Válvula de mariposa motorizada

¿Qué es una válvula de mariposa motorizada?

Se trata de una válvula de mariposa accionada por un motor eléctrico. El cierre y la apertura del flujo de fluido son realizados por un componente conocido como disco de válvula. Este tipo de válvula realiza un cuarto de vuelta del disco de válvula para iniciar o detener el flujo de fluido. Por ello, se denomina válvula de cuarto de vuelta. El disco está montado en el paso del flujo de fluido. Como tal, el disco hace un ángulo de 90^o  grados para abrir o cerrar el paso del fluido. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas emplean diseños simples y compactos de estas válvulas. Este diseño hace que esta válvula sea resistente y menos costosa en comparación con otras válvulas. Este tipo de válvula encaja entre dos bridas de tubería que se conectan mediante pernos. De este modo, se consigue una conexión estanca y libre de fugas de fluido. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas producen varios tipos de estas válvulas para su uso en diferentes temperaturas y tipos de medios que van desde los corrosivos a los no corrosivos.

Figura: Válvula de mariposa motorizada.

Componentes de una válvula de mariposa motorizada

Cuerpo de la válvula

Es el componente principal de una válvula de mariposa motorizada, ya que mantiene unidas todas las demás piezas. Para que el cuerpo tenga la fuerza necesaria para mantener unidas todas las piezas, los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan esta parte con materiales metálicos resistentes como la aleación de titanio, el acero inoxidable, el acero al carbono y el latón, entre otros. Sin embargo, hay otras válvulas diseñadas con materiales totalmente plásticos. El material plástico se hace fuerte para soportar la presión del fluido y el peso de otros componentes.

Actuador eléctrico

Es la parte de una válvula de mariposa motorizada que se encarga de proporcionar el par necesario para arrancar y parar la válvula. El actuador contiene un sistema automatizado que determina cuándo debe arrancar y parar la válvula. También puede ser semiautomatizado.

Vástago

Es la parte de la válvula de mariposa motorizada que conecta el actuador de la válvula y el disco de la válvula. El vástago también sirve para transmitir la potencia necesaria para girar el disco para permitir y bloquear el flujo de fluido.

Disco

Es la parte de una válvula de mariposa motorizada que se encarga de abrir y cerrar el paso del fluido. El disco recibe la energía para funcionar del actuador a través del vástago.

Asiento

Es un componente de una válvula de mariposa motorizada que sirve como superficie de asiento para el disco de la válvula cuando ésta se cierra. El asiento también ayuda a evitar la fuga de fluido cuando la válvula se detiene. El material utilizado para fabricar el asiento es muy clave, ya que determina dónde se puede utilizar la válvula.

Junta

Este componente se utiliza para evitar la fuga de fluidos entre la válvula y las superficies de contacto de la tubería. Además, el material utilizado para fabricar la junta determina el área de aplicación de la válvula.

Figura: Componentes de una válvula de mariposa motorizada.

¿Cómo funciona una válvula de mariposa motorizada?

Una válvula de mariposa motorizada es una válvula de un cuarto de vuelta, lo que significa que el disco de la válvula necesita hacer un ángulo de 90^o grados para iniciar o detener el flujo de fluido. La válvula comienza a permitir el flujo de fluido cuando el actuador se enciende. La energía procedente de la alimentación principal pasa por un motor eléctrico donde se convierte en energía cinética. Esta energía rotacional del motor se reduce entonces a través de un sistema mecánico para producir el par deseado. Este par de giro se transmite entonces a través del vástago de la válvula al disco. El disco gira entonces un ángulo de 90^o grados en el sentido contrario a las agujas del reloj, permitiendo que el fluido fluya a través de la válvula. El fluido sigue fluyendo a través de la válvula mientras el disco se mantenga abierto. Para cerrar la válvula, el actuador gira otros 90^o grados en el sentido de las agujas del reloj. Esta rotación deja el disco perpendicular a la dirección del flujo del fluido donde bloquea cualquier fluido a través de la válvula. Estas válvulas se utilizan para aplicaciones de estrangulamiento en las que el disco se abre ligeramente permitiendo una cierta cantidad de flujo de fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula de mariposa motorizada.

Tipos de válvulas de mariposa motorizadas

Válvula de mariposa motorizada concéntrica

Este es el tipo más común de válvula de mariposa motorizada. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan este tipo de válvula de manera que el vástago se dirige al disco de la válvula. Como tal, el vástago pasa por la línea central del disco. Este vástago de válvula con desplazamiento cero viene con un asiento elástico. Esto significa que el material del asiento está hecho de materiales blandos como el caucho o el plástico. Por ello, estas válvulas se utilizan en aplicaciones de baja presión y baja temperatura. Este asiento ayuda a garantizar que no haya fugas de fluido cuando la válvula está cerrada.

