Ajuste de la válvula reductora de presión

¿Qué es el ajuste de la válvula reductora de presión?

Se trata de una válvula reductora de presión que puede ajustarse para variar la presión del fluido según sea necesario. Se trata de una válvula de control de presión. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste producen esta válvula para su uso en diferentes aplicaciones en las que asegura una presión reducida constante en un sistema de tuberías. Ayuda a corregir la presión del flujo de fluido, lo que a su vez ayuda a salvaguardar las instalaciones de bombeo contra los daños causados por la presión. El exceso de presión también puede causar fugas a través de las válvulas y otros grifos. La válvula reductora de presión de ajuste emplea un carrete cargado por resorte para regular la presión aguas abajo. Si el ajuste de la válvula está por encima de la presión aguas abajo, el fluido fluye desde la entrada hasta la salida libremente. La presión se reduce mediante el uso de un tornillo de ajuste a través de un mango montado en la parte superior de la válvula. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste producen diferentes tipos de estas válvulas para su uso en diversas aplicaciones. Las válvulas se fabrican con distintos materiales y se destinan a un uso específico. Estas válvulas se utilizan en aplicaciones como el agua, el vapor, el aire y los gases, entre otras.

Figura: Ajuste de la válvula reductora de presión.

Componentes de una válvula reductora de presión de ajuste

Cuerpo de la válvula

Es la parte principal de una válvula reductora de presión de ajuste utilizada para cubrir las partes internas. El cuerpo suele ser resistente y está fabricado con materiales metálicos como el latón, el acero inoxidable y el acero al carbono, entre otros materiales resistentes. El cuerpo también contiene los puertos de la válvula donde el fluido entra y sale de la misma.

Manija de ajuste

Es el componente situado en la parte superior de la válvula y es donde el operador de la válvula aplica la fuerza para girar un tornillo para aumentar o reducir la presión del fluido que sale de la válvula.

Muelle de ajuste

Este muelle conecta el diafragma con la empuñadura y el tornillo de ajuste. El muelle ayuda a presionar el diafragma para variar la presión según sea necesario.

Tornillo de ajuste

Se trata de un tornillo que conecta la manilla con el muelle de ajuste. El tornillo ayuda a transmitir el par de torsión aplicado por el operador de la válvula en la manija al diafragma de la válvula a través del resorte.

Asientos

Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste diseñan estas válvulas con varios asientos. Los asientos ayudan a proporcionar sellos herméticos que impiden la fuga de fluidos, por ejemplo, entre el disco de la válvula y el cuerpo de la misma.

Juntas

Las juntas son componentes que se utilizan para evitar la fuga de fluidos. La junta puede ser metálica o de material blando en función de las temperaturas de funcionamiento. Las juntas se colocan entre las superficies de contacto de la válvula y la tubería.

Válvula piloto

Se trata de una pequeña válvula dentro de la válvula reductora de presión que determina el flujo de fluido que entra y sale de la cámara de control. Ayuda a regular el flujo de fluido y a mantener una presión de fluido constante.

Figura: Componentes de una válvula reductora de presión de ajuste.

¿Cómo funciona una válvula reductora de presión de ajuste?

Las válvulas reductoras de presión de ajuste funcionan convirtiendo la alta presión en baja presión. El fluido entra en la válvula a alta presión y sale por el puerto de salida a una presión baja y constante. Por ello, los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste tienen como objetivo producir una válvula que pueda reducir la presión del fluido de entrada a un nivel manejable y constante a través de una disposición de diafragma y pistón con resorte.

Para poner en marcha una válvula reductora de presión de ajuste, el operador de la válvula ajusta la presión de salida necesaria. Esto se hace mediante una rueda o un dial situado en la parte superior de la válvula. Así, el muelle de compresión ajusta su tensión manteniendo el diafragma en su sitio. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste diseñan la válvula de forma que el fluido pueda pasar por ella cuando la presión aguas arriba es inferior o se mantiene en los ajustes de la presión del fluido aguas abajo. En estos casos, la presión no será suficiente para forzar el retorno del muelle que puede cerrar efectivamente la válvula. La demanda en el extremo de salida provoca una caída de presión que mantiene la válvula abierta. Cuando la presión de entrada supera la presión de salida, supera la tensión del muelle establecida por el operador. Así, la presión de salida obliga al diafragma a moverse hacia arriba cerrando efectivamente el flujo de fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula reductora de presión de ajuste.

