Válvula de mariposa

¿Qué es una válvula de mariposa de orejas?

Se trata de una válvula diseñada con orejetas roscadas fuera del cuerpo. Estos salientes roscados se utilizan para contener los pernos utilizados para conectar la válvula a la tubería. Este tipo de válvula se instala en el sistema de tuberías colocándola entre dos bridas de tubería. La estanqueidad se mejora montando una junta entre las superficies de contacto de la válvula y la tubería, además de los pernos. Se utilizan dos juegos de pernos separados en cada extremo de la válvula sin utilizar tuercas. Este diseño hace que la válvula funcione como válvula de aislamiento o la hace adecuada para su instalación en el servicio de final de línea. Este diseño facilita el desmontaje de un extremo de la válvula sin alterar el otro, lo que ayuda a reducir el tiempo de inactividad al realizar reparaciones y mantenimiento. Los fabricantes de válvulas de mariposa de orejas diseñan este tipo de válvulas con longitudes cortas, lo que las hace más económicas que otras válvulas. Además, esta corta longitud ayuda a que los pernos se extiendan desde una brida de la tubería hasta la otra brida a través de la válvula de mariposa de orejas. El reto de estas válvulas es que soportan el peso de la tubería, por lo que el cuerpo de la válvula tiene que ser resistente.

Figura: Válvula de mariposa de tipo oreja.

Componentes de una válvula de mariposa de orejas

Cuerpo de la válvula

Se trata de un componente externo de una válvula de mariposa de tipo oreja que se utiliza para alojar las piezas internas. El cuerpo se hace muy fuerte para ayudar a soportar la presión del fluido. Por ello, los fabricantes de válvulas de mariposa con orejetas utilizan materiales resistentes como el acero al carbono, la fundición dúctil y el acero inoxidable para fabricar este componente. Sin embargo, un caso especial es cuando la válvula está hecha de material totalmente plástico para su uso en medios corrosivos y a bajas temperaturas por debajo de 60^o C.

Volante/actuador

Es el componente de una válvula de mariposa de orejas que se utiliza para proporcionar la fuerza necesaria para abrir y cerrar la válvula. El volante o la palanca manual se utiliza en las válvulas de mariposa de orejas manuales, mientras que el actuador se utiliza en los tipos automáticos y semiautomáticos.

Vástago

Este componente conecta el disco de la válvula con el volante/actuador. El vástago sirve para transmitir la fuerza aplicada en el volante al disco de la válvula.

Disco

Es el componente encargado de abrir y cerrar el paso del fluido. El disco obtiene su fuerza de trabajo del volante/actuador a través del vástago.

Asientos

Las válvulas de mariposa tipo “Lug” tienen dos asientos. Los asientos proporcionan la superficie donde se apoya el disco cuando la válvula se cierra. Los asientos también garantizan que no se produzcan fugas de fluido cuando la válvula está cerrada, ya que mejoran el sellado hermético junto con el disco de la válvula.

Junta

Esta pieza se coloca entre la tubería y la superficie de contacto de las válvulas para evitar cualquier fuga de fluido.

Figura: Componentes de una válvula de mariposa de orejas.

¿Cómo funciona una válvula de mariposa de orejas?

Una válvula de mariposa de tipo oreja se clasifica como una válvula de cuarto de vuelta. Una válvula de cuarto de vuelta es una válvula que funciona girando el disco de la válvula en un ángulo de 90^o grados. Esto ayuda a abrir o cerrar el paso del fluido. Estas válvulas pueden ser manuales o accionadas. El mecanismo de funcionamiento es el mismo para los tipos manuales y actuados. Para poner en marcha una válvula de mariposa tipo oreja, el operador de la válvula gira el volante un cuarto de vuelta. Este movimiento de rotación se transmite al disco de la válvula a través del vástago de la misma. Esto hace que el disco haga el mismo cuarto de vuelta donde se vuelve paralelo a la dirección del flujo del fluido y donde deja el camino del flujo abierto. El fluido sigue fluyendo a través de la válvula de mariposa de orejas siempre que el disco se mantenga abierto. Para cerrar el paso del fluido, el operador de la válvula gira el volante en el sentido de las agujas del reloj donde el disco gira para quedar perpendicular a la dirección del flujo del fluido. De este modo, se bloquea el flujo de fluido a través de la válvula. Estas válvulas también se utilizan en aplicaciones de estrangulamiento, en las que el disco se gira en un ligero ángulo para permitir una cierta cantidad de flujo de fluido a través de la válvula.

Figura: Funcionamiento de una válvula de mariposa tipo oreja.

