Válvula de retención de la boquilla

¿Qué es una válvula de retención de boquilla?

Una válvula de retención de boquilla es un tipo de válvula que se utiliza para evitar el flujo inverso de fluidos y también para prevenir los golpes de ariete y efectos relacionados. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan estas válvulas para aplicaciones en las que se pueden transferir medios líquidos, gaseosos o lodos. Las válvulas de retención de boquilla están pensadas para cerrarse silenciosa y rápidamente cuando la presión se reduce o cuando no hay flujo de fluido. Como tales, ayudan a evitar que el medio que fluye lo haga en sentido inverso. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan estas válvulas para que funcionen automáticamente. Esto significa que las válvulas no necesitan un actuador o un volante de válvula. Estas válvulas funcionan según el principio de la diferencia de presión, es decir, la presión de succión entrante abre el disco de la válvula y cuando la presión de succión se reduce obliga al disco a cerrarse automáticamente. Las válvulas de retención de boquilla se utilizan en diversas aplicaciones de fluidos que van desde las bajas a las altas temperaturas y desde los fluidos corrosivos a los no corrosivos.

Figura: Válvula de retención de la boquilla.

Componentes de una válvula de retención de boquilla

Cuerpo de la válvula

Es la parte de una válvula de retención de boquilla que se utiliza para cubrir las partes internas. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan el cuerpo de la válvula con materiales metálicos resistentes que pueden soportar altas presiones y temperaturas. Además, estos materiales evitan que las piezas internas sufran daños por impacto cuando la válvula se cae o en caso de caída de objetos. Algunos de los materiales metálicos resistentes que los fabricantes de válvulas de retención de boquilla utilizan para fabricar los cuerpos de las válvulas son el acero inoxidable, la fundición dúctil, el acero al carbono, la fundición y el latón, entre otros.

Disco

Es la parte de una válvula de retención de boquilla que se utiliza para abrir y cerrar el flujo de fluido. El cierre del flujo de fluido está destinado a evitar el flujo inverso.

Primavera

El muelle sirve para ayudar al disco a abrirse y cerrarse. Se abre cuando la presión del fluido de aspiración supera su fuerza comprimiéndolo y moviendo así el disco para abrir la válvula. La fuerza de diseño del muelle depende de la cantidad de flujo de fluido que se espera que pase por la válvula.

Asiento

Se trata de un componente montado entre el disco de la válvula y el cuerpo de la misma para evitar la fuga de fluidos, así como para proporcionar la superficie donde el disco de la válvula sella. El material utilizado para construir el asiento determina su área de aplicación. Algunos materiales están destinados a bajas temperaturas, mientras que otros están destinados a altas temperaturas.

Junta

Se trata de un componente utilizado en las válvulas de retención de las boquillas para evitar fugas entre la válvula y la conexión de la tubería.

Figura: Componentes de una válvula de retención de boquilla.

¿Cómo funciona una válvula de retención de boquilla?

Una válvula de retención de boquilla se cierra y se abre mediante el componente de disco. El disco está asistido por un muelle de válvula helicoidal que se comprime cuando hay una alta presión de fluido de succión en relación con la presión de salida. El muelle se comprime debido a la alta presión de succión y, como está conectado al disco, obliga a éste a moverse hacia delante dejando espacio para que fluya el fluido. Mientras la presión del fluido de succión siga siendo alta en relación con la presión de salida, el fluido sigue fluyendo a través de la válvula de retención de la boquilla. Sin embargo, en el momento en que la presión de succión empieza a reducirse, el muelle y el disco empiezan a invertirse lentamente, ya que la fuerza que mantiene el muelle en una posición depende de la cantidad de presión del fluido de succión. Debido a su diseño, las válvulas de retención de boquilla evitan el golpe de ariete, ya que impiden simultáneamente la inversión del flujo de fluido. Las válvulas de retención de boquilla son muy importantes en diferentes aplicaciones, como en los procesos de mezcla en los que los componentes deben mantenerse en porcentajes precisos, como la mezcla de aditivos de etanol, en la que la prevención precisa del flujo inverso es muy importante.

Tipos de válvulas de retención de boquilla

Válvula de retención de boquilla de extremo roscado

Se trata de una válvula de retención de boquilla que se conecta a la tubería mediante roscas. El fabricante de la válvula de retención de boquilla produce este tipo de válvula con roscas en ambos lados de los puertos de la válvula. Los extremos de la tubería que se conectan a la válvula de retención de boquilla también se fabrican con roscas. Si el extremo roscado de la válvula de retención de boquilla tiene rosca macho, la tubería debe tener rosca hembra. Esto ayuda a garantizar que la conexión entre la válvula y la tubería sea lo suficientemente hermética como para asegurar que no haya fugas de fluido. Las válvulas de retención de extremo roscado se recomiendan para su uso en aplicaciones de baja y media presión. Estas válvulas son más ligeras que las válvulas atornilladas. Además, las válvulas de retención de boquilla con extremo roscado ocupan menos espacio que las atornilladas.