Figura: Válvula de mariposa motorizada concéntrica.

Válvula de mariposa motorizada excéntrica

Este es uno de los tipos más famosos de válvulas de mariposa. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas producen esta válvula con el vástago desplazado de la línea central del disco. Estas válvulas se utilizan en diversas aplicaciones, como en el caso de los lodos, la minería, el papel y la pulpa, las refinerías de petróleo y las centrales eléctricas, entre otras. Hay tres tipos de válvulas de mariposa motorizadas excéntricas que son:

1. Válvula monocéntrica. Es la válvula de mariposa motorizada en la que el vástago está montado detrás de la línea central del disco. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas producen esta válvula de tal manera que puede reducir el contacto entre el disco y el sello de la válvula antes de que se cierre completamente.
2. Válvula de doble excentricidad. Es la válvula mariposa motorizada en la que el vástago se instala detrás del disco con un desplazamiento adicional en un lado. Esta válvula permite que el disco se ajuste a la línea central. Esto ayuda a mejorar el cierre hermético. La válvula utiliza asientos blandos y no hace contacto con el vástago de la válvula. Debido a los asientos blandos, esta válvula de mariposa motorizada sólo puede utilizarse en aplicaciones de baja temperatura.
3. Válvula de triple excentricidad. Se trata de una válvula de mariposa motorizada diseñada para su uso en aplicaciones críticas. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan esta válvula de forma similar al tipo doble excéntrico. Esta válvula tiene tres desplazamientos, dos de ellos similares a los del tipo doble excéntrico, mientras que el tercer desplazamiento surge del eje de contacto del asiento y el disco. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan esta válvula con asientos metálicos que las hacen adecuadas para aplicaciones de alta temperatura y presión. Además, este diseño ayuda a reducir el desgaste y a mejorar la eficacia del trabajo.

Figura: Válvula de mariposa motorizada excéntrica.

Válvula de mariposa de orejas motorizadas

Se trata de una válvula de mariposa motorizada diseñada con orejetas roscadas en el exterior del cuerpo de la válvula. Las lengüetas roscadas sirven para sujetar los pernos utilizados para conectar la válvula a la tubería sin necesidad de utilizar tuercas. Por lo tanto, la válvula necesita dos juegos de tornillos para conectarla a la tubería. La válvula está conectada entre dos bridas donde cada brida tiene un juego de pernos separado. Este diseño facilita el desmontaje de un lado del sistema de tuberías sin interferir con el otro lado. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas recomiendan el uso de estas válvulas para aplicaciones sin salida y con bajas presiones. Estas válvulas pueden soportar altas temperaturas dependiendo del material utilizado para fabricar los asientos y las juntas.

Figura: Válvula de mariposa de orejas motorizadas.

Válvula de mariposa wafer motorizada

Se trata de una válvula de mariposa motorizada que emplea un diseño que la hace más económica en relación con otros tipos de válvulas. Esta válvula está diseñada para que pueda sujetarse entre dos bridas del sistema de tuberías. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan algunas de estas válvulas con agujeros de brida fuera del cuerpo de la válvula, mientras que las otras no tienen los agujeros de brida. La válvula se conecta a la tubería mediante pernos largos que cruzan desde un extremo de la tubería hasta el otro extremo atravesando el cuerpo de la válvula. Se monta una junta entre las superficies de contacto de la tubería y la válvula para evitar la fuga de fluidos. Se utilizan juntas tóricas para evitar la fuga de fluidos entre el vástago y el cuerpo de la válvula.

Figura: Válvula de mariposa wafer motorizada.

Válvula de mariposa motorizada de plástico

Esta es una de las válvulas de mariposa motorizadas que está hecha de material totalmente plástico. Estas válvulas funcionan según el mismo principio que las demás válvulas de mariposa. El material plástico utilizado para fabricar esta válvula debe tener una alta resistencia para que pueda soportar el peso del actuador eléctrico, así como otros componentes de la válvula. Entre estos materiales se encuentran el propileno y el cloruro de polivinilo. Este tipo de válvula está pensada para su uso en aplicaciones de baja temperatura, ya que los materiales plásticos no soportan las altas temperaturas. Este tipo de válvula es muy ligera en comparación con las metálicas. Además, el mecanizado de estas válvulas consume menos energía en comparación con las metálicas y, por tanto, el precio es siempre más barato. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas recomiendan estas válvulas para su uso en medios corrosivos, ya que tienen una alta resistencia a la corrosión en comparación con las metálicas.