Tipos de válvulas de mariposa con orejetas

Válvulas de mariposa de orejetas manuales

Es el tipo de válvula de mariposa de orejas que se acciona manualmente mediante el uso de un volante o palanca de mano. El operario acciona la válvula aplicando fuerza sobre el volante o la palanca de mano para hacer que el disco de la válvula se abra o se cierre según sea necesario. Los fabricantes de válvulas de mariposa diseñan estas válvulas de forma que, en caso de que sea necesario, puedan automatizarse en el futuro. Estas válvulas son más baratas en comparación con las actuadas. Estas válvulas son fáciles de manejar, ya que el operador sólo tiene que girar el volante un cuarto de vuelta para permitir o bloquear el flujo de fluido. Sin embargo, en algunas aplicaciones, el par de torsión necesario para accionar la válvula puede ser demasiado elevado para el operario, lo que provoca mucha fatiga, especialmente cuando el funcionamiento de la válvula es muy frecuente.

Figura: Válvula de mariposa de orejas manual.

Válvula de mariposa de orejetas neumáticas

Este es el tipo de válvula mariposa tipo oreja que funciona con un actuador neumático. Este es el actuador que funciona utilizando aire comprimido. El aire comprimido es el responsable de proporcionar el par que funciona para abrir y cerrar la válvula. Los fabricantes de válvulas de mariposa diseñan estas válvulas para su uso en diferentes aplicaciones, como las sanitarias y otras que necesitan altos niveles de higiene. Esto se debe a que el aire comprimido utilizado puede limpiarse, lo que dificulta la contaminación del fluido o medio transportado. Estas válvulas también pueden utilizarse en aplicaciones de alta temperatura en función de los materiales utilizados para fabricar el conjunto o las partes de la válvula.

Figura: Válvula de mariposa de orejetas neumáticas.

Válvula de mariposa con orejetas eléctricas

Se trata de una válvula de mariposa de orejas que funciona con un actuador eléctrico. El actuador consiste en un motor eléctrico que ayuda a convertir la energía eléctrica en energía mecánica. La energía mecánica se traduce en una velocidad de giro y un par motor que se hace pasar por un sistema de reducción de la velocidad del motor. Las válvulas de mariposa de orejetas eléctricas están automatizadas de forma que pueden cerrarse y abrirse de forma independiente sin la participación del operador de la válvula. Los fabricantes de válvulas de mariposa de orejetas también fabrican estas válvulas con un mecanismo de control que permite controlar su funcionamiento a distancia. Las válvulas de mariposa de orejetas eléctricas son versátiles, ya que pueden utilizarse en todas las aplicaciones gracias a la disponibilidad de electricidad. Estas válvulas pueden utilizarse en diferentes tipos de medios y en una amplia gama de temperaturas, dependiendo del material utilizado para fabricar la válvula.

Figura: Válvula de mariposa de orejetas eléctricas.

Válvula de mariposa de orejetas hidráulicas

Se trata de una válvula de mariposa de tipo oreja que funciona mediante un actuador hidráulico y fluido. El actuador hidráulico es un dispositivo que controla el flujo de fluido a través de un circuito hidráulico. Este tipo de válvula es muy potente ya que utiliza fluidos incompresibles. Esto hace que la válvula produzca altos valores de par. Los fabricantes de válvulas de mariposa diseñan esta válvula para su uso en aplicaciones que implican el cierre y la regulación del flujo de fluidos. Esta válvula está fabricada con materiales resistentes, ya que se utiliza en aplicaciones de alta presión. Las ventajas de utilizar estas válvulas incluyen un par de torsión grande y ajustable y un funcionamiento suave y fiable.

Figura: Válvula de mariposa de orejetas hidráulicas.

Válvula de mariposa con orejetas de plástico

Se trata de una válvula de mariposa de tipo oreja que está hecha totalmente de material plástico. Los fabricantes de válvulas de mariposa de orejas fabrican estas válvulas con materiales plásticos para su uso en aplicaciones de baja temperatura que están por debajo de 60^o C. Si se utiliza a temperaturas superiores a este límite, la válvula se fundirá y, por tanto, no volverá a ser útil. Estas válvulas son adecuadas para aplicaciones en las que intervienen fluidos altamente corrosivos como los ácidos, ya que los materiales plásticos son muy resistentes a la corrosión que los materiales metálicos. Las válvulas de mariposa con orejetas de plástico son más baratas que sus homólogas metálicas. También son más ligeras que las metálicas. Sin embargo, el material utilizado para fabricar esta válvula debe garantizar una alta resistencia que asegure que la válvula pueda soportar la presión del fluido así como el peso de los componentes de la válvula. Uno de los materiales plásticos más utilizados para fabricar estas válvulas es el cloruro de polivinilo. Este material tiene una gran resistencia que protege la válvula contra los daños por impacto y la presión de los fluidos.

Figura: Válvula de mariposa con orejetas de plástico.

