Válvula antirretorno

¿Qué es una válvula antirretorno?

Una válvula antirretorno también se conoce como válvula de retención. Se trata de una válvula que se utiliza para evitar que el fluido fluya hacia atrás en una tubería. Una válvula antirretorno también se conoce como válvula unidireccional. Esto se debe a que los fabricantes de válvulas antirretorno las diseñan para que el fluido fluya en una sola dirección. Las válvulas antirretorno funcionan según el principio de la presión diferencial. Según este principio, y en términos de una válvula antirretorno, la válvula se abre cuando la presión aguas abajo es menor que la presión aguas arriba. La válvula se cierra cuando la presión aguas abajo es mayor que la presión aguas arriba. Los fabricantes de válvulas antirretorno diseñan estas válvulas para que sean automáticas. Por ello, estas válvulas funcionan de forma independiente, a diferencia de otras válvulas, como las de compuerta, que pueden necesitar un operador. Por ello, la mayoría de las válvulas antirretorno no tienen manilla ni vástago. Las válvulas antirretorno se fabrican con materiales metálicos o plásticos. Estas válvulas se utilizan en diferentes aplicaciones como turbinas, hornos, calderas y compresores, entre otras. La elección de la válvula antirretorno depende de ciertos factores como el tipo de medio y los niveles de presión y temperatura. Las válvulas antirretorno tienen un diseño sencillo, son baratas y tienen un tamaño reducido.

Figura: Válvula antirretorno.

Términos utilizados en las válvulas antirretorno

Presión de rotura

La presión de rotura también se conoce como presión de apertura o presión de cabeza. En una válvula antirretorno, la presión de rotura es la cantidad mínima de presión diferencial aguas arriba entre la entrada y la salida de la válvula para la que se abrirá la válvula antirretorno. Todas las válvulas antirretorno están diseñadas para aplicaciones específicas con una presión de rotura concreta.

Contrapresión

Es la diferencia de presión entre la entrada y la salida de la válvula antirretorno.

Presión de resellado

Es la diferencia de presión entre la entrada y la salida cuando la válvula antirretorno se está cerrando y a la que no hay ninguna fuga de fluido. La presión de resellado también se conoce como presión de cierre.

¿Cómo funciona una válvula antirretorno?

La válvula antirretorno funciona mediante el principio de la diferencia de presión. La presión de rotura es muy importante para abrir y cerrar el flujo de fluido. La válvula antirretorno se abre cuando la presión de rotura es igual a la presión aguas arriba y, en ese momento, el fluido empieza a entrar en la válvula. Cuando la presión aguas arriba es inferior a la presión de rotura, el fluido intenta fluir desde el lado de salida hacia el lado de entrada de la válvula antirretorno. En esta situación, la válvula se cierra impidiendo el retroceso del fluido. El proceso de cierre de la válvula antirretorno depende del diseño y el tamaño de la válvula. Impedir el flujo hacia atrás del fluido es muy importante, especialmente en los casos en los que el fluido que fluye hacia atrás tiene sustancias que pueden contaminar el fluido anterior o causar otros problemas técnicos.

Figura: Funcionamiento de una válvula antirretorno.

Tipos de válvulas antirretorno

Válvula antirretorno en línea con resorte

Este es el tipo más común de válvula antirretorno. Como su nombre indica, este tipo de válvula utiliza un muelle en línea al cerrar el flujo de fluido. Para que el fluido entre en la válvula tiene que tener suficiente presión para superar la presión de rotura y la fuerza del muelle. Una vez que el fluido supera la presión de rotura, obliga al disco a abrir el orificio de la válvula. Cuando el orificio se abre, el fluido empieza a entrar en la válvula antirretorno. Cuando la presión de salida es inferior a la presión de rotura, la presión de rotura y la fuerza del muelle empujan el disco hacia la dirección opuesta al orificio y cierran la válvula antirretorno. El muelle tiene un recorrido corto que acelera el tiempo de cierre. Los fabricantes de válvulas antirretorno en línea con muelle emplean un diseño que hace que estas válvulas puedan detener las fluctuaciones de presión en el sistema de tuberías y también evitar que se produzcan golpes de ariete. El golpe de ariete es un fenómeno que se produce cuando hay una parada repentina de fluido en el sistema de tuberías.

Figura: Válvula antirretorno en línea con muelle.

Válvula antirretorno con muelle en forma de Y

Se trata de otro tipo de válvula antirretorno que utiliza un muelle pero cargado de forma oblicua. Los fabricantes de válvulas antirretorno diseñan esta válvula de forma que el muelle y el disco de la válvula se instalan en un determinado ángulo, como se muestra en la figura siguiente. Gracias a este ángulo, la válvula tiene forma de Y y de ahí el nombre de válvula antirretorno cargada por muelle en forma de Y. Este tipo de válvula antirretorno funciona de la misma manera que la válvula antirretorno en línea accionada por resorte. Sin embargo, al limpiar y reparar la válvula antirretorno en forma de Y no es necesario retirarla del sistema de tuberías. Este tipo de válvula es pesada y su instalación ocupa más espacio en relación con otras válvulas.

