentación y bebidas, química, petróleo y gas, agua y alcantarillado, etc.

Selección de válvulas de asiento inclinado

Conexiones finales y tamaño de la línea

Las válvulas de asiento inclinado están disponibles en varios tamaños y conexiones finales, que van desde 1/2 a 3 roscas BSP o NPT, y algunos fabricantes ofrecen opciones de brida. El diámetro nominal (DN) del asiento de la válvula y el valor Kv, que indica el caudal de agua con una caída de presión de 1 bar, son esenciales para seleccionar el tamaño adecuado. Utilice nuestra calculadora de dimensionamiento de válvulas para determinar el valor Kv mínimo necesario para su aplicación, garantizando un caudal elevado y eficaz con un desgaste y fugas mínimos.

Temperatura de funcionamiento, presión y propiedades del material

La presión máxima de trabajo suele oscilar entre 5 y 20 bares. Tenga en cuenta tanto la presión del medio como el rango de presión del circuito de aire comprimido. Las válvulas de asiento en ángulo pueden soportar temperaturas de hasta 200 °C con juntas de PTFE (teflón), mientras que otros materiales como NBR, FKM y EPDM tienen temperaturas nominales más bajas. La elección del material de la carcasa, como bronce, acero inoxidable, latón, plástico o bronce de cañón, influye en la temperatura y la presión nominales, siendo el acero inoxidable el que ofrece una excelente resistencia a la corrosión y solidez del material. Para aplicaciones de alta presión o alta temperatura, opte por una carcasa de acero inoxidable con juntas de PTFE.

Instalación y mantenimiento de válvulas

La instalación correcta de la válvula angular es fundamental para el rendimiento y la seguridad. Asegúrese de que la válvula se instala de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Las revisiones periódicas de mantenimiento son necesarias para evitar fugas y garantizar el buen funcionamiento de la válvula.

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