TIPOS DE VALVULAS
I. VÁLVULAS MECÁNICAS. Características generales. Se denominan v. mecánicas a los dispositivos destinados a cerrar total o parcialmente el paso de los fluidos (agua, vapor de agua, aire, etc.) por las tuberías. Cuando abren o cierran totalmente el paso de fluido se llaman v. de cierre; cuando este paso se cierra parcialmente son v. de estrangulamiento. Una v. mecánica está constituida por los siguientes elementos constructivos (fig. 1): 1) Cuerpo o caja formada por una pieza hueca que se intercala en la tubería y a través de la cual debe pasar el fluido cuando circula. 2) Elemento de cierre o de estrangulamiento, que puede tener distintas formas, según se verá más adelante. 3) Mecanismo de accionamiento, que acciona el elemento anterior. 4) Dispositivo de obturación o junta, destinado a evitar que el fluido se escape al exterior, a través del mecanismo de accionamiento.
El v. mecánico se construyen de materiales muy diversos. El cuerpo o caja es, generalmente, una pieza fundida, de latón, bronce, hierro, acero, o aleaciones especiales, según sea el tamaño de la v. y la naturaleza del fluido que circula por la tubería. También los elementos de cierre son de materiales muy variados, y están constituidos por piezas fundidas o mecanizadas, según su forma y tamaño.
Para que una v. mecánica pueda cumplir su misión deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones: 1) El cierre ha de ser eficaz. 2) Las superficies de cierre han de ser fácilmente accesibles desde el exterior para su inspección y reparación. 3) No han de ocasionar grandes alteraciones de sección de la tubería y de dirección del movimiento de los fluidos que por ella circulan.
Clasificación y tipos. Existen varios criterios de clasificación. Según A) la estructura del elemento de cierre pueden ser: a) V. de asiento (fig. 2), presentan en la caja una superficie de asiento, generalmente anular, alrededor de la abertura por donde pasa el fluido, perfectamente trabajada y pulimentada y sobre la que se apoya el elemento de cierre por medio de otra superficie semejante; el cierre se produce por el contacto íntimo de ambas superficies y mediante una trayectoria rectilínea del elemento de cierre o asiento, que puede tener forma de disco, de bola, de anillo, etc. Existen v. de asiento de paso recto (fig. 3) y de paso angular (fig. 4), según que la v. deba montarse en una tubería recta o en una tubería con cambios de dirección. Generalmente, el movimiento del elemento de cierre se efectúa por medio de un vástago roscado. El dispositivo de obturación acostumbra a ser una empaquetadura de prensaestopas.
b) V. de charnela. Se distinguen de las anteriores en que la trayectoria del elemento de cierre es circular; por lo general, el elemento de cierre también es circular y se adapta a la sección interior de la tubería. Cuando el eje de giro de este elemento no coincide con el eje de la tubería se trata de una v. de charnela propiamente dicha (fig. 5). Cuando este eje de giro coincide con el de la tubería, se denomina v. de mariposa (fig. 6); en ésta, cuando el elemento de cierre se sitúa en posición normal al eje de la tubería, cierra el paso de fluido y lo abre totalmente cuando se coloca en posición axial: en las posiciones intermedias, estrangula el paso de fluido.
c) V. de corredera (fig. 7). Están constituidas por tabiques que se deslizan con movimiento rectilíneo entre guías, accionados por vástagos roscados; cuando el tabique ha descendido, obturando totalmente el paso de fluido, la v. ha de cerrar herméticamente, por lo que se procura hacer una junta estanca mediantes diferentes procedimientos (superficies pulidas, guarniciones de cuero, etcétera). Las v. de corredera propiamente dichas (como la de la fig. 7) se reservan para el paso de fluidos gaseosos (vapor de agua, aire, gases, etc.); las v. de corredera para líquidos reciben el nombre particular de v. de compuerta (fig. 8) y en ellas el cierre debe realizarse lentamente, ya que un cierre brusco puede provocar desperfectos en las paredes de la tubería, debido a la fuerza viva del líquido en movimiento.
d) Grifos (fig. 9). La superficie de deslizamiento se hace en forma de cono truncado y la trayectoria del elemento de cierre es circular; el elemento de cierre tiene esta vez el nombre particular de macho o llave y se dispone con una parte hueca giratoria: según su posición (fig. 10), la v. permanece abierta o cerrada.