Figura: Válvula antirretorno con muelle en forma de Y.

 Válvula de bola antirretorno

Se trata de una válvula antirretorno que utiliza un elemento esférico para abrir y cerrar el paso del fluido. Para cerrar la válvula, el elemento esférico se desplaza hasta el asiento para conseguir una alineación firme de la bola. En otros casos, los fabricantes de válvulas antirretorno de bola diseñan la válvula para utilizar un mecanismo cargado por resorte para ayudar a cerrar la válvula. Las otras válvulas que no tienen el mecanismo de resorte utilizan el flujo inverso para mover el asiento de la bola para crear un sello de fluido. Los fabricantes de válvulas antirretorno de bola diseñan estas válvulas para que puedan utilizarse en aplicaciones con sedimentos y escamas, así como en fluidos viscosos. Este tipo de válvula antirretorno funciona de forma silenciosa y es adecuada para su uso en aplicaciones en las que el fluido cambia rápidamente de flujo. La válvula antirretorno de bola utiliza asientos reemplazables y tanto la bola como los asientos pueden retirarse sin necesidad de abrir la tubería.

Figura: Válvula de bola antirretorno.

Válvula antirretorno oscilante

Se trata de una válvula antirretorno también conocida como válvula antirretorno de disco basculante. Este tipo de válvula antirretorno tiene puertos de entrada y salida y un disco. El disco se abre cuando la presión de entrada es mayor que la presión de ruptura. Cuando la presión de entrada se vuelve menor que la presión de retorno, el disco oscila y cierra la válvula antirretorno basculante. El ángulo entre el asiento de la válvula y el plano vertical se conoce como ángulo de asiento. El ángulo de asiento oscila entre 0^o y 45^o grados. Cuando el ángulo de asiento de una válvula antirretorno oscilante aumenta, el disco recorre una distancia menor. De este modo, el disco cierra la válvula más rápidamente y reduce los problemas de golpes de ariete.

Figura: Válvula de giro sin retorno.

Válvula antirretorno de elevación

Se trata de una válvula antirretorno que utiliza un disco para bloquear y permitir el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas antirretorno de ascensor diseñan estas válvulas para su uso en aplicaciones de flujo de fluido de alta velocidad y alta presión. El fluido gira a 90^o grados para su descarga a través de la salida. Cuando la presión de salida es inferior a la presión de rotura, el fluido intenta volver a la sección de entrada y, por tanto, se utiliza la fuerza de la gravedad o la fuerza del muelle para cerrar la válvula antirretorno. Una válvula antirretorno de elevación puede instalarse en sentido horizontal o vertical. Sin embargo, para una válvula antirretorno de elevación que dependa de la fuerza de gravedad, debe instalarse de forma que el disco se desplace en dirección vertical.

Figura: Levantar la válvula antirretorno.

Válvula antirretorno de cierre

Se trata de una válvula antirretorno diseñada de forma similar a otras válvulas antirretorno, pero con mecanismos de control externos, como un volante, una palanca o un actuador. Este tipo de válvula antirretorno es similar a una válvula de globo antirretorno, como se muestra en la figura siguiente. Los fabricantes de válvulas antirretorno de cierre diseñan esta válvula con el mecanismo de control de manera que pueda utilizarse para cerrar la válvula a pesar de la presión del flujo de fluido. La válvula antirretorno de cierre tiene la cabeza del vástago flotando en el disco. El disco no está conectado al vástago y se utiliza para permitir y bloquear el flujo de fluido. Esto ayuda a controlar el flujo, pero en caso de que el fluido intente retroceder, el disco se cierra rápidamente para evitar el flujo de fluido en la dirección inversa. El vástago también puede bajarse manualmente para detener el flujo de fluido. En resumen, una válvula antirretorno de cierre se utiliza como otra versión de una válvula de globo para abrir y cerrar el flujo de fluido, así como para prevenir automáticamente el flujo de fluido hacia atrás, lo que evita daños en equipos como bombas y/o calderas.

Figura: Válvula antirretorno de cierre.

