Válvula reductora de presión

Una válvula reductora de presión es una válvula de accionamiento automático que se utiliza para controlar el exceso de presión y proporcionar una presión reducida constante a un sistema. El regulador de presión es otro nombre para esta válvula. La función principal de las válvulas reductoras de presión es convertir el aumento de la presión de entrada en una presión de salida más baja. Se utilizan ampliamente en los sectores del agua, el vapor y el petróleo y el gas. Así pues, los fabricantes de válvulas reductoras de presión definen la válvula como una válvula de control automatizada de acción automática que reduce una mayor presión de entrada no controlada a una presión de salida constante y reducida, independientemente de las variaciones de la presión del agua aguas arriba. En este artículo conoceremos el funcionamiento, los diferentes tipos, los usos y las ventajas de las válvulas reductoras de presión.

¿Qué es la válvula reductora de presión?

En un sistema de fluidos, la alta presión pulsante es una causa de los máximos daños que se producen. Además, si la presión es muy alta en comparación con lo que se requiere para un sistema, provocará el desperdicio de fluido (en el sistema de agua doméstica), fugas a largo plazo, ya que el sistema está diseñado para manejar una presión más baja, y también puede conducir a una ruptura de la tubería o una avería del sistema. Todo ello acabará reduciendo la eficacia del sistema y contribuirá a aumentar los costes de explotación de una empresa.

Esta reducción de la eficiencia de un sistema de fluidos puede controlarse mediante un suministro de presión constante y reducido en un sistema. Esto se puede conseguir utilizando un regulador de presión automático o una válvula reguladora de presión.

La función básica de una válvula reguladora de presión en un sistema de fluidos es convertir una presión de entrada pulsante y elevada en una presión constante y reducida (o preestablecida).

¿Cómo funciona una válvula reductora de presión?

Si es necesario reducir la presión entre dos componentes de un proceso, se abrirá una válvula reguladora de presión. Estas válvulas pueden reducir la presión del líquido o del gas hasta un nivel predeterminado.

La válvula reductora de presión es una válvula de control accionada por un diafragma de accionamiento hidráulico que disminuye la presión mayor aguas arriba para reducir la presión constante aguas abajo de la demanda variable o la presión variable aguas arriba. Está diseñada para resistir incluso las condiciones más duras. Esencialmente, la válvula mantiene una presión constante aguas abajo independientemente del caudal.

El funcionamiento de la válvula reductora de presión depende del equilibrio de las presiones del fluido que actúan por encima y por debajo del pistón, así como de la fuerza del muelle. Si la fuerza del fluido de baja presión y del muelle es mayor que la del suministro de alta presión, el pistón cerrará la válvula. Cuando la fuerza del fluido de baja presión se reduce, la nueva presión del fluido y la fuerza del muelle son menores que la del fluido de suministro de alta presión, lo que hace que el pistón abra la válvula. La válvula se abrirá y cerrará con frecuencia para mantener la presión bajo control. La presión de salida de la válvula puede ajustarse cambiando el muelle por uno más fuerte o más débil, según sea necesario. En algunas situaciones, la fuerza del muelle se ajusta mediante un tornillo ajustable. Algunas válvulas reductoras emplean varios pistones además de diafragmas para mejorar su rendimiento.

Tipos de válvulas reductoras de presión.

Las válvulas reductoras de presión se clasifican en dos categorías principales en función del mecanismo que controla la apertura de la válvula:

• Válvula reductora de presión de acción directa

Válvula reductora de presión de acción directa: Las válvulas reductoras de presión de acción directa son excelentes para presiones más bajas que no requieren un control preciso de la presión. Se fabrican en un tamaño pequeño, son más baratas y son fáciles de montar. En comparación con sus homólogas pilotadas, suelen tener una mayor fluctuación respecto a la presión ajustada. Esta es la forma más básica de una válvula reductora de presión, con una membrana plana o un fuelle. Al ser autónoma, no necesita una línea de detección externa aguas abajo para funcionar.

La cantidad de apertura de la válvula en la válvula reductora de presión de acción directa se regula directamente por el movimiento del muelle de ajuste. Cuando el muelle se comprime con la ayuda de un tornillo de ajuste, genera una fuerza de apertura en la válvula, haciendo que el caudal aumente. A medida que la presión se desarrolla aguas abajo, la igualación se realiza transfiriendo la presión aguas abajo a la parte inferior del muelle de ajuste, donde su fuerza ascendente contrarresta la compresión del muelle. La fuerza de compresión del muelle que abre la válvula está restringida para proporcionar la sensibilidad adecuada del muelle para igualar con las variaciones de la presión aguas abajo. Como resultado, la presión es simplemente controlada por la apertura de la válvula, donde los caudales excesivos podrían resultar en una caída de presión.

• Válvula reductora de presión accionada por piloto

Válvula reductora de presión accionada por piloto: Estas válvulas se utilizan a menudo para cargas mayores que necesitan un control preciso de la presión. En comparación con los modelos de acción directa, ofrecen una reacción más rápida a la fluctuación de la carga y son adecuadas para un mayor rango de caudales. Son más grandes y más caras.

En las válvulas reductoras de presión accionadas por piloto se utiliza una válvula piloto para cargar un pistón o una membrana, aumentando la fuerza descendente necesaria para abrir una válvula principal más grande. De la misma manera que funciona una válvula de acción directa, la apertura y el cierre de la válvula piloto se regulan mediante el equilibrio de fuerzas entre el muelle de ajuste y la presión secundaria. Sin embargo, en una válvula pilotada, la apertura y el cierre de la válvula piloto se realizan a propósito para suministrar presión al pistón o al diafragma de la válvula principal. Esta presión de flujo del piloto genera un empuje hacia abajo, que es magnificado por el área del pistón o diafragma, permitiendo la apertura de una válvula principal mucho más grande, permitiendo caudales extremadamente altos.