Según B) el mecanismo de accionamiento empleado, las v. mecánicas pueden ser: a) V. de accionamiento interior. Están accionadas por el mismo fluido cuyo paso deben controlar, según las condiciones de presión, temperatura, etc., de dicho fluido. Las más interesantes son las siguientes: 1) V. de retención (fig. 11), que se levantan sobre su asiento cuando la presión del fluido en la parte inferior de la v. es mayor que en la parte superior, y viceversa. 2) V. de resorte (fig. 12) en las que su cierre se consigue por la acción de un resorte, cuando la presión de éste es mayor que la presión del fluido, y su apertura se realiza cuando las condiciones de presión son opuestas a las anteriores. 3) V. de contrapeso (fig. 13), utilizadas generalmente como v. de seguridad en las calderas, autoclaves, etc. El contrapeso actúa sobre una palanca, produciendo un momento de valor determinado que obliga a que el elemento de cierre de la v. apoye sobre su asiento. Cuando la presión en la caldera, autoclave, etc., se hace excesiva, el momento de esta fuerza, aplicado sobre el elemento de cierre, se hace mayor que el momento de carga del contrapeso, permitiendo de esta forma el escape de cierta cantidad de fluido, hasta que el momento debido al contrapeso se hace otra vez mayor y se restablece la situación primitiva, es decir, de v. cerrada.
b) V. de accionamiento exterior. Llevan su mecanismo de accionamiento en su parte, externa y actúan a voluntad del operador o automáticamente en instantes perfectamente determinados (v. de regulación). Las más interesantes son: 1) V. manuales, que se accionan mediante un volante de mano, el cual, haciendo girar un vástago roscado o tornillo, provoca la apertura de la válvula. 2) V. automáticas (fig. 14), en las cuales la apertura se realiza mediante dispositivos mecánicos tales como árboles de levas, balancines, etc., que actúan en momentos determinados. El cierre de la v. lo produce un resorte que actúa cuando cesa la acción del dispositivo mecánico de apertura. En lugar de un dispositivo mecánico puede emplearse un dispositivo de aire comprimido (v. neumáticas), de aceite a presión (v. óleo hidráulicas) o eléctrico (electro válvulas), que actúan en condiciones y momentos determinados. El v. automático se utilizan, sobre todo, en los reguladores de velocidad de máquinas motrices (turbinas de vapor e hidráulicas, motores de combustión, etc.).,
I. VÁLVULAS MECÁNICAS. Características generales. Se denominan v. mecánicas a los dispositivos destinados a cerrar total o parcialmente el paso de los fluidos (agua, vapor de agua, aire, etc.) por las tuberías. Cuando abren o cierran totalmente el paso de fluido se llaman v. de cierre; cuando este paso se cierra parcialmente son v. de estrangulamiento. Una v. mecánica está constituida por los siguientes elementos constructivos (fig. 1): 1) Cuerpo o caja formada por una pieza hueca que se intercala en la tubería y a través de la cual debe pasar el fluido cuando circula. 2) Elemento de cierre o de estrangulamiento, que puede tener distintas formas, según se verá más adelante. 3) Mecanismo de accionamiento, que acciona el elemento anterior. 4) Dispositivo de obturación o junta, destinado a evitar que el fluido se escape al exterior, a través del mecanismo de accionamiento.
El v. mecánico se construyen de materiales muy diversos. El cuerpo o caja es, generalmente, una pieza fundida, de latón, bronce, hierro, acero, o aleaciones especiales, según sea el tamaño de la v. y la naturaleza del fluido que circula por la tubería. También los elementos de cierre son de materiales muy variados, y están constituidos por piezas fundidas o mecanizadas, según su forma y tamaño.
Para que una v. mecánica pueda cumplir su misión deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones: 1) El cierre ha de ser eficaz. 2) Las superficies de cierre han de ser fácilmente accesibles desde el exterior para su inspección y reparación. 3) No han de ocasionar grandes alteraciones de sección de la tubería y de dirección del movimiento de los fluidos que por ella circulan.