Tipos de válvulas reductoras de presión de ajuste

Válvula reductora de presión de ajuste de acción directa

Es el tipo más básico de válvula reductora de presión de ajuste. Esta válvula se clasifica según el tipo de diafragma y el tipo de pistón. De los dos, el tipo de diafragma es el más utilizado porque tiene juntas herméticas y una larga vida útil. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste diseñan esta válvula para su uso en cargas pequeñas y donde el control preciso de la presión del fluido no es tan importante. Esta válvula es la más sencilla de todas las válvulas reductoras de presión de ajuste y está pensada para su instalación en el punto de uso. Es la más barata de todas las válvulas reductoras de presión de ajuste. Sin embargo, esta válvula tiene una mayor variación de presión respecto al punto de ajuste en comparación con otras válvulas. La precisión de las válvulas reductoras de presión de acción directa es de alrededor de +/- 10%. 

El fluido que entra en la válvula fluye a través del filtro de la válvula, donde se filtra cualquier suciedad u otros materiales extraños. A continuación, el fluido pasa a la válvula, donde empuja un disco de asiento para forzar su apertura. Esta válvula funciona a través de un sistema de equilibrio de fuerzas que consiste en que la fuerza del diafragma acciona un muelle de ajuste. La presión del fluido aguas abajo empuja una gran zona del diafragma donde intenta cerrar la válvula. El punto en el que la válvula se cierra es el punto de ajuste. Este punto de consigna se crea ajustando la tensión del muelle. Una mayor tensión ayuda a abrir la válvula y a elevar el punto de ajuste. Una tensión baja reduce la fuerza que intenta abrir el flujo de fluido y, por lo tanto, cierra un punto de ajuste más bajo. Un aumento de la demanda reduce la presión aguas abajo y, por tanto, la presión que intenta cerrar el flujo de fluido. Esto obliga a la válvula reductora de presión de ajuste a abrirse y a restablecer la presión de fluido requerida.

Figura: Válvula reductora de presión de ajuste de acción directa.

Válvula reductora de presión de ajuste accionada por piloto

Se trata de una válvula reductora de presión de ajuste que se utiliza para grandes cargas. Debido a las grandes cargas asociadas a esta válvula, necesita un control estrecho de la presión. Esta válvula tiene una respuesta rápida a los cambios de carga y puede funcionar en una amplia gama de caudales de fluido en relación con la válvula de acción directa. El tamaño de esta válvula también es grande y esto aumenta su coste. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste diseñan esta válvula con otra pequeña válvula conocida como válvula piloto. Esta válvula carga un diafragma o pistón para aumentar la fuerza descendente utilizada para abrir la válvula principal. Es a través de esta válvula piloto que esta válvula obtiene su nombre “pilotada”, que ayuda a mejorar el gran flujo de fluido en la variación de baja presión. El cierre y la apertura de esta válvula piloto se controlan mediante el equilibrio entre la presión secundaria y la fuerza del muelle de ajuste. La válvula piloto ayuda a suministrar presión a la membrana principal o al pistón de la válvula. La válvula piloto crea una fuerza descendente que se amplifica mediante el uso de un diafragma o pistón. Esto ayuda a abrir la válvula principal, lo que aumenta la capacidad de flujo del fluido.

Gracias a la amplificación de la fuerza, la aplicación de un pequeño cambio en la válvula piloto produce un gran cambio en la presión aguas abajo y en el flujo de fluido a través de la válvula principal. Por lo tanto, es a través de la válvula piloto que esta válvula puede tener una respuesta rápida en un amplio rango de caudales de fluido. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste producen dos tipos de esta válvula, una de pistón con pilotaje interno y otra con pilotaje externo. La diferencia entre estas dos es que la válvula pilotada externamente utiliza un doble diafragma mientras que la pilotada internamente utiliza un pistón para su funcionamiento.

Figura: Válvula reductora de presión de ajuste accionada por piloto.

Aplicaciones de la válvula reductora de presión de ajuste

• Las válvulas reductoras de presión de ajuste se utilizan en el suministro de agua comercial y doméstico.
• Se utilizan en las operaciones mineras.
• Estas válvulas se utilizan en las centrales eléctricas de vapor para controlar el flujo de vapor y agua.
• Las válvulas reductoras de presión se utilizan en los hospitales para controlar el flujo de oxígeno.
• Se utilizan en las industrias del petróleo y el gas.
• Se utilizan para controlar la presión del pistón en las prensas hidráulicas.
• Las válvulas reductoras de presión de ajuste se utilizan para controlar la presión en calentadores de unidades, humidificadores y esterilizadores.
• Se utilizan en la industria alimentaria para la cocción, lo que hace que la operación sea más rápida en comparación con la realizada a presión atmosférica.

