Válvula de mariposa con bridas

¿Qué es una válvula de mariposa con bridas?

Se trata de una válvula de mariposa diseñada con bridas en las caras de entrada y salida. Una brida es una superficie plana que hace que la conexión entre una válvula y la tubería sea muy fácil y libre de fugas.

La válvula de mariposa tipo brida tiene sus bridas con agujeros. El extremo de la tubería que se va a conectar a la válvula también está diseñado con una brida y orificios del mismo tamaño que los de la válvula con brida. La válvula se fija al sistema de tuberías mediante pernos y tuercas. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan estas válvulas para que tengan un rendimiento impecable y sin problemas. Estas válvulas están pensadas para su uso en aplicaciones pesadas, ya que pueden soportar un entorno duro y difícil. Esta válvula está pensada para aplicaciones de cierre y regulación. El funcionamiento de esta válvula se basa en un cuarto de vuelta del elemento de cierre de la válvula que abre y cierra el flujo de fluido según sea necesario. Este tipo de válvula se puede accionar manualmente o mediante actuadores.

Figura: Válvula de mariposa con bridas.

Componentes de una válvula de mariposa con bridas

Volante/actuador

Este componente proporciona la energía necesaria para arrancar y parar la válvula. El volante o la palanca de mano se utilizan en las válvulas manuales. El operador de la válvula aplica la fuerza para abrir y cerrar la válvula en la palanca o volante manual. El actuador se utiliza en las válvulas automáticas y semiautomáticas y proporciona la potencia necesaria para accionar la válvula, así como un sistema de automatización que determina cuándo abrir y cerrar el flujo de fluido.

Cuerpo

Es la parte principal de una válvula de mariposa tipo brida que sirve para alojar y soportar todas las demás partes. Otras partes de la válvula encuentran su apoyo en el cuerpo. Por ello, los fabricantes de válvulas de mariposa con brida diseñan el cuerpo a partir de materiales metálicos resistentes, como el acero al carbono y el acero inoxidable, para garantizar que el cuerpo de la válvula sea lo suficientemente fuerte contra el peso de otras piezas y la alta presión del fluido. El cuerpo también protege las piezas internas contra los daños causados por la caída de objetos.

Vástago

Es el componente de una válvula de mariposa con brida que conecta el disco y el volante. El vástago es un eje que transmite la fuerza de rotación aplicada en el volante al disco para que el flujo de fluido pueda iniciarse o detenerse según sea necesario.

Disco

Es el elemento de cierre de una válvula de mariposa con bridas, por lo que asegura que no haya flujo de fluido cuando la válvula está cerrada. El disco recibe la fuerza de rotación del volante a través del vástago.

Asiento

Se trata de un material blando o metálico colocado entre el disco y el cuerpo para evitar la fuga de líquido cuando la válvula está cerrada. El asiento sirve como superficie de asiento sobre la que se apoya el disco una vez cerrada la válvula. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas fabrican el asiento con diferentes materiales en función de la temperatura de funcionamiento y el tipo de medio en el que se utilizará la válvula.

Embalaje

Se trata de un material de sellado colocado entre el vástago y el cuerpo de la válvula para evitar la fuga de fluidos, así como la entrada de polvo y suciedad en la válvula.

Junta

Se trata de un componente colocado entre las superficies bridadas de la válvula y la tubería. Ayuda a evitar la fuga de fluidos asegurando un cierre hermético.

Figura: Componentes de una válvula de mariposa con bridas.

¿Cómo funciona una válvula de mariposa con bridas?

Una válvula de mariposa con bridas es una válvula de cuarto de vuelta. Esto significa que el disco de la válvula se gira un cuarto de vuelta para iniciar o detener el flujo de fluido. Para abrir una válvula de mariposa con brida, la palanca manual o el volante se gira en el sentido contrario a las agujas del reloj durante un cuarto de vuelta (90^o grados). Este movimiento de rotación del volante se transmite al disco de la válvula. De este modo, el disco de la válvula se ve obligado a permanecer colineal con la tubería. Esto obliga al disco a crear una trayectoria sin obstáculos para el flujo de fluido. Para cerrar una válvula de mariposa con brida, el volante se gira un cuarto de vuelta en el sentido contrario (horario) al de la apertura. Esto obliga al disco a girar en la dirección opuesta, donde se alinea perpendicularmente a la tubería. De este modo, bloquea cualquier fluido que intente atravesar la válvula. Para utilizar esta válvula de estrangulación, el volante se gira ligeramente en un ángulo inferior a 90^o grados. Esto permite que una cierta cantidad de fluido fluya a través de la válvula. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas recomiendan el uso de esta válvula para aplicaciones de estrangulamiento sólo si la caída de presión es baja para no interferir con el fluido que llega al destino.

