¿Qué es una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico?
Se trata de una válvula de mariposa que se acciona mediante un actuador eléctrico. Es una válvula de un cuarto de vuelta que utiliza un disco giratorio para iniciar, acelerar o detener el flujo de fluido a través de un sistema de tuberías. El disco giratorio está montado en el paso del fluido. Este disco es controlado por el actuador eléctrico a través de un componente de eje unido a él. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico producen varios tipos de estas válvulas que se clasifican en niveles de temperatura, presión y caudales de fluidos. Estas válvulas son capaces de trabajar con gases, líquidos y lodos. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico diseñan estas válvulas para su uso en diferentes medios dependiendo del material de construcción utilizado para hacer la válvula. Algunas de estas válvulas están pensadas para su uso en fluidos no corrosivos, mientras que otras se utilizan en fluidos muy corrosivos. La válvula tiene que ser utilizada de acuerdo con las instrucciones del fabricante de la válvula de mariposa de accionamiento eléctrico para que sea económica para su uso, así como para utilizarla durante un largo período.
Figura: Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico.
Componentes de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico
Cuerpo de la válvula
Es la parte de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico que se utiliza para cubrir los componentes internos. El cuerpo es también el componente que contiene los puertos de entrada y salida de la válvula. El cuerpo está hecho de materiales resistentes como el acero inoxidable, la aleación de níquel y el acero al carbono.
Actuador eléctrico
Es el componente que proporciona la energía para hacer funcionar la válvula de mariposa de accionamiento eléctrico. Convierte la energía eléctrica en energía mecánica, que a su vez produce el par de torsión utilizado para arrancar o detener la válvula.
Vástago
Es un componente del eje que conecta el actuador con el disco de la válvula. La función del vástago es transmitir la energía mecánica del actuador al disco.
Disco
Es el componente principal de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico que se utiliza para iniciar, acelerar o detener el flujo de fluido a través de la válvula. El disco es accionado por el actuador a través del vástago.
Asientos
Son componentes colocados en el interior del cuerpo de la válvula y que forman la superficie de descanso del disco una vez que la válvula está cerrada. Los asientos son componentes muy importantes, ya que determinan la temperatura de uso de la válvula. Los asientos pueden ser blandos o metálicos. Los asientos blandos se utilizan a bajas temperaturas, mientras que los metálicos están destinados a altas temperaturas.
Junta
Este componente se coloca entre las superficies de contacto de la tubería y la válvula. La junta ayuda a mejorar el sellado hermético entre la tubería y la válvula.
Figura: Componentes de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico.
¿Cómo funciona una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico?
Una mariposa de accionamiento eléctrico es muy rápida en su funcionamiento porque sólo necesita un cuarto de vuelta del disco para abrirse o cerrarse según sea necesario. Para iniciar el flujo de fluido, el actuador eléctrico se enciende. Éste enciende un motor eléctrico que convierte la energía eléctrica en energía mecánica en forma de par. Este par es transmitido por el vástago de la válvula al disco. Esto obliga al disco de la válvula a realizar un ángulo de un cuarto de vuelta, es decir, un giro de 90o grados. El disco se vuelve entonces paralelo al paso del flujo dejando la válvula abierta para el flujo del fluido. Para detener la válvula, el actuador invierte el sentido de giro del motor, lo que obliga al vástago a girar en sentido contrario (en el sentido de las agujas del reloj). De este modo, el disco se vuelve coplanario a la tubería y al flujo de fluido, donde bloquea cualquier fluido que intente pasar por la válvula. Las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico también se utilizan para aplicaciones de estrangulamiento del flujo. Cuando se utilizan para estrangular, el disco se abre ligeramente. Esto permite una ligera cantidad de fluido a través de la válvula.
Figura: Funcionamiento de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico.
Tipos de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico
Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico con desplazamiento cero
Se trata de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico en la que el vástago es colineal a la línea central del disco. El disco está centrado en el asiento. El disco, el vástago y el asiento están centrados dentro del cuerpo. Cuando la válvula está cerrada, el asiento, el cuerpo y el disco se encuentran en posición concéntrica. Este diseño permite la rotación sobre el eje central. Cuando la válvula está completamente abierta, el flujo de fluido se divide en dos porciones a cada lado del disco. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico diseñan esta válvula de forma que el asiento cubra el cuerpo para evitar que el fluido entre en contacto. Estas válvulas están fabricadas con asientos blandos, lo que les permite confiar en la deformación y flexibilidad de los asientos para crear un sello hermético. Sin embargo, los bordes del disco se deslizan en el asiento, lo que provoca una fricción total entre ellos cuando la válvula está en funcionamiento. Por ello, la vida útil de la válvula se reduce. Debido a que el asiento está hecho de caucho o de material plástico, los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico recomiendan el uso de esta válvula a bajas temperaturas y presiones.
Figura: Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico con desplazamiento cero.
Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico de doble desplazamiento
Se trata de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico en la que el vástago no pasa por la línea central del disco de la válvula. El vástago está desplazado de la línea central del asiento y de la línea central del cuerpo. El vástago también está desplazado de la línea central vertical de la válvula. Este diseño da lugar a dos desviaciones. El asiento se levanta cuando se abre el disco. Esto ayuda a reducir la fricción cuando la válvula se abre y se cierra durante los primeros y últimos diez grados del cierre del disco. El diseño da como resultado una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico de funcionamiento suave y buena estanqueidad. También proporciona a la válvula una larga vida útil en comparación con el tipo de desplazamiento cero. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico diseñan esta válvula con asientos blandos. Como tal, esta válvula se recomienda para su uso en lugares donde hay baja temperatura y presión moderada. Las aplicaciones de esta válvula incluyen el suministro de agua, la climatización y la lucha contra incendios, entre otras.
Figura: Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico de doble desplazamiento e ilustraciones de los desplazamientos (lado derecho).
Válvula de mariposa eléctrica de triple desplazamiento
Se trata de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico que tiene tres compensaciones. Los dos primeros son los mismos que los del tipo de válvula de doble desplazamiento. El tercer desplazamiento está en el eje del cono de sellado del cuerpo. La adición del tercer desplazamiento ayuda a eliminar el contacto entre el disco y el asiento cuando la válvula se abre o se cierra. Esto ayuda a eliminar la fricción. El contacto sólo es posible cuando la válvula se cierra por completo y esto ayuda a crear un tope mecánico que impide que el disco siga girando. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico fabrican el asiento con materiales metálicos para que pueda utilizarse en aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Un asiento metálico es más rígido y resistente en comparación con los asientos blandos, por lo que la válvula puede soportar el desgaste abrasivo. Además, este diseño de válvula mariposa de accionamiento eléctrico aumenta la vida útil en comparación con otras válvulas de mariposa. Las aplicaciones de esta válvula incluyen el vapor sobrecalentado en las centrales eléctricas de vapor, los fluidos a alta temperatura, los productos químicos corrosivos, el petróleo y el gas, las tuberías en alta mar, el papel y la pasta de papel, entre otros.
Figura: Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico de triple desplazamiento
Válvula de mariposa de doble brida con accionamiento eléctrico
Se trata de una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico que tiene extremos bridados planos en los puertos de entrada y salida. Estos extremos embridados tienen agujeros que sirven para sujetar los pernos que conectan la válvula y la tubería. La tubería también tiene un extremo plano con bridas y agujeros para que pueda acoplarse perfectamente a la válvula. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico producen esta válvula para su uso en aplicaciones duras que implican lodos y fangos, así como medios corrosivos, para que sean económicas en su uso. El coste de estas válvulas es mayor en comparación con otras válvulas de mariposa. Estas válvulas pueden soportar altas temperaturas y alta presión.
Figura: Válvula de mariposa de doble brida con accionamiento eléctrico.
Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico para soldar a tope
Se trata de una válvula que se conecta a la tubería mediante soldadura. Los puertos de entrada y salida de la válvula están soldados al sistema de tuberías. Los fabricantes de válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico diseñan este tipo de válvulas para su uso en aplicaciones en las que intervienen fluidos peligrosos como corrosivos e inflamables. El uso de una válvula de extremo soldado en este tipo de aplicaciones garantiza la seguridad no sólo para el medio ambiente debido a las fugas, sino también para el personal de la válvula. La desventaja de esta válvula es que no se puede reparar o limpiar mientras está conectada a la tubería. Hay que retirar la soldadura antes de realizar cualquier reparación.
Figura: Válvula de mariposa de accionamiento eléctrico a tope.
Aplicaciones de las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico
Ventajas de las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico
Desventajas de las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico
Solución de problemas de la válvula de mariposa de accionamiento eléctrico
La válvula no se abre ni se cierra
El actuador eléctrico no funciona
La energía está encendida pero la válvula no funciona
Fuga de fluidos internos
Fuga de fluidos externos
Resumen
Una válvula de mariposa de accionamiento eléctrico es una válvula que se acciona mediante un actuador eléctrico. Esta válvula funciona utilizando un motor eléctrico para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. Esta energía mecánica se traduce en un par de torsión que se utiliza para girar el disco de la válvula y permitir o bloquear el flujo de fluido. Estas válvulas son muy rápidas en su funcionamiento, ya que el disco de la válvula sólo necesita girar 90o grados para alcanzar el cierre total o la apertura total. Las válvulas de mariposa de accionamiento eléctrico se utilizan en diversas aplicaciones, como el suministro de agua, las operaciones mineras, el procesamiento de alimentos y bebidas, la refinería de petróleo, el papel y la pulpa, las centrales eléctricas de vapor y los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, entre otros. Los distintos tipos de estas válvulas incluyen la válvula de mariposa de desplazamiento cero, la válvula de mariposa de doble desplazamiento, la válvula de mariposa de triple desplazamiento, la válvula de mariposa de doble brida y la válvula de mariposa de soldadura a tope, entre otras. Las ventajas del uso de estas válvulas son su rápido funcionamiento, su funcionamiento automático, su ligereza, su versatilidad, su diseño simple y compacto, su pequeña área de instalación, su fácil instalación, reparación y limpieza.
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