Figura: Válvulas de mariposa motorizadas de plástico.

Aplicaciones de las válvulas de mariposa motorizadas

• Estas válvulas se utilizan en aplicaciones mineras.
• Se utilizan en aplicaciones de suministro y tratamiento de agua.
• Las válvulas de mariposa motorizadas se utilizan en la refinería de productos petrolíferos.
• Se utilizan en las industrias de fabricación de papel y pasta de papel.
• Estas válvulas se utilizan en las industrias de fabricación de productos químicos.
• Las válvulas de mariposa motorizadas se utilizan en aplicaciones de lodos y fangos.
• Se utilizan en aplicaciones de vapor y calderas.
• Estas válvulas se utilizan en aplicaciones alimentarias y de bebidas porque pueden limpiarse fácilmente para facilitar el mantenimiento de altos niveles de higiene.
• También se utilizan en aplicaciones farmacéuticas debido a su facilidad de limpieza.

Ventajas de las válvulas de mariposa motorizadas

• Estas válvulas se accionan automáticamente, por lo que no necesitan un actuador de válvula.
• Son fáciles de manejar, ya que necesitan un cuarto de vuelta para abrirse o cerrarse.
• Las válvulas de mariposa motorizadas son versátiles, ya que pueden utilizarse en diferentes aplicaciones industriales.
• Estas válvulas son fáciles de instalar, limpiar y reparar.
• Las válvulas de mariposa motorizadas son menos costosas en comparación con otras válvulas como las de globo y las de compuerta.
• Tienen gotas de baja presión.
• Las válvulas de mariposa motorizadas tienen un diseño sencillo y compacto.

Desventajas de las válvulas de mariposa motorizadas

• Estas válvulas se abren con el disco que permanece en el paso del fluido, lo que reduce la presión del flujo.
• Estas válvulas son más caras que las de tipo manual.
• Las válvulas de mariposa motorizadas no tienen buenas propiedades de sellado como las válvulas de bola.

Solución de problemas de las válvulas de mariposa motorizadas

Fuga de fluidos internos

• Materiales obstruidos en la válvula. Abra la válvula y elimine los materiales obstruidos. Limpie el asiento de la válvula.
• Asientos dañados. Sustituya los asientos.
• Juntas tóricas desgastadas. Sustituya las juntas tóricas.
• Disco dañado. Sustituya el disco.

Fuga de fluidos externos

• Pernos sueltos. Apriete los pernos al par recomendado por el fabricante de la válvula de mariposa motorizada.
• Junta desgastada. Sustituya la junta.

La válvula no arranca

• Fallo de alimentación. Compruebe que hay corriente en la fuente de alimentación.
• Conexión floja. Compruebe los cables conectados para asegurar el flujo de electricidad.
• Frecuencia o tensión incorrecta. Asegúrese de que la frecuencia y la tensión coinciden con los valores recomendados por el fabricante de la válvula de mariposa motorizada. Mida la tensión para asegurarse de que es la recomendada.

Resumen

Una válvula de mariposa motorizada es una válvula que utiliza un motor eléctrico para impulsar su funcionamiento. Esta válvula convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Esta energía mecánica proporciona el par necesario para iniciar y detener el flujo de fluido. Las válvulas de mariposa motorizadas son válvulas de cuarto de vuelta, lo que significa que el disco de la válvula forma un ángulo de 90^o grados para abrir y cerrar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas emplean un diseño sencillo y compacto que hace que estas válvulas sean más baratas y ligeras en relación con otras válvulas. Estas válvulas se conectan a la tubería mediante pernos en los que la válvula se coloca entre las bridas de la tubería. El material utilizado para fabricar la válvula determina el ámbito de aplicación, que va de las temperaturas bajas a las altas y de las aplicaciones corrosivas a las no corrosivas.

Los fabricantes de válvulas de mariposa motorizadas diseñan varios tipos de estas válvulas, entre las que se incluyen las válvulas de mariposa motorizadas concéntricas, las válvulas de mariposa motorizadas excéntricas, las válvulas de mariposa motorizadas de orejetas, las válvulas de mariposa motorizadas de obleas y las válvulas de mariposa motorizadas de plástico. Las aplicaciones de estas válvulas incluyen el papel y la pulpa, los productos químicos, los productos farmacéuticos, los alimentos y las bebidas, el suministro de agua, la minería y las refinerías de petróleo, entre otros. Las ventajas de utilizar estas válvulas son su ligereza, su rapidez de funcionamiento, su diseño sencillo y compacto, su menor coste, su versatilidad, su funcionamiento automatizado, su pequeña superficie de instalación y su facilidad de instalación y reparación.