Figura: Funcionamiento de una válvula de mariposa con bridas.

Tipos de válvulas de mariposa con bridas

Válvula de mariposa manual con bridas

Se trata de una válvula de mariposa con bridas que se acciona mediante un volante o una palanca manual. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan algunas de estas válvulas con un sistema de engranajes. El sistema de engranajes se utiliza para ayudar a cambiar la dirección del par de torsión de horizontal a vertical. El volante está diseñado para ser horizontal y perpendicular al vástago. Por lo tanto, los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas utilizan el sistema de engranajes para convertir el par de torsión a lo largo del eje horizontal para que pueda ser a lo largo del eje vertical. El sistema de engranajes también ayuda a multiplicar el par aplicado por el operador de la válvula para facilitar su apertura y cierre. Las válvulas de mariposa con bridas manuales son más baratas que las automáticas o semiautomáticas. Estas válvulas son más versátiles, ya que se utilizan cuando no se dispone de electricidad u otra fuente de energía. Además, las válvulas de mariposa con bridas manuales pueden automatizarse si el usuario lo considera necesario. Sin embargo, si el par de la válvula es alto o las operaciones de la válvula son demasiado frecuentes, el operador de la válvula se cansará mucho.

Figura: Válvula de mariposa manual tipo brida (tipo volante y palanca).

Válvulas de mariposa con bridas accionadas

Es la categoría de válvulas de mariposa con bridas que se accionan mediante un actuador. El actuador es la fuente de energía que hace que la válvula se abra y se cierre. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan estas válvulas para que puedan ser controladas a distancia y también para que puedan determinar cuándo abrir y cerrar el flujo de fluido. El sistema de automatización viene con el actuador utilizado. Estas válvulas de mariposa con bridas actuadas son mucho más seguras en comparación con las manuales, especialmente cuando la válvula funciona con fluidos peligrosos y de alta presión, ya que cualquier fuga puede causar lesiones al operario. Además, estas válvulas reducen el coste de tener operadores de válvulas. En estas válvulas se pueden utilizar tres tipos de actuadores: neumáticos, eléctricos e hidráulicos.

Figura: Válvula de mariposa accionada tipo brida.

Válvula de mariposa con bridas de doble desplazamiento

Se trata de una válvula que tiene el eje del vástago desplazado por detrás de la línea central del asiento y del cuerpo. El vástago está de nuevo desplazado de la línea central vertical de la válvula. Esto hace que el número total de desplazamientos sea de dos, de ahí el nombre de válvula de mariposa con brida de doble desplazamiento. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan esta válvula de tal manera que cuando se abre la válvula, el asiento se levanta de la junta, lo que ayuda a reducir la fricción cuando el disco hace el primer y el último diez grados de la válvula de arranque y parada respectivamente. Este diseño hace que la válvula sea muy suave en su funcionamiento y tenga mejores características de sellado y, en consecuencia, una larga vida útil en comparación con otras válvulas con desplazamiento cero. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan esta válvula con asientos blandos. Gracias a los asientos blandos, estas válvulas son adecuadas para su uso a bajas temperaturas, por debajo de 60^o C. Estas válvulas se utilizan en diversas aplicaciones, como la depuración de aguas, el tratamiento de aguas residuales, la protección contra incendios y la calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), entre otras.

Figura: Válvula de mariposa de doble desplazamiento tipo brida.

Válvula de mariposa con brida de triple desplazamiento

Se trata de una válvula de mariposa con bridas que tiene tres compensaciones. Esta válvula tiene los dos primeros desplazamientos como el tipo doble y el tercer desplazamiento es un cono de sellado del cuerpo angular. Este tercer offset viene con un perfil de cono en ángulo recto del asiento de la válvula. Este desplazamiento ayuda a eliminar el contacto entre el disco y el asiento durante el arranque y la parada de la válvula, lo que elimina la fricción. El contacto se produce sólo cuando la válvula está completamente cerrada y esto actúa como un tope para asegurar que el disco no gire más. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas diseñan este tipo de válvulas con asientos metálicos. Los asientos metálicos son más rígidos y resistentes que los asientos blandos. Por ello, estos asientos soportan altas temperaturas y altas presiones. Estas características ayudan a reducir el desgaste. Las válvulas de mariposa con bridas de triple desplazamiento tienen una larga vida útil en comparación con los tipos de doble desplazamiento.

Figura: Válvula de mariposa de triple desplazamiento tipo brida.

