Cómo funcionan las válvulas de retención
Figura 1: Válvula de retención
Una válvula de retención permite que el líquido y el aire fluyan en una sola dirección y evita el reflujo. El reflujo puede provocar contaminación del medio aguas arriba, daños en el equipo, ineficiencia del sistema, aumento de los costos de mantenimiento y problemas de cumplimiento normativo. Por ejemplo, una línea de alcantarillado tendrá una válvula antirretorno para garantizar que los residuos puedan salir de un sistema (por ejemplo, un sistema de fontanería residencial) pero no puedan volver a entrar.
Tabla de contenidos
- ¿Cómo funciona una válvula de retención?
- ¿Para qué se utiliza una válvula de retención?
- Tipos de válvulas de retención
- Materiales de las válvulas de retención
- Criterios de selección
- Símbolo de la válvula de retención
- Preguntas frecuentes
¿Cómo funciona una válvula de retención?
Presión de apertura
Una válvula de retención requiere una diferencia de presión mínima entre la entrada y la salida para abrirse, permitiendo que el medio fluya a través de ella. Esta presión mínima aguas arriba se denomina presión de apertura o diferencia de presión mínima de la válvula de retención. Muchas válvulas de retención tienen una presión de apertura de 1 bar (14,5 psi) o inferior. Sin embargo, algunas tienen presiones de apertura más altas para aplicaciones con mayor presión aguas arriba antes de que la válvula se abra (por ejemplo, aplicaciones hidráulicas).
Cierre
Si la diferencia de presión cae por debajo de la presión de apertura (Figura 2) o hay contrapresión (flujo que se mueve de la salida a la entrada), la válvula de retención se cerrará. Las válvulas de retención pueden tener una compuerta, bola, diafragma o disco presionado contra un asiento de válvula para cerrar la válvula y bloquear el flujo. La gravedad o un resorte pueden ayudar en el proceso de cierre.
Figura 2: La válvula de retención se cierra cuando la presión diferencial está por debajo de la presión de apertura de la válvula. Se abre cuando la presión supera la presión de apertura.
Orientación de la instalación
Una válvula de retención unidireccional permite el flujo en una sola dirección. Normalmente, una flecha en la carcasa de la válvula indica la dirección del flujo. Si no hay flecha, use su dedo o una varilla estrecha para empujar y abrir la válvula y comprender su dirección de apertura. Si la válvula se instala al revés, el medio no puede moverse a través del sistema, y la acumulación de presión resultante puede causar daños.
¿Para qué se utiliza una válvula de retención?
Las aplicaciones típicas de las válvulas de retención son:
- Para proteger el equipo aguas abajo de daños por reflujo
- Para prevenir la contaminación debido al flujo inverso
- Para evitar el sifonaje
- Para mantener un sello de vacío
Válvulas de retención para agua
Una válvula de retención de agua se utiliza en aplicaciones de agua potable, aguas residuales y riego. Las válvulas de retención de fontanería para aplicaciones de agua potable garantizan que ningún medio ambiental (lado de salida de la válvula) pueda entrar en el sistema y contaminar el agua potable limpia. Para aplicaciones de aguas residuales, aseguran que las aguas residuales no puedan volver a entrar en el sistema y causar un desbordamiento o contaminación adicional. Una válvula de pie se utiliza a menudo en aplicaciones de bombeo de agua para garantizar que no entre ningún residuo en la línea y mantener la presión interna para fines de cebado. Las válvulas de retención para bombas de sumidero aseguran que el agua descargada no regrese a la bomba de sumidero por gravedad cuando la bomba está apagada.Tipos de válvulas de retención
Existen varios tipos de válvulas de retención, cada uno diseñado para adaptarse a aplicaciones específicas.Válvulas de retención en línea con resorte
Las válvulas de retención en línea con resorte utilizan un mecanismo de resorte para ayudar en el cierre. El resorte asegura una respuesta rápida a los cambios en la dirección del flujo, minimizando el riesgo de reflujo. Son compactas, pueden instalarse en cualquier orientación y son adecuadas para sistemas con diferenciales de presión bajos.
Figura 3: Válvula de retención en línea con resorte abierta (izquierda) y cerrada (derecha). Los componentes de trabajo son el cuerpo de la válvula (A), el disco (B), el resorte (C) y la guía (D).
Válvulas de retención de bisagra
Las válvulas de retención de bisagra presentan un disco articulado que se abre con el flujo hacia adelante. Son de construcción simple y adecuadas para tuberías de gran diámetro. Ofrecen una resistencia mínima al flujo y una baja caída de presión cuando están completamente abiertas. Las válvulas de retención de bisagra se cierran por gravedad, por lo que solo deben instalarse horizontalmente.