Aplicaciones de las válvulas de mariposa tipo oreja

• Las válvulas de mariposa de orejas se utilizan en las operaciones mineras.
• Se utilizan en las plantas de fabricación de productos químicos.
• Estas válvulas se utilizan en aplicaciones de purificación y tratamiento de agua.
• Las válvulas de mariposa de tipo oreja se utilizan en aplicaciones de calderas para controlar el flujo de vapor.
• Se utilizan en las industrias de fabricación de papel y pasta de papel.
• Estas válvulas se utilizan en las industrias de alimentos y bebidas por su facilidad de limpieza para mejorar los niveles de higiene.
• Se utilizan en aplicaciones con lodos y fangos.

Ventajas de las válvulas de mariposa con orejetas

• Las válvulas de mariposa tipo Lug pueden ser automáticas o manuales, según las preferencias del cliente y el ámbito de aplicación.
• Estas válvulas realizan un giro rápido para abrirse y cerrarse, lo que hace que funcionen rápidamente.
• Las válvulas de mariposa de orejas son versátiles porque pueden utilizarse en diferentes aplicaciones industriales que van desde las bajas a las altas temperaturas y desde las corrosivas a las no corrosivas, en función del material utilizado para fabricar la válvula.
• Estas válvulas tienen un diseño sencillo y compacto y son ligeras.
• Las válvulas de mariposa de tipo “Lug” son más baratas en comparación con otras válvulas como las de compuerta.
• Ocupan poco espacio de instalación debido a sus reducidas dimensiones.
• Pueden utilizarse como válvulas de cierre y de estrangulación.
• Pueden utilizarse en aplicaciones de lodos, ya que apenas se obstruyen.
• Las válvulas de mariposa Lug son fáciles de instalar, limpiar y reparar.

Desventajas de las válvulas de mariposa con orejetas

• Estas válvulas no tienen una excelente estanqueidad en comparación con otras válvulas como las de bola.
• El disco de la válvula está influenciado y guiado por la turbulencia del fluido.
• Estas válvulas sólo son adecuadas para su uso en aplicaciones de estrangulamiento si hay una baja caída de presión.
• La válvula de mariposa tipo oreja tiene el disco de la válvula en el área de flujo cuando la válvula está abierta, lo que aumenta la caída de presión.

Solución de problemas de la válvula de mariposa de orejas

Fuga de fluidos externos

• Conexión tubo-válvula floja. Apriete los tornillos de la válvula hasta alcanzar el par de apriete recomendado por el fabricante de la válvula de mariposa de orejas.
• Juntas tóricas desgastadas. Sustituya las juntas tóricas.
• Empaquetadura desgastada. Sustituya la empaquetadura de la válvula para evitar fugas entre el vástago y el cuerpo de la válvula.
• Junta desgastada o dañada. Sustituya la junta.

Fuga de fluidos internos

• Juntas tóricas desgastadas. Sustituya las juntas tóricas.
• Asiento dañado. Sustituya los asientos.
• Materiales obstruidos en la válvula. Abra la válvula y retire los materiales obstruidos. Limpie el interior de la válvula.

La válvula es difícil de manejar 

• Los materiales extraños han bloqueado la válvula. Abra la válvula y retire los materiales extraños.
• Actuador flojo. Apriete los tornillos que conectan la válvula y el actuador.
• Corrosión en los componentes del actuador. Limpie la corrosión.

Resumen

Una válvula de mariposa tipo oreja es un tipo de válvula de cuarto de vuelta. Esta válvula funciona haciendo un ángulo de un cuarto de vuelta para abrir o cerrar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas de mariposa de orejas diseñan esta válvula con orejetas roscadas fuera del cuerpo de la válvula. Estas lengüetas están destinadas a sujetar los pernos que se utilizan para conectar la tubería y la válvula. La válvula se instala entre dos bridas de la tubería utilizando los pernos. Se coloca una junta entre las superficies de contacto de la válvula y la tubería para evitar la fuga de fluidos. El cuerpo de la válvula suele estar diseñado para tener longitudes cortas, lo que facilita la conexión de los pernos de un extremo de la tubería al otro. Esto también hace que el cuerpo de la válvula tenga un tamaño reducido y un peso ligero. Por ello, las válvulas de mariposa de tipo oreja acaban siendo más baratas en comparación con otras válvulas.

Los fabricantes de válvulas de mariposa de orejas diseñan varios tipos de estas válvulas, que incluyen válvulas de mariposa de orejas de plástico, válvulas de mariposa de orejas manuales, válvulas de mariposa de orejas eléctricas, válvulas de mariposa de orejas neumáticas y válvulas de mariposa de orejas hidráulicas. Estas válvulas se utilizan en aplicaciones como productos químicos, papel y pasta de papel, alimentos y bebidas, suministro de agua, minería, lodos y aplicaciones de lodos, entre otras. Las ventajas de utilizar válvulas de mariposa con orejetas son su rápido funcionamiento, su diseño sencillo y compacto, su bajo coste, su ligereza, su versatilidad y su facilidad de instalación, reparación y limpieza.