Aplicaciones de las válvulas de mariposa con bridas

• Las válvulas de mariposa con bridas se utilizan en las centrales eléctricas de vapor.
• Se utilizan en la minería.
• Las válvulas de mariposa de tipo brida se utilizan en las plantas de procesamiento de alimentos y bebidas porque son fáciles de limpiar.
• Estas válvulas también se utilizan en la fabricación de productos farmacéuticos, ya que pueden limpiarse para mejorar los niveles de higiene.
• Se utilizan en el suministro de agua municipal y en el tratamiento de aguas residuales.
• Se utilizan en la protección contra incendios.
• Se utilizan en la fabricación de papel y pasta de papel.
• Se utilizan en la refinería de productos petrolíferos.
• La válvula mariposa tipo brida se utiliza en la fabricación de diferentes productos químicos.
• Las válvulas de mariposa de acero inoxidable se utilizan en los sistemas de climatización.

Ventajas de las válvulas de mariposa con bridas

• Estas válvulas pueden funcionar de forma manual o automática.
• Los tipos de brida de las válvulas de mariposa son de tamaño reducido y peso ligero en comparación con las válvulas de compuerta.
• Tienen un diseño compacto y sencillo.
• Estas válvulas pueden utilizarse tanto en aplicaciones de alta presión como de alta temperatura en función del material del asiento de la válvula.
• Las válvulas de mariposa con bridas no tienen fugas de líquido.
• Pueden instalarse donde el espacio es limitado, a diferencia de otras válvulas de gran tamaño.
• Estas válvulas se utilizan en aplicaciones de cierre y regulación del flujo de fluidos.
• Estas válvulas funcionan haciendo un cuarto de vuelta, lo que hace que su funcionamiento sea muy rápido.
• Las válvulas de mariposa con bridas son fáciles de instalar, limpiar y reparar.

Desventajas de las válvulas de mariposa con bridas

• Estas válvulas tienen unas características de estanqueidad deficientes en comparación con otras válvulas como las de bola.
• Los tipos de brida de las válvulas de mariposa son adecuados para su uso en aplicaciones de estrangulamiento si la caída de presión es baja.
• El disco de la válvula permanece en el recorrido del fluido cuando la válvula está abierta, lo que aumenta las posibilidades de caída de presión y, por tanto, de baja eficiencia.

Solución de problemas de las válvulas de mariposa con bridas

La válvula es difícil de manejar

• Materiales obstruidos en el interior de la válvula. Abra la válvula y elimine dichos materiales.
• Piezas internas corroídas. Abra la válvula y limpie la corrosión.

Fuga de fluidos internos

• Asientos dañados. Sustituya los asientos de las válvulas.
• Juntas tóricas desgastadas. Sustituya las juntas tóricas.
• Suciedad en la válvula. Abra la válvula y limpie la suciedad.

Fuga de fluidos externos

• Alta presión del fluido. Asegúrese de que la válvula funciona al nivel de presión recomendado por el fabricante de la válvula de mariposa con brida.
• Pernos sueltos. Apriete los pernos al par requerido por el fabricante de la válvula de mariposa con brida.
• Junta desgastada. Sustituya la junta.
• Empaquetadura desgastada. Sustituya la empaquetadura.

Resumen

Una válvula de mariposa con bridas es una válvula con bridas en los lados de entrada y salida. Las bridas tienen agujeros que sirven para fijar los pernos cuando se conecta la válvula a la tubería. Se coloca una junta entre la válvula y la tubería para mejorar el sellado. Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas producen estas válvulas con diferentes materiales para su uso en diferentes aplicaciones. Estas válvulas funcionan girando el disco un cuarto de vuelta para iniciar y detener el flujo de fluido. El funcionamiento de la válvula puede ser manual o se puede realizar mediante actuadores de válvulas. Los tipos de brida de las válvulas de mariposa son más fuertes en comparación con otros tipos de válvulas de mariposa.

Los fabricantes de válvulas de mariposa con bridas tienen varios tipos de estas válvulas, entre ellas las válvulas de mariposa con bridas manuales, las válvulas de mariposa con bridas actuadas, las válvulas de mariposa con bridas de doble desplazamiento y las válvulas de mariposa con bridas triples, entre otras. Estas válvulas se utilizan en diferentes industrias como la del papel y la pasta de papel, la protección contra incendios, las refinerías de petróleo, los productos químicos, el procesamiento de alimentos, las plantas de vapor y la minería, entre otras. Las ventajas de utilizar una válvula de mariposa tipo brida incluyen un funcionamiento rápido, fácil instalación, reparación y limpieza, alta resistencia, diseño simple y compacto, versatilidad, más barato en relación con otras válvulas, espacio de instalación pequeño y peso ligero.