Figura 4: Válvula de retención de bisagra. Bonete atornillado (A), bisagra o muñón (B), cuerpo de la válvula (C), disco (D), sello (E).
Válvulas de retención de bola
Las válvulas de retención de bola utilizan una bola como mecanismo de cierre. Un diseño común tiene una bola con un diámetro ligeramente menor que el canal en el que descansa. Cuando el fluido entra en la válvula, empuja la bola lejos del asiento y fluye alrededor de ella. Este diseño tiene opciones tanto con resorte como sin resorte. Una válvula de retención de bola con resorte (Figura 5) puede instalarse en cualquier orientación. Una válvula de retención de bola sin resorte debe instalarse verticalmente, con el puerto opuesto a la bola hacia arriba. El principal beneficio de una válvula de bola sin resorte es una pieza menos que puede desgastarse o fallar. La Figura 6 muestra que el puerto con rosca externa es el lado más alejado de la bola.
Figura 5: Una válvula de retención de bola con resorte. Esta válvula puede instalarse en cualquier orientación.
Figura 6: Una válvula de retención de bola sin resorte. Esta válvula debe instalarse verticalmente y solo debe utilizarse para flujo ascendente.
Válvulas de retención de elevación
Las válvulas de retención de elevación tienen un disco o pistón que se eleva verticalmente para permitir el flujo. Requieren una instalación horizontal. Tienen un mínimo de partes móviles y son adecuadas para aplicaciones de servicio pesado que requieren ciclos frecuentes. Además, son apropiadas para vapor saturado hasta 9 bar (130,5 psi).
Figura 7: Diseño y funcionamiento de la válvula de retención de elevación. Los componentes clave son el cuerpo (A), el disco (B) y el asiento (C). En caso de reflujo (izquierda), el disco se cierra. Durante el flujo normal (derecha), el disco se abre.
Válvulas de retención en Y
Las válvulas de retención en Y tienen una trayectoria de flujo en ángulo que se asemeja a la letra "Y". Estas válvulas reducen la turbulencia y la caída de presión, teniendo una menor resistencia al flujo que las válvulas en línea. Su diseño permite al usuario abrir la válvula e inspeccionar las partes internas sin retirar la válvula de la línea.
Figura 8: Las válvulas de retención en Y con resorte se cierran cuando la presión diferencial es baja (izquierda) y se abren cuando la presión aguas arriba supera la presión de apertura de la válvula. Estas válvulas ofrecen un flujo casi directo.
Materiales de las válvulas de retención
Válvula de retención de acero inoxidable
Las válvulas de retención de acero inoxidable son ideales para entornos exigentes debido a su resistencia a la corrosión, al calor y a las bajas temperaturas. Gracias a sus excelentes propiedades mecánicas, incluyendo alta resistencia y durabilidad, tienen una larga vida útil. Estas válvulas son adecuadas para aplicaciones que implican altas temperaturas y presiones, como el procesamiento industrial, plantas químicas y las industrias de petróleo y gas.
Las válvulas de retención de acero inoxidable están disponibles en varios grados - 304 y 316 son los más comunes. El acero inoxidable de grado 316 ofrece una mayor resistencia a los cloruros y otras sustancias corrosivas. Es adecuado para aplicaciones marinas y costeras. Aunque las válvulas de retención de acero inoxidable proporcionan un rendimiento excepcional, son menos rentables que las de latón y plástico.
Características principales
- Resistencia a la corrosión: Excelente resistencia a diversos medios corrosivos, incluyendo ácidos, álcalis y cloruros. Consulte nuestra guía de resistencia química para obtener más información.
- Tolerancia a la temperatura: Capaz de soportar temperaturas extremas, tanto altas como bajas, desde -25 °C hasta 200 °C (-13 °F a 392 °F).
- Resistencia mecánica: Alta resistencia y durabilidad, adecuada para aplicaciones de alta presión de hasta 400 bar (5.800 psi).
- Versatilidad: Disponible en varios grados para satisfacer requisitos específicos de aplicación.