Figura: Válvula de retención de boquilla de extremo roscado.

Válvula de retención de boquilla con brida

Se trata de una válvula de retención de boquilla que se conecta a la tubería mediante pernos y tuercas. Los pernos y tuercas de esta válvula se montan a través de agujeros en la válvula. Por ello, los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan estas válvulas con bridas. Las bridas actúan como las caras de acoplamiento y también es donde se hacen los agujeros. Tanto la válvula como la tubería tienen bridas y orificios del mismo tamaño. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla con bridas diseñan estas válvulas para su uso en aplicaciones de alta presión, ya que la conexión con pernos y el uso de juntas garantizan un cierre hermético con cero fugas. Uno de los retos de las válvulas de retención de boquilla con brida es que son más pesadas que las de extremo roscado. El peso se debe al uso de pernos y tuercas y bridas adicionales.

Figura: Válvulas de retención de boquilla con bridas.

Válvula de retención de boquilla con extremo soldado

Se trata de una válvula de retención de boquilla que se conecta a la tubería mediante soldadura. Esto significa que la válvula y la tubería están soldadas. Este tipo de válvula de retención de boquilla resulta muy esencial cuando se utiliza para transportar fluidos peligrosos como ácidos, aceite y gas en los que cualquier pequeña fuga puede ser desastrosa. El método de soldadura garantiza que la válvula y la tubería queden totalmente intactas, sin ningún tipo de agujero. Sin embargo, este tipo de válvula es muy difícil de reparar debido a la soldadura. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla recomiendan esta válvula para su uso en aplicaciones en las que no es necesario realizar inspecciones y reparaciones frecuentes.

Válvula de retención de boquilla de plástico

Se trata de una válvula de retención de boquilla que está hecha de material plástico. Entre los materiales que pueden utilizarse para fabricar este tipo de válvula se encuentran el cloruro de polivinilo y el propileno. Una válvula retención de boquilla de plástico es muy ligera en relación con la metálica. Esto se debe a que los materiales plásticos tienen una baja densidad, a diferencia de los materiales metálicos. La densidad es el factor clave para aumentar el peso de la válvula. Las válvulas de retención de boquilla de plástico se utilizan en aplicaciones de baja temperatura y presión. Los materiales plásticos son baratos en relación con los metálicos, lo que hace que estas válvulas sean relativamente más baratas que las metálicas.

Factores que hay que tener en cuenta al seleccionar una válvula de retención de boquilla

Tipo de medio de comunicación

Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan estas válvulas con materiales específicos que pueden funcionar en un determinado tipo de medios. Algunos materiales funcionan muy bien en medios corrosivos como los ácidos. Tales materiales adecuados para su uso en aplicaciones ácidas son los plásticos. Otros materiales como el acero también son resistentes a la corrosión, pero no son tan resistentes como los plásticos. Si la válvula de retención de la boquilla se utiliza para el medio incorrecto, su vida útil será muy corta y también costosa de mantener, ya que las piezas internas se desgastarán muy rápidamente.

Presión y temperatura de trabajo

Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla diseñan estas válvulas para que funcionen en un determinado rango de presión. El uso de estas válvulas para niveles de presión muy elevados puede provocar fugas de fluido. Además, si la válvula se utiliza para presiones muy bajas, es posible que el fluido no pueda abrir la válvula y no haya flujo de fluido a través de la válvula de retención de boquilla. Además, los fabricantes de válvulas de retención de boquilla indican la temperatura del fluido de trabajo de esa válvula. Las temperaturas muy elevadas que superan las especificaciones del fabricante pueden dañar las piezas internas de la válvula, como los discos, los sellos, las juntas tóricas y las juntas. Además, las altas temperaturas pueden hacer que las piezas internas de la válvula reaccionen con el fluido transportado.

Condiciones de flujo

Este es el caso en el que la válvula está hecha para ser utilizada a un determinado nivel de caudal y viscosidad del fluido. Una velocidad de fluido muy alta que la indicada por el fabricante de la válvula de retención de boquilla puede provocar vibraciones y/o ruidos fuertes. Es posible que un fluido muy viscoso no pueda fluir a través de la válvula de retención de boquilla. Por lo tanto, la válvula debe ser utilizada de acuerdo con las instrucciones dadas por el fabricante de la válvula de retención de boquilla. Sería necesario proporcionar al fabricante o al proveedor las condiciones de flujo, la presión, la temperatura y el tipo de medio para aconsejar la mejor válvula de retención de boquilla.