Clasificación y tipos. Existen varios criterios de clasificación. Según A) la estructura del elemento de cierre pueden ser: a) V. de asiento (fig. 2), presentan en la caja una superficie de asiento, generalmente anular, alrededor de la abertura por donde pasa el fluido, perfectamente trabajada y pulimentada y sobre la que se apoya el elemento de cierre por medio de otra superficie semejante; el cierre se produce por el contacto íntimo de ambas superficies y mediante una trayectoria rectilínea del elemento de cierre o asiento, que puede tener forma de disco, de bola, de anillo, etc. Existen v. de asiento de paso recto (fig. 3) y de paso angular (fig. 4), según que la v. deba montarse en una tubería recta o en una tubería con cambios de dirección. Generalmente, el movimiento del elemento de cierre se efectúa por medio de un vástago roscado. El dispositivo de obturación acostumbra a ser una empaquetadura de prensaestopas.
b) V. de charnela. Se distinguen de las anteriores en que la trayectoria del elemento de cierre es circular; por lo general, el elemento de cierre también es circular y se adapta a la sección interior de la tubería. Cuando el eje de giro de este elemento no coincide con el eje de la tubería se trata de una v. de charnela propiamente dicha (fig. 5). Cuando este eje de giro coincide con el de la tubería, se denomina v. de mariposa (fig. 6); en ésta, cuando el elemento de cierre se sitúa en posición normal al eje de la tubería, cierra el paso de fluido y lo abre totalmente cuando se coloca en posición axial: en las posiciones intermedias, estrangula el paso de fluido.
c) V. de corredera (fig. 7). Están constituidas por tabiques que se deslizan con movimiento rectilíneo entre guías, accionados por vástagos roscados; cuando el tabique ha descendido, obturando totalmente el paso de fluido, la v. ha de cerrar herméticamente, por lo que se procura hacer una junta estanca mediantes diferentes procedimientos (superficies pulidas, guarniciones de cuero, etcétera). Las v. de corredera propiamente dichas (como la de la fig. 7) se reservan para el paso de fluidos gaseosos (vapor de agua, aire, gases, etc.); las v. de corredera para líquidos reciben el nombre particular de v. de compuerta (fig. 8) y en ellas el cierre debe realizarse lentamente, ya que un cierre brusco puede provocar desperfectos en las paredes de la tubería, debido a la fuerza viva del líquido en movimiento.
d) Grifos (fig. 9). La superficie de deslizamiento se hace en forma de cono truncado y la trayectoria del elemento de cierre es circular; el elemento de cierre tiene esta vez el nombre particular de macho o llave y se dispone con una parte hueca giratoria: según su posición (fig. 10), la v. permanece abierta o cerrada.
Según B) el mecanismo de accionamiento empleado, las v. mecánicas pueden ser: a) V. de accionamiento interior. Están accionadas por el mismo fluido cuyo paso deben controlar, según las condiciones de presión, temperatura, etc., de dicho fluido. Las más interesantes son las siguientes: 1) V. de retención (fig. 11), que se levantan sobre su asiento cuando la presión del fluido en la parte inferior de la v. es mayor que en la parte superior, y viceversa. 2) V. de resorte (fig. 12) en las que su cierre se consigue por la acción de un resorte, cuando la presión de éste es mayor que la presión del fluido, y su apertura se realiza cuando las condiciones de presión son opuestas a las anteriores. 3) V. de contrapeso (fig. 13), utilizadas generalmente como v. de seguridad en las calderas, autoclaves, etc. El contrapeso actúa sobre una palanca, produciendo un momento de valor determinado que obliga a que el elemento de cierre de la v. apoye sobre su asiento. Cuando la presión en la caldera, autoclave, etc., se hace excesiva, el momento de esta fuerza, aplicado sobre el elemento de cierre, se hace mayor que el momento de carga del contrapeso, permitiendo de esta forma el escape de cierta cantidad de fluido, hasta que el momento debido al contrapeso se hace otra vez mayor y se restablece la situación primitiva, es decir, de v. cerrada.
b) V. de accionamiento exterior. Llevan su mecanismo de accionamiento en su parte, externa y actúan a voluntad del operador o automáticamente en instantes perfectamente determinados (v. de regulación). Las más interesantes son: 1) V. manuales, que se accionan mediante un volante de mano, el cual, haciendo girar un vástago roscado o tornillo, provoca la apertura de la válvula. 2) V. automáticas (fig. 14), en las cuales la apertura se realiza mediante dispositivos mecánicos tales como árboles de levas, balancines, etc., que actúan en momentos determinados. El cierre de la v. lo produce un resorte que actúa cuando cesa la acción del dispositivo mecánico de apertura. En lugar de un dispositivo mecánico puede emplearse un dispositivo de aire comprimido (v. neumáticas), de aceite a presión (v. óleo hidráulicas) o eléctrico (electro válvulas), que actúan en condiciones y momentos determinados. El v. automático se utilizan, sobre todo, en los reguladores de velocidad de máquinas motrices (turbinas de vapor e hidráulicas, motores de combustión, etc.).,
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