Ventajas del ajuste de las válvulas reductoras de presión

• Las válvulas reductoras de presión de ajuste son versátiles, ya que pueden utilizarse en diferentes aplicaciones.
• Su funcionamiento es rápido.
• Las válvulas reductoras de presión de ajuste tienen un diseño sencillo y compacto.
• No necesitan controladores de retroalimentación ni elementos de medición por separado.
• Estas válvulas son fáciles de manejar y mantener.
• Son muy fiables.
• No se obstruyen gracias al uso de un colador de válvula.
• El ajuste de las válvulas reductoras de presión mejora la presión estable y fiable.
• Estas válvulas ayudan a reducir los altos niveles de ruido frecuentes en sistemas de tuberías con altas velocidades de flujo de fluidos.
• Estas válvulas ayudan a reducir la posibilidad de que se produzcan fugas de fluido debido a la alta presión, lo que supone un ahorro para el usuario en términos de pérdida de material.
• El ajuste de las válvulas reductoras de presión ayuda a detener el golpe de ariete y los efectos relacionados con él debido a la acumulación de presión en el cierre de válvulas y grifos.
• Estas válvulas ayudan a reducir el consumo de energía en aplicaciones que utilizan calentadores, como lavavajillas, duchas y lavadoras, entre otras.
• Evita que se dañen otros accesorios de bombeo debido a la alta presión del fluido.

Desventajas del ajuste de las válvulas reductoras de presión

• Estas válvulas son de gran tamaño y, por tanto, consumen mucho espacio de instalación.
• Son más caras que otras válvulas de control.

Solución de problemas de ajuste de las válvulas reductoras de presión

La válvula no se cierra

• Fuga de la válvula de derivación o está abierta. Compruebe esta válvula y repárela si es necesario.
• Línea de detección del piloto bloqueada o no está instalada. Abra la válvula y elimine la obstrucción o instálela según sea necesario.
• Ruptura del piloto. Sustituya los componentes del diafragma piloto.

Baja presión de entrega

• La válvula piloto se ha ajustado a una presión incorrecta. Ajuste la válvula piloto a la presión recomendada por el fabricante de la válvula reductora de presión de ajuste.
• Válvula subdimensionada. Compruebe el valor nominal de la válvula contra la carga real para asegurarse de que coinciden con las instrucciones del fabricante de la válvula reductora de presión de ajuste.
• Baja presión de suministro de fluido. Compruebe la presión de suministro y rectifique.
• Rotura del diafragma de la válvula principal. Sustituya el diafragma.

La válvula no se abre

• El orificio está obstruido. Abra la válvula y retire los materiales de bloqueo.
• Diafragma de la válvula principal defectuoso. Sustituya el diafragma.
• Colador obstruido. Abra el colador y retire los materiales que lo bloquean.
• Suciedad en el asiento de la válvula piloto. Limpie la suciedad.

Las cargas ligeras provocan un exceso de presión controlada

• Suciedad entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Limpie la suciedad.
• Válvula muy sobredimensionada. Ajuste el tornillo para mejorar la presión de fluido necesaria para cargas ligeras.

Superación de la presión controlada bajo cargas normales

• Suciedad entre la cabeza y el asiento de la válvula piloto. Limpie la suciedad.
• Obstrucción en los orificios de la línea de detección de presión. Elimine la obstrucción.
• Materiales extraños entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Abra la válvula y limpie los materiales extraños.

Resumen

Las válvulas reductoras de presión de ajuste se utilizan para reducir la presión del fluido entrante a un nivel de presión constante predeterminado y seguro aguas abajo. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste diseñan esta válvula con un mecanismo de ajuste para ayudar a ajustar la presión aguas abajo requerida. Los componentes de funcionamiento de esta válvula incluyen un diafragma flexible utilizado para controlar la válvula junto con un muelle de compresión. El muelle se carga mediante un tornillo de ajuste. El lado de presión del diafragma está conectado al extremo de salida de la válvula reductora de presión de ajuste para asegurar que la presión controlada se ejerce sobre el diafragma. La válvula se cierra una vez que el tornillo de ajuste se retrae para garantizar que no se aplique ninguna carga al muelle de la válvula. La válvula se abre una vez que se gira el tornillo de ajuste, donde se aplica una fuerza sobre el muelle de la membrana que obliga a la válvula a abrirse.

Los fabricantes de válvulas reductoras de presión de ajuste producen dos tipos principales de esta válvula, que son las válvulas reductoras de presión de ajuste accionadas por piloto y las de acción directa. Estas válvulas se utilizan en aplicaciones como el suministro de agua comercial y doméstico, centrales eléctricas de vapor, petróleo y gas, sistemas de aire comprimido, hospitales y explotaciones mineras, entre otras. Las ventajas de adquirir una válvula reductora de presión de ajuste son su rapidez de funcionamiento, su versatilidad, su fiabilidad, su facilidad de reparación, la ausencia de bloqueos y la ausencia de daños en las tuberías y válvulas aguas abajo.