Válvula reductora de presión hidráulica

¿Qué es la válvula reductora de presión hidráulica?

Se trata de una válvula reductora de presión autónoma y automática que funciona mediante el uso de fluido hidráulico. Esta válvula se utiliza para reducir la alta presión del fluido a una presión consistente y utilizable. Esta válvula consta de un diafragma flexible que controla la válvula mediante un pasador interconectado y un muelle de compresión. El muelle se carga a través de un tornillo metálico que se mueve hacia arriba y hacia abajo para controlar la presión del fluido según sea necesario. El uso de esta válvula es importante en la medida en que la reducción de la alta presión a una presión constante y utilizable evita las pérdidas que pueden producirse por fugas o por daños en las instalaciones aguas abajo. Además, el uso de esta válvula ayuda a reducir los niveles de ruido que emanan de las altas velocidades de flujo del fluido. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulica producen varios tipos de esta válvula. Estas válvulas están hechas de diferentes materiales y están destinadas a ser utilizadas en diferentes aplicaciones industriales.

Figura: Válvula reductora de presión hidráulica.

Componentes de la válvula reductora de presión hidráulica

Cuerpo

Este componente está fabricado con materiales metálicos resistentes como el acero inoxidable, la aleación de níquel, el acero al carbono, el latón y otros materiales resistentes. Los fabricantes de válvulas hidráulicas reductoras de presión diseñan el cuerpo con este tipo de materiales para asegurarse de que es resistente para soportar la presión del fluido, así como el impacto de la caída de objetos. El cuerpo alberga las partes internas de la válvula y también contiene los puertos de entrada y salida de la misma.

Válvula piloto

Esta válvula regula el flujo de fluido que entra y sale de la cámara de control para mejorar la respuesta rápida y el flujo constante.

Muelle de ajuste

Se trata de un muelle helicoidal que conecta el diafragma de la válvula con el sistema hidráulico a través de un tornillo. Transmite la fuerza necesaria para presionar el diafragma y variar la presión del fluido.

Diafragma

Este componente se utiliza para permitir el flujo de fluido a través de la válvula. La presión del fluido de entrada empuja el diafragma contra la tensión del muelle. Esto obliga a la válvula a abrirse y entonces el fluido fluye aguas abajo.

Tornillo

Se trata de un componente metálico con roscas que ayuda a comprimir o alargar el muelle para empujar el diafragma hacia arriba o hacia abajo para variar la presión del fluido.

Juntas

Estos componentes se colocan entre las superficies de contacto de la tubería y la válvula. Su función es evitar las fugas de fluido a través de las conexiones.

Figura: Componentes de una válvula reductora de presión hidráulica.

¿Cómo funciona una válvula reductora de presión hidráulica?

Las válvulas hidráulicas reductoras de presión funcionan convirtiendo la alta presión del fluido en la entrada de la válvula en baja presión en la salida de la misma. Para poner en marcha la válvula, el usuario establece la presión de salida requerida en la válvula. Así, el sistema hidráulico ajusta la válvula a la presión establecida. Esto funciona mediante un muelle de compresión que mantiene el diafragma en su posición. Los fabricantes de válvulas hidráulicas reductoras de presión diseñan la válvula de manera que si la presión de entrada es inferior o está en el punto de ajuste de la presión de salida, el fluido seguirá fluyendo a través de la válvula. Esto significa que la presión no estará al nivel que pueda forzar el resorte para cerrar la válvula. Es la demanda en el lado de salida la que provoca una caída de presión que haría que la válvula reductora de presión hidráulica permaneciera abierta. Cuando la presión de entrada supera la presión de salida requerida, supera la tensión del muelle de la válvula. Esta tensión del muelle se debe al valor de la presión fijado por el usuario. Así, la presión de salida obliga al diafragma de la válvula a moverse hacia arriba, donde efectivamente cierra la válvula. Esto ocurre sobre todo cuando la demanda del lado de salida es baja o nula.

Figura: Funcionamiento de una válvula reductora de presión hidráulica.

Tipos de válvulas reductoras de presión hidráulicas

Válvula reductora de presión hidráulica de plástico

Se trata de una válvula hidráulica reductora de presión que está fabricada con materiales plásticos como el cloruro de polivinilo (PVC) y el propileno. Estos materiales son lo suficientemente resistentes como para soportar una presión moderada y daños por impacto. Los fabricantes de válvulas hidráulicas reductoras de presión diseñan estas válvulas para su uso en aplicaciones que tienen una presión moderada y una temperatura baja. El uso de estas válvulas a altas temperaturas provoca daños en la válvula debido a las malas propiedades térmicas de los materiales plásticos. Las altas presiones pueden dañar la válvula y provocar una fuga excesiva de fluido. Sin embargo, esta válvula es muy buena para controlar el flujo de productos corrosivos porque la resistencia a la corrosión de los materiales plásticos es mayor que la de los materiales metálicos. Además, estas válvulas son más baratas en comparación con sus homólogas metálicas.