Aplicaciones de una válvula antirretorno de cierre

• Las válvulas antirretorno se utilizan en los sistemas de bombeo para evitar que el fluido fluya hacia atrás, lo que puede causar daños en el sistema de bombeo.
• Las válvulas antirretorno se utilizan en aplicaciones químicas para evitar la contaminación de los fluidos.
• Se utilizan en la industria alimentaria y de bebidas.
• Las válvulas antirretorno se utilizan para controlar el flujo de los fluidos utilizados en las centrales eléctricas.
• Se utilizan en las industrias del petróleo y el gas.
• Se utilizan en los sistemas de aguas residuales, agua potable y riego.
• Las válvulas antirretorno se utilizan en aplicaciones de calderas para evitar que el agua caliente fluya hacia atrás. Además, la válvula antirretorno se utiliza para evitar el flujo de agua de la bomba a la caldera.
• Las válvulas antirretorno se utilizan para evitar el reflujo de gas o aire comprimido en los compresores.

Ventajas de las válvulas antirretorno

• Las válvulas antirretorno garantizan que el fluido no retroceda.
• Evita que las bombas se dañen por el retroceso del fluido.
• Las válvulas antirretorno ayudan a evitar las pérdidas de producción que pueden producirse cuando se mezclan los fluidos, como en las industrias alimentaria y química.
• Las válvulas antirretorno tienen una caída de presión muy baja.
• Las válvulas antirretorno son baratas de reparar y hacer el mantenimiento.
• Estas válvulas pueden mantener la presión requerida.
• Estas válvulas pueden utilizarse en sentido vertical u horizontal.
• Las válvulas antirretorno son versátiles, ya que pueden utilizarse en diferentes aplicaciones industriales.
• Estas válvulas son duraderas.
• No necesitan un operador de válvulas.

Desventajas de las válvulas antirretorno

• Válvulas antirretorno el flujo de fluido se produce en una sola dirección.
• Estas válvulas no son adecuadas para su uso en sistemas de pulsación.
• Estas válvulas no pueden ser inspeccionadas en estado abierto o cerrado.
• Estas válvulas crean problemas de golpes de ariete en el sistema.

Solución de problemas de una válvula antirretorno

Válvula antirretorno que no permite el paso del fluido desde la aspiración a la salida

• La presión de aspiración es inferior a la de salida. Aumente el nivel de presión de aspiración según las instrucciones del fabricante.
• La tubería está bloqueada. Compruebe si la válvula está obstruida y retire cualquier material que bloquee el flujo de fluido.

La válvula antirretorno no impide que el fluido fluya en sentido inverso

• La válvula antirretorno está obstruida por materiales extraños. Cierre el flujo de fluido y despresurice el sistema de tuberías. Retire la válvula del sistema de tuberías y desmonte la válvula para acceder a los materiales extraños y limpiarlos. Vuelva a montar la válvula de acuerdo con las instrucciones del fabricante de la válvula antirretorno.
• La junta de la rosca del tubo ha fallado y ha bloqueado el orificio. Sustituya la junta de la rosca.

Fuga de fluido a través de la conexión de la válvula

• Elementos de conexión sueltos como pernos, tuercas y tornillos. Apriete los tornillos según el par recomendado por el fabricante de la válvula antirretorno.

Fuga a través del cuerpo de la válvula

• El cuerpo de la válvula antirretorno ha sido dañado por la caída de un objeto. Repare el cuerpo de la válvula o póngase en contacto con el fabricante de la válvula antirretorno para obtener más instrucciones.

Resumen

Una válvula antirretorno es un tipo de válvula que se utiliza para evitar que el flujo de fluido se invierta en el sistema de tuberías. Una válvula antirretorno también se conoce como válvula unidireccional, ya que el fluido sólo fluye en una dirección. Los fabricantes de válvulas antirretorno las diseñan de forma que no sea necesario un operador de la válvula, ya que ésta se cierra y se abre automáticamente. La válvula antirretorno funciona según el principio de la presión diferencial. Según este principio, la válvula antirretorno se abre cuando la presión del fluido aguas arriba es mayor que la presión aguas abajo. Esta válvula se cierra cuando la presión aguas abajo es mayor que la presión aguas arriba. Las válvulas antirretorno funcionan en función de la presión para abrirse y cerrarse automáticamente, lo que ayuda a evitar el flujo de fluido hacia atrás, que puede causar daños a otros sistemas como las bombas o contaminar el fluido en la tubería. Existen varios tipos de válvulas antirretorno, como la válvula antirretorno en línea cargada por resorte, la válvula antirretorno en forma de Y cargada por resorte, la válvula antirretorno de bola, la válvula antirretorno oscilante, la válvula antirretorno de elevación y la válvula antirretorno de cierre. Las aplicaciones de las válvulas antirretorno incluyen industrias químicas, alimentos y bebidas, centrales eléctricas, riego, aguas residuales, calderas y aplicaciones de bombas, entre otras. Las ventajas de utilizar una válvula antirretorno son la baja caída de presión, la versatilidad, la durabilidad, la ausencia de flujo inverso, el bajo coste de las reparaciones, la posibilidad de instalarlas en horizontal o en vertical y su carácter automático.