Aplicaciones de las válvulas de retención de boquilla

• Las válvulas de retención de boquilla se utilizan en las industrias químicas.
• Se utilizan en aplicaciones de tratamiento de aguas residuales.
• Se utilizan en la elaboración de alimentos y bebidas.
• Se utilizan en los sistemas de suministro de agua domésticos.
• Las válvulas de retención de boquilla se utilizan para evitar el flujo inverso del fluido en las calderas.
• Estas válvulas se utilizan en aplicaciones de petróleo y gas.

Ventajas de las válvulas de retención de boquilla

• Estas válvulas evitan los golpes de ariete y los efectos relacionados.
• No permiten la inversión del flujo de fluido.
• Las válvulas de retención de las boquillas funcionan automáticamente.
• Estas válvulas son versátiles porque se utilizan en diferentes aplicaciones.
• No tienen fugas de líquido.
• Las válvulas de retención de las boquillas tienen una baja caída de presión que ayuda a mejorar la eficiencia del bombeo.
• Las válvulas de retención de boquilla pueden instalarse en posición vertical u horizontal.
• El diseño de las válvulas de retención de las boquillas les ayuda a mantener la presión de trabajo.
• Estas válvulas tienen una respuesta rápida y dinámica a los cambios de velocidad y presión, lo que les ayuda a funcionar más rápidamente, a diferencia de otras válvulas como las de compuerta.

Desventajas de las válvulas de retención de boquilla

• El flujo de fluido en las válvulas de retención de boquilla tiene lugar en una sola dirección.
• Las válvulas de retención de las boquillas no pueden ser inspeccionadas mientras están en funcionamiento.

Solución de problemas de las válvulas de retención de las boquillas

La válvula de retención de la boquilla vibra o chirría

• Alta velocidad. Asegúrese de que la velocidad del flujo de fluido es la recomendada por el fabricante de la válvula de retención de la boquilla.

Fuga de fluidos internos

• Superficies de asiento desgastadas o dañadas. Sustituya las superficies de asiento.
• Los residuos han obstruido las válvulas. Elimine los residuos dentro de la válvula de retención de la boquilla.
• Juntas tóricas desgastadas. Sustituya las juntas tóricas.

No hay flujo de fluido a través de la válvula de retención de la boquilla

• La válvula fue instalada en la dirección equivocada. Instale la válvula de acuerdo con la dirección del fabricante de la válvula de retención de la boquilla que se muestra en el manual del usuario o en el cuerpo de la válvula.
• La tubería que transfiere el fluido a la válvula está bloqueada. Compruebe si la válvula tiene algún material que cause la obstrucción y retírelo.
• La válvula aguas abajo está cerrada. Asegúrese de que la válvula aguas abajo esté abierta.
• Baja presión de aspiración. Aumente la presión de aspiración hasta el nivel indicado por el fabricante de la válvula de retención de la boquilla.

La válvula no se cierra

• El disco de la válvula o el muelle se ha atascado por partículas sólidas. Abra la válvula de retención de la boquilla y elimine cualquier material que sujete el muelle o el disco de la válvula.

Fuga de fluido a través de la conexión válvula-tubería

• Junta desgastada. Sustituya la junta.
• Conexión floja. Apriete los elementos de conexión que son los pernos o tornillos.

Resumen

La válvula de retención de boquilla es un tipo de válvula que se utiliza para evitar el flujo inverso del fluido y también para prevenir el golpe de ariete. Este tipo de válvula funciona automáticamente utilizando la diferencia de presión en la que la presión de succión tiene que ser mayor que la de salida. El fluido entrante proporciona energía potencial para comprimir el resorte de la válvula que mueve el disco de la válvula hacia adelante permitiendo el flujo del fluido. El fluido sigue fluyendo a través de la válvula de retención de la boquilla hasta un momento en que la presión de succión comienza a reducirse. En ese momento, el muelle de la válvula comienza a devolver el disco a la posición de asiento hasta que el fluido queda completamente impedido de retroceder, garantizando al mismo tiempo que no se produzcan golpes de ariete y sus efectos relacionados. Los fabricantes de válvulas de retención de boquilla producen diferentes tipos de estas válvulas para determinadas aplicaciones industriales. Los factores a tener en cuenta a la hora de seleccionar una válvula de retención de boquilla son el tipo de medio, la presión y la temperatura de funcionamiento y las condiciones de flujo. Los distintos tipos de estas válvulas incluyen la válvula de retención de boquilla de extremo roscado, la válvula de retención de boquilla de extremo embridado, la válvula de retención de boquilla de extremo soldado y la válvula de retención de boquilla de plástico. Las aplicaciones de estas válvulas incluyen el tratamiento de aguas residuales, el suministro de agua doméstica, los alimentos y las bebidas, los productos químicos, el petróleo y el gas, y las aplicaciones de calderas, entre otras. Las ventajas de utilizar válvulas de retención de boquilla son el funcionamiento automático, la ausencia de inversión del flujo de fluido, la alta eficiencia y la capacidad de mantener la presión del flujo, la ausencia de golpes de ariete y la ausencia de fugas.