Figura: Válvula reductora de presión hidráulica de plástico.

Válvula reductora de presión hidráulica accionada por piloto

Se trata de una válvula hidráulica reductora de presión diseñada para su uso en grandes cargas que necesitan un control estrecho. Esta válvula tiene una respuesta rápida a las variaciones de carga y es mejor para una amplia gama de caudales de fluido en comparación con otros tipos de válvulas. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulica diseñan esta válvula con un gran tamaño para mejorar los grandes caudales de fluido. El gran tamaño hace que la válvula sea más cara en comparación con otras válvulas. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulica utilizan una válvula auxiliar conocida como válvula piloto para operar esta válvula. La válvula piloto se utiliza para cargar un diafragma o un pistón para aumentar la fuerza hacia abajo. Esta fuerza se utiliza para abrir la válvula principal y permitir el flujo de fluido. Este diseño mejora el flujo de fluido grande en la variación de baja presión.

El control de la apertura y el cierre de la válvula piloto se ve reforzado por la fuerza de equilibrio entre la presión secundaria y la fuerza del muelle. La válvula piloto está destinada a suministrar presión al diafragma o al pistón de la válvula principal. Crea una fuerza descendente que luego es amplificada por el área del diafragma o pistón. Esto ayuda a la apertura de la válvula principal, lo que facilita un alto caudal de fluido. Por ello, esta válvula hidráulica reductora de presión tiene una respuesta rápida en un amplio rango de caudales de fluido. Otra ventaja de esta válvula es la presión ajustada en el lado de aguas abajo.

Válvula reductora de presión hidráulica de acción directa

Se trata de una válvula hidráulica reductora de presión que se utiliza para cargas pequeñas. Esta válvula es la más simple de las válvulas hidráulicas reductoras de presión y utiliza fuelles convolutos o un diafragma plano para funcionar. La precisión de esta válvula en relación con el punto de ajuste aguas abajo es de alrededor de +/- 10%. Esta válvula no ofrece un control preciso del flujo de fluido. Esta válvula hidráulica reductora de presión es más barata en comparación con el tipo pilotado. Además, esta válvula tiene un diseño compacto y es fácil de instalar. Sin embargo, esta válvula tiene más variación de presión en comparación con el tipo pilotado.

Esta válvula funciona utilizando una fuerza de ajuste del muelle activada por el actuador hidráulico para abrir la válvula directamente. El muelle emplea sus propiedades de compresión para crear la fuerza de apertura en la válvula que da lugar al flujo de fluido. A medida que la presión aumenta aguas abajo, se crea un equilibrio en el que alimenta la presión aguas abajo a la parte inferior del muelle, donde la fuerza ascendente se equilibra con la fuerza de compresión. Esta fuerza de compresión está restringida para aumentar la sensibilidad del muelle para equilibrar con los cambios de presión aguas abajo.

Factores a tener en cuenta a la hora de comprar una válvula reductora de presión hidráulica

Tipo de medio de comunicación

Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulica diseñan varios tipos de estas válvulas para su uso en diferentes aplicaciones. Cada válvula está pensada para su uso en un fluido específico. Algunas de estas válvulas están pensadas para fluidos corrosivos, mientras que otras no. Por lo tanto, es muy importante conocer el tipo de fluido al que estará expuesta la válvula antes de comprarla.

Temperatura de funcionamiento

Los fabricantes de válvulas hidráulicas reductoras de presión utilizan diferentes materiales metálicos o blandos para fabricarlas. Los materiales blandos están pensados para su uso en aplicaciones de baja temperatura, mientras que los metálicos están pensados para su uso a altas temperaturas. El uso de la válvula a una temperatura incorrecta la dañará, por supuesto, incluso durante el primer día de trabajo.

Presión

Cada válvula reductora de presión hidráulica tiene su nivel máximo de presión hasta el que puede funcionar cómodamente. El uso de la válvula a niveles de presión erróneos provocará un mal funcionamiento o fugas excesivas que provocarán pérdidas en el fluido transportado u otros daños en el entorno.

Aplicaciones de las válvulas reductoras de presión hidráulica

• Las válvulas hidráulicas reductoras de presión se utilizan en los sistemas de extinción de incendios para ayudar a reducir la presión de entrada a una presión de salida estable y segura.
• Estas válvulas se utilizan en sistemas de suministro de agua domésticos y comerciales.
• Las válvulas reductoras de presión hidráulica se utilizan en las operaciones mineras.
• Se utilizan en el control de productos químicos en aplicaciones industriales.
• Estas válvulas se utilizan en los hospitales para controlar el flujo de oxígeno.
• Las válvulas hidráulicas reductoras de presión se utilizan para controlar el flujo de vapor y agua en las centrales eléctricas de vapor.
• Se utilizan en las industrias del petróleo y el gas.
• Se utilizan en sistemas de aire y gas comprimidos.