Adecuada para
- Ácidos y bases diluidos y concentrados
- Disolventes
- Alcoholes
- Gases combustibles
- Agua de mar
- Agua desmineralizada
- Aire
- Dióxido de carbono
- Aceite
- Combustible
- Lubricante
- Agua
- Vapor
Válvula de retención de plástico
Las válvulas de retención de plástico se utilizan frecuentemente en sistemas de riego y gestión del agua. Tres materiales comunes para el cuerpo son PVC, PP y PA. Son resistentes a la corrosión frente a la mayoría de los medios corrosivos, como agua de mar, ácidos, bases, soluciones de cloruro y disolventes orgánicos. Sin embargo, se debe tener precaución al usar hidrocarburos aromáticos y clorados; verifique cuidadosamente si el material de la válvula es resistente al hidrocarburo específico.
Características principales
- Resistencia a la corrosión: Excelente resistencia a una amplia gama de medios corrosivos, incluyendo agua de mar, ácidos, bases y soluciones de cloruro.
-
Tolerancia a la temperatura
- PVC: Capaz de soportar temperaturas de hasta 60 °C (140 °F).
- PA: Capaz de soportar temperaturas de hasta 90 °C (194 °F).
- PP: Capaz de soportar temperaturas de hasta 80 °C (176 °F).
- Resistencia mecánica: Resistencia adecuada para aplicaciones de baja a moderada presión.
- Versatilidad: Adecuada para una variedad de sistemas de gestión del agua y riego.
- Costo: Más rentable que el latón y el acero inoxidable.
Adecuada para
- Alcoholes
- Gases combustibles
- Agua de mar
- Aire
- Aceite
- Lubricante
- Agua
Válvula de retención de latón
Las válvulas de retención de latón son excelentes para aplicaciones de aire, agua, aceite o combustible. Sin embargo, no son resistentes al agua de mar ni al agua clorada. En comparación con el acero inoxidable, el latón es menos resistente al calor y a la corrosión. Típicamente se utiliza para aplicaciones de menor presión.
Características principales
- Resistencia a la corrosión: Resistencia moderada a la corrosión, pero no adecuada para agua de mar o agua clorada.
- Tolerancia a la temperatura: Tolerancia limitada a la temperatura, generalmente adecuada para aplicaciones de baja temperatura. La mayoría de las válvulas de latón operan hasta 100 °C (212 °F), pero algunas pueden funcionar a temperaturas más altas.
- Resistencia mecánica: Resistencia adecuada para aplicaciones de menor presión.
- Versatilidad: Adecuada para una variedad de aplicaciones que involucran aire, agua, aceite o combustible.
- Costo: Más rentable que el acero inoxidable.
Aplicaciones
- Alcoholes
- Aire
- Aceite
- Combustible
- Lubricante
- Agua
Criterios de selección
Las válvulas de retención tienen los siguientes criterios a considerar al seleccionar una para una aplicación:
- Material del cuerpo: Diferentes materiales tienen propiedades químicas y físicas significativamente diferentes. Comprenda las diferencias para asegurar que el material elegido sea adecuado para su aplicación. Lea la sección anterior para obtener más información.
- Material del sello: Los materiales de sello comunes para válvulas de retención son EPDM, NBR, FKM, Teflón, FEP y metal. Al igual que el material del cuerpo, el material del sello debe ser adecuado para el medio de la aplicación.
- Tamaño de línea para puntos de conexión: Seleccione una válvula con un tamaño de conexión idéntico al sistema en el que la instalará. Si la válvula tiene un tamaño diferente, necesitará un adaptador, lo que aumenta la turbulencia y la caída de presión a través de la válvula.
Símbolo de la válvula de retención
El símbolo P&ID para las válvulas de retención se muestra en la Figura 9.
Figura 9: El símbolo P&ID de la válvula de retención apunta en la orientación que permite el flujo con una línea vertical que muestra que no permite el reflujo.
Conozca otros tipos de válvulas en nuestro artículo sobre fundamentos de válvulas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una válvula de retención?
Una válvula de retención es una válvula unidireccional que permite el paso del fluido en una dirección pero impide cualquier flujo en la dirección opuesta.
¿Qué hace una válvula de retención?
El propósito principal de una válvula de retención en un sistema es prevenir el reflujo, que podría dañar el equipo o contaminar el medio aguas arriba.
¿Cuáles son los problemas comunes de las válvulas de retención?
Los problemas comunes de las válvulas de retención son ruido, golpe de ariete, vibración, flujo inverso, atascamiento, fugas y desgaste/daño de componentes.
¿Una válvula de retención detendrá el golpe de ariete?
Una válvula de retención puede prevenir el golpe de ariete si es de acción rápida, como una válvula de retención accionada por resorte. Esto evita los picos de presión, que crean ondas de choque a través del medio.