Un pequeño cambio en la apertura de la válvula piloto puede dar lugar a un cambio sustancial en el caudal y la presión aguas abajo a través de la válvula principal, ya que la fuerza descendente se ve magnificada por el empleo de un pistón o diafragma. Como resultado, la fuerza del muelle de ajuste en el piloto sólo necesita cambiarse un poco para conseguir una reacción rápida en un amplio rango de caudales de vapor. Las principales ventajas de este tipo de válvula respecto a las de acción directa son la rapidez de reacción y la precisión en el control de la presión suministrada.

Las válvulas reductoras de presión pilotadas se dividen a su vez en dos tipos:

• Válvula reductora de presión pilotada internamente, y
• Válvula reductora de presión pilotada externamente.

Aplicaciones de las válvulas reductoras de presión.

Estas válvulas se utilizan en varios sectores, como los servicios de agua, los servicios de aire y gas, los sistemas hidráulicos, los servicios de vapor, los sistemas de aceite combustible en motores de combustión interna y calderas, etc.

• Para servicios de aire y gas: Los sistemas de aire comprimido, las herramientas eléctricas, los sistemas de control neumático y las válvulas de control para los sistemas de almacenamiento y distribución de gas industrial utilizan tanto válvulas reductoras de presión de acción directa como pilotadas para los servicios de aire y gas. El tipo de válvula reductora de presión que se utiliza para estos servicios viene determinado por el nivel de control necesario.

• Para servicios de agua: Las válvulas reductoras de presión se utilizan ampliamente en los sistemas de distribución de agua domésticos e industriales, así como en los sistemas de prevención de incendios. Para estos servicios, a menudo se recomiendan las válvulas reductoras de presión de acción directa. Mantener la presión del sistema se convierte en un gran reto en circunstancias de alta demanda. En esas líneas, las válvulas reductoras de presión se utilizan para regular eficazmente la presión aguas abajo hasta un límite aceptable.

• Para servicios de vapor: Las válvulas reductoras de presión se utilizan para diversas aplicaciones de vapor como el suministro de vapor, las turbinas de vapor para la generación de energía, las máquinas de vapor, etc.

Ventajas de una válvula reductora de presión.

• Protege los componentes del sistema y las tuberías contra los golpes de ariete.
• No se necesita una fuente de energía externa para hacer funcionar la válvula.
• Tiene un diseño muy sencillo y funciona con muy poco mantenimiento y menor coste.
• No se necesitan elementos de medición y controladores separados, ya que es una válvula autónoma.

Desventajas de una válvula reductora de presión.

• Bloqueos: Una válvula reductora de presión puede desarrollar bloqueos que restrinjan la apertura o el cierre de la válvula para mantener la presión deseada. Esto puede ser causado por depósitos de sal o sólidos suspendidos en el medio fluido.
• Como los componentes internos están expuestos al fluido del sistema, son propensos a dañarse a largo plazo.
• El ajuste manual de la presión debe realizarse mediante la regulación del tornillo.

Cómo elegir una válvula reductora de presión.

Al elegir una válvula reductora de presión, asegúrese de obtener un producto de buena calidad, rentable y que dure muchos años.

1. En primer lugar, elija entre una válvula reguladora de diafragma o de pistón según sus necesidades. Una de diafragma tiene mayor sensibilidad y dispone de una amplia selección de materiales de diafragma. Por otro lado, una válvula de pistón puede manejar la regulación de alta presión, pero tiene menos sensibilidad en comparación con los reguladores de detección de diafragma.
2. Dimensionamiento de un regulador de presión: El objetivo de cualquier ingeniero de procesos es seleccionar la válvula más pequeña que cumpla su función. La válvula más pequeña es a veces la más asequible. Sin embargo, es fundamental conocer las dimensiones exactas de la tubería. La elección de un tamaño incorrecto puede dar lugar a ineficiencias y problemas de funcionamiento. La mejor manera de seleccionar un tamaño adecuado es:

• Encontrar el flujo mínimo y máximo del sistema que puede experimentar una válvula.
• Calcular la diferencia de presión entre las presiones aguas arriba y aguas abajo.
• Utilizando la siguiente fórmula encuentre el coeficiente de caudal, C

Caudal (Q) = Cv × (raíz cuadrada de la diferencia de presión)

• Puede elegir una válvula con un Cv ligeramente mayor que el calculado, lo que le permitirá manejar caudales mayores en el futuro.
• Por último, asegúrese de que el caudal proporcionado es adecuado y está documentado, así como las presiones. Para lograr una eficiencia óptima, elija siempre cálculos precisos en lugar de aproximaciones informadas.

Mantenimiento de las válvulas reductoras de presión.

Al realizar el mantenimiento de estas válvulas, tenga en cuenta los siguientes puntos.

• Buscar fugas o roturas en el sistema de pilotaje.
• Compruebe si la malla del filtro está limpia y libre de suciedad.
• Compruebe si hay bolsas de aire en la válvula piloto y elimínelas.
• Inspeccione los diafragmas de la válvula principal y de la válvula piloto para ver si hay algún daño, asegúrese de que no hay fugas.
• Compruebe que la línea piloto no está obstruida y asegúrese de que tiene un flujo libre.

Resumen:

En este artículo, hemos proporcionado los conocimientos básicos de las válvulas reductoras de presión. Somos fabricantes profesionales de válvulas reductoras de presión y si tiene alguna consulta no dude en ponerse en contacto con nosotros.