Válvulas De Control

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DE PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA

DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL

NÚCLEO PUERTO PIRITU

ELEMENTOS FINALES

DE CONTROL

PROFESOR: BACHILLERES:

Ing. Wilfredo Pernalete Jonathan Rivas C.I 25.301.760

Jesús Vargas C.I 25.055.165

Gabriel Guaiquirima C.I

Neudis Gallegos C.I

Lucia Martínez C.I 22.587.191

Osmarly Vásquez C.I. V-20.875.283

Guitanyili Páez C.I: 20.870.835

V semestre, sección ¨01¨

ING. Petroquímica

Píritu, Mayo de 2014

INTRODUCCIÓN

Los elementos finales de control, convierten los comandos del sistema de control en acciones concretas para corregir el comportamiento de las variables del proceso.

En el control automático de los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de la regulación. Ya que son los instrumentos más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto.

El elemento final de control consta generalmente de dos partes:

• Un actuador que convierte la señal del controlador en una comando para el dispositivo manipulador

• Un mecanismo para ajustar la variable manipulada

Los elementos finales de control más habituales son las válvulas de control, que pueden ser auto accionadas o controladas por un controlador a través de un actuador.

ELEMENTOS FINALES DE CONTROL

Los elementos finales de control son un mecanismo que altera el valor de la variable manipulada en respuesta de una señal de salida desde el dispositivo de control automático; típicamente recibe una señal del controlador y manipula el flujo de material o energía para el proceso. El elemento final de control puede ser una válvula de control, variadores de frecuencia, y motores eléctricos, un servo-válvula o un amortiguador. por ejemplo el flujo de un fluido a través de una válvula de control, la velocidad de un motor por medio de un variador de velocidad o la temperatura de un horno eléctrico utilizando una resistencia calefactora.

1. VÁLVULAS DE CONTROL

Es el elemento final de control más comúnmente usado en la Industria. Este dispositivo varía el flujo de material o energía aun proceso, ajustando una abertura a través de la cual fluye el material, Es por lo tanto un orificio variable en la línea.

En el control automático de los procesos industriales la válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de la regulación. Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el caudal de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el elemento primario, el transmisor y el controlador.

El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y está provisto de rosca o de bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de paso del fluido y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. Esta unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y que es accionado por el servomotor.

1.1. TIPOS DE VÁLVULAS DE CONTROL:

Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el movimiento del obturador.

Las válvulas de movimiento lineal en las que el obturador se mueve en la dirección de su propio eje se clasifican como se especifica a continuación.

1.1.1. VÁLVULA DE GLOBO

Puede ser de simple asiento, de doble asiento y de obturador equilibrado respectivamente. Las válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto, se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas en posición de cierre sean mínimas. El cierre estanco se logra con obturadores provistos de una arandela de teflón. En la válvula de doble asiento o de obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento. Por este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. En posición de cierre las fugas son mayores que en una válvula de simple asiento.

1.1.1.1. Recomendada para

• Estrangulación o regulación de circulación.

• Para accionamiento frecuente.

• Para corte positivo de gases o aire.

• Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

1.1.1.2. Aplicaciones

Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

1.1.1.3. Ventajas

• Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento

• Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete.

• Control preciso de la circulación.

• Disponible con orificios múltiples.

1.1.1.4. Desventajas

• Gran caída de presión.

• Costo relativo elevado.

1.1.1.5. Materiales

Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos.

Componentes: diversos.

1.1.2. VÁLVULA DE ÁNGULO

Esta válvula permite tener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y es adecuada para disminuir la erosión cuando esta es considerable por las características del fluido o bien por la excesiva presión diferencial. El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan, para trabajar con grandes presiones diferenciales y para los fluidos que contienen sólidos en suspensión.

Este tipo de válvulas se emplea generalmente para mezclar fluidos o bien para derivar de un flujo de entrada dos de salida, las válvulas de de tres vías intervienen típicamente en el control de temperatura de intercambiadores de calor.

1.1.3. VÁLVULA DE JAULA

Consiste en un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las características de caudal deseadas en la válvula. Se caracterizan por el fácil desmontaje del obturador y porque este puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente el desequilibrio de fuerzas producido por la presión diferencial favoreciendo la estabilidad y el funcionamiento. Por este motivo, este tipo de obturador equilibrado se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba trabajarse con una alta presión diferencial. Como el obturador esta contenido dentro de la jaula, la válvula es muy resistente a las vibraciones o al desgaste. Por otro lado, el obturador puede disponer de aros de teflón que, con la válvula en posición cerrada, asientan contra la jaula y permiten así un cierre hermético.

1.1.4. VÁLVULA DE COMPUERTA

Es una válvula que abre mediante el levantamiento de una compuerta o cuchilla (la cuál puede ser redonda o rectangular) permitiendo así el paso del fluido.

Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano, o de forma especial, y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Por su disposición es adecuada generalmente para el control todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo del fluido cuando está en posición de apertura total.

1.1.4.1. VENTAJAS

• Alta capacidad.

• Cierre hermético.

• Bajo costo.

• Diseño y funcionamiento sencillos.

• Poca resistencia a la circulación.

1.1.4.2. DESVENTAJAS

• Control deficiente de la circulación.

• Se requiere mucha fuerza para accionarla.

• Produce cavitación con baja caída de presión.

• Debe estar abierta o cerrada por completo.

• La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

1.1.5. VÁLVULA EN “Y”

Es adecuada como válvula de cierre y de control. Como válvula todo-nada se caracteriza por su baja perdida de carga y como válvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de auto drenaje cuando está instalada inclinada con un cierto Angulo. Se emplea usualmente en instalaciones criogénicas.

1.1.6. VÁLVULA DE CUERPO PARTIDO

Esta válvula es una modificación de la válvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes entre las cuales está presionado el asiento. Esta disposición permite una fácil sustitución del asiento y facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente

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