Ventajas de las válvulas reductoras de presión hidráulica

• Estas válvulas están libres de fugas de líquido.
• Las válvulas de reducción de la presión hidráulica evitan que se dañen los dispositivos de bombeo.
• Su funcionamiento es rápido.
• Se accionan mediante un sistema hidráulico.
• Permiten un flujo de fluido consistente y seguro.
• Las válvulas hidráulicas reductoras de presión tienen un diseño sencillo y compacto.
• Sus operaciones de reparación y mantenimiento son fáciles y baratas.
• No se obstruyen, ya que utilizan un colador para filtrar los materiales extraños.
• Son muy fiables, ya que el exceso de líquido no puede pasar por la válvula.

Desventajas de las válvulas reductoras de presión hidráulica

• Estas válvulas son más caras en comparación con otras.
• Son de gran tamaño en relación con otras válvulas y, por tanto, ocupan una gran superficie de instalación.

Solución de problemas de las válvulas reductoras de presión hidráulica

La presión controlada supera los límites bajo cargas normales

• Hay una obstrucción en la línea de detección de presión o en los orificios. Retire los materiales de bloqueo.
• Hay suciedad o materiales extraños entre el cabezal y el cierre de la válvula piloto. Abra la válvula y limpie la suciedad o los materiales extraños.
• Hay materiales extraños entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Abra la válvula reductora de presión hidráulica y limpie los materiales extraños.

La presión controlada supera el límite de las cargas ligeras

• Suciedad entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Abra la válvula y limpie la suciedad.
• Fuga en la válvula de derivación. Repare la válvula de derivación según sea necesario.

La válvula reductora de presión hidráulica no se abre

• Diafragma de la válvula principal defectuoso. Sustituya el diafragma.
• Orificio obstruido. Retire los materiales de bloqueo.
• Colador obstruido. Retire los materiales de bloqueo.
• Suciedad en el asiento de la válvula piloto. Limpie la suciedad.

Baja presión de entrega

• Diafragma de la válvula principal defectuoso. Sustituya el diafragma.
• Válvula subdimensionada. Asegúrese de que la carga coincida con los valores nominales de la válvula recomendados por el fabricante de la válvula reductora de presión hidráulica.

La válvula no se cierra

• Fuga a través de la válvula de derivación. Repare la válvula de derivación.
• Línea de detección piloto bloqueada. Limpie los materiales de bloqueo.

Resumen

Una válvula reductora de presión hidráulica es una válvula de funcionamiento automático que se utiliza para reducir el exceso de presión en un sistema de tuberías hasta una presión de trabajo estable y segura. Las válvulas hidráulicas reductoras de presión funcionan mediante un diafragma flexible que controla el flujo de fluido a través de un muelle y un tornillo de ajuste. El lado de presión del diafragma se conecta al extremo de salida de la válvula para ejercer una presión controlada sobre el diafragma. Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulicas diseñan esta válvula de manera que cuando no hay carga en el muelle de la válvula, ésta se cierra. El sistema hidráulico aplica un par de torsión en un tornillo de ajuste y, por tanto, en el muelle para transmitir la fuerza al diafragma de la válvula. Esto obliga al diafragma a abrir la válvula y permite que el fluido fluya desde la válvula.

Los fabricantes de válvulas reductoras de presión hidráulicas diseñan estas válvulas utilizando diferentes materiales, desde materiales metálicos hasta materiales plásticos. Los materiales utilizados para fabricar la válvula determinan el ámbito de aplicación y, por lo tanto, es importante preguntar al fabricante de válvulas reductoras de presión hidráulicas o al vendedor de válvulas sobre la aplicación de la válvula. Los factores que hay que tener en cuenta a la hora de comprar válvulas hidráulicas reductoras de presión son la presión de funcionamiento, la temperatura y el tipo de medio. Los diferentes tipos de válvulas hidráulicas reductoras de presión son las válvulas hidráulicas reductoras de presión de plástico, las válvulas hidráulicas reductoras de presión de acción directa y las válvulas hidráulicas reductoras de presión operadas por piloto, entre otras. Las aplicaciones de las válvulas hidráulicas reductoras de presión son la protección contra incendios, los sistemas de aire y gas comprimido, la minería, los hospitales, los productos químicos, el petróleo y el gas, entre otros. Las ventajas de utilizar válvulas hidráulicas reductoras de presión son la fiabilidad, la versatilidad, la ausencia de fugas, la facilidad de instalación y reparación, la ausencia de bloqueos y la rapidez de funcionamiento.