Válvula de Diafragma Eléctrica - Cómo Funcionan

Las válvulas de diafragma eléctricas controlan el flujo de medios a través de ellas utilizando un diafragma flexible que se mueve hacia arriba y hacia abajo mediante un actuador eléctrico para permitir o bloquear el flujo. Se caracterizan por su resistencia a medios corrosivos y viscosos, son adecuadas para medios de lodo y evitan la acumulación de partículas (por ejemplo, limo) del fluido. Se utilizan comúnmente en el procesamiento químico, tratamiento de agua y aplicaciones farmacéuticas. Este artículo discute la mecánica operativa de las válvulas de diafragma eléctricas y las características clave de la válvula de diafragma eléctrica Burkert tipo 3323.

Características clave

Las válvulas de diafragma eléctricas ofrecen varios beneficios clave para aplicaciones de control de fluidos en diversas industrias. Sus características principales incluyen:

• Mayor precisión: Permite un control más fino sobre la posición de la válvula, lo que lleva a una regulación de flujo más precisa.
• Mayor seguridad: Minimiza la necesidad de operación manual, reduciendo la exposición a entornos peligrosos y mejorando la seguridad del personal.
• Eficiencia operativa: La automatización reduce el tiempo y el trabajo necesarios para ajustes manuales, mejorando la eficiencia del proceso.
• Operación remota: Permite controlar las válvulas a distancia, permitiendo un diseño de sistema flexible y una respuesta más rápida a los cambios del sistema.

Lea nuestro resumen de válvulas de diafragma y los artículos sobre materiales de válvulas de diafragma para obtener más información sobre el funcionamiento y los materiales comunes utilizados en las válvulas de diafragma respectivamente.

Operación

Las válvulas de diafragma eléctricas operan a través de una serie de pasos que traducen una señal eléctrica en un control preciso del flujo de fluidos.

1. Transmisión de la señal eléctrica: El proceso comienza con una señal eléctrica de un sistema de control (PLC, DCS) que llega al módulo de control de la válvula. Esta señal especifica la posición deseada de la válvula (abierta, cerrada o una posición específica para estrangulamiento).
2. Activación del actuador: El módulo de control interpreta la señal y activa el tipo de actuador apropiado:
   1. Válvula solenoide: Para aplicaciones de encendido/apagado, una válvula solenoide recibe la señal y se energiza. Un campo magnético dentro del solenoide atrae un émbolo, que a su vez abre o cierra una válvula piloto. La válvula piloto luego dirige el medio a cualquiera de los lados de una cámara de diafragma, forzando al diafragma a moverse y abrir/cerrar la válvula.
   2. Motor eléctrico: Para aplicaciones de modulación (estrangulamiento), un motor de corriente continua o un motor paso a paso recibe la señal de control. La dirección y velocidad del motor se controlan electrónicamente para posicionar con precisión un mecanismo de tornillo o tren de engranajes dentro del actuador.

3. Transferencia de movimiento: Dependiendo del tipo de actuador:
   1. Solenoide: El movimiento del carrete de la válvula piloto se traduce en una diferencia de presión en la cámara del diafragma, causando un desplazamiento lineal del diafragma.
   2. Motor eléctrico: La rotación del motor se convierte en movimiento lineal a través de un tornillo de avance, mecanismo de manivela o tren de engranajes. Este movimiento lineal se transfiere luego al conjunto del diafragma.

4. Actuación del diafragma (Apertura/Cierre):
   1. Cierre: El actuador aplica fuerza, empujando el diafragma contra el asiento de la válvula para crear un sello y detener el flujo.
   2. Apertura: El actuador reduce la fuerza, permitiendo que el diafragma se aleje del asiento, abriendo la válvula para el flujo de medios.

5. Regulación del flujo: En válvulas moduladoras con motores eléctricos, la posición precisa del diafragma permite tasas de flujo controladas. El sistema de control ajusta continuamente la posición del motor en función de la retroalimentación del proceso para mantener la tasa de flujo deseada.

Tabla 1: Características de válvulas solenoides vs motores eléctricos para la actuación de válvulas de diafragma

Característica	Válvula solenoide	Motor eléctrico
Principio de actuación	Fuerza electromagnética en válvula piloto operada por émbolo	Control electrónico de la rotación del motor
Adecuado para	Control de encendido/apagado	Control modulador (estrangulamiento)
Beneficios	Diseño simple, respuesta rápida, menor consumo de energía	Control de flujo preciso, adecuado para estrangulamiento, flexibilidad de control
Desventajas	Limitado a encendido/apagado, dependiente de la presión	Diseño más complejo, respuesta más lenta, mayor consumo de energía

Válvula de diafragma eléctrica Burkert Tipo 3323

El Burkert Tipo 3323 (Figura 1) es una válvula de diafragma de 2/2 vías operada por solenoide, diseñada para el control de encendido/apagado de fluidos.

Características y especificaciones clave

• Actuación: Actuador lineal controlado eléctricamente con mecanismo de husillo de bolas. Esto permite su uso en entornos higiénicos o duros y ofrece un movimiento rápido (hasta 4 mm/s) a la posición abierta o cerrada.
• Cuerpo de la válvula: Diseño de 2 vías con ruta de flujo optimizada y espacio muerto mínimo, lo que permite altas tasas de flujo y adecuación para diversas aplicaciones.
• Seguridad: El almacenamiento de energía opcional asegura que la válvula alcance una posición segura (abierta o cerrada) en caso de falla de energía.
• Indicación de posición: Un anillo de luz LED de 360° proporciona una indicación visual del estado actual de la válvula (abierta/cerrada).
• Protección del diafragma: La fuerza de accionamiento ajustable en el actuador protege el diafragma de daños.
• Durabilidad: La válvula tiene una alta clasificación IP (IP65/IP67) para una protección efectiva contra el polvo y la entrada de agua. También es adecuada para su uso en entornos peligrosos con certificación ATEX.
• Diagnóstico y conectividad: Ofrece funciones de diagnóstico opcionales y conexión de bus de campo para la integración con sistemas de control.
• Compatibilidad de materiales: Disponible con superficies en contacto con el medio en varios acabados (Ra ≤ 0,38 µm - 1,6 µm) para adaptarse a diferentes tipos de fluidos. Opción de acabado electropulido para una mayor higiene.
• Opciones de tamaño: Disponible en una gama de diámetros nominales (DN 06 - DN 100) para satisfacer diferentes requisitos de flujo.
• Compatibilidad e integración: El Tipo 3323 se puede combinar con varios dispositivos Burkert como:
  • Diafragmas Tipo SV02 para un sellado mejorado
  • Pantallas de proceso EDIP Tipo ME61 para monitoreo operativo
  • Puertas de enlace de Ethernet industrial y bus de campo para conectividad de red
  • Caudalímetro FLOWave SAW Tipo 8098 para una medición de flujo precisa

Lea nuestro artículo sobre aplicaciones de válvulas de diafragma para obtener más detalles sobre las diversas aplicaciones de las válvulas de diafragma eléctricas.