Válvula PRV

¿Qué es la válvula PRV?

PRV significa válvula reductora de presión. Una válvula PRV es una válvula de control que se utiliza para reducir la alta presión de entrada no regulada a una presión de salida constante a pesar de las fluctuaciones de la presión aguas arriba. Una válvula PRV reduce el exceso de presión en un sistema de tuberías. Esta válvula también se conoce como regulador de presión. Las válvulas PRV se utilizan en aplicaciones como las industrias de vapor, agua, gas y petróleo. La válvula PRV ayuda a reducir la presión a niveles de trabajo seguros antes de que el fluido llegue a cualquier aparato de fontanería dentro del área de aplicación. Una presión muy alta puede provocar problemas de bombeo, por lo que las válvulas PRV son muy necesarias para evitarlos. Un buen ejemplo de aplicación de una válvula PRV se encuentra a menudo en un sistema municipal de suministro de agua, donde se utiliza para reducir la presión del flujo de agua para garantizar que no se produzcan daños en las instalaciones de bombeo cuando fluye hacia el sistema de tuberías de la casa.

Figura: Válvula PRV.

Componentes de una válvula PRV

Cuerpo de la válvula

Es el componente utilizado para albergar las partes interiores de la válvula PRV. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan el cuerpo utilizando materiales resistentes, como el acero inoxidable y el acero al carbono, para asegurarse de que tiene la suficiente resistencia para soportar la presión del fluido, así como las cargas de peso de otros componentes.

Mango

Se trata de un componente sobre el que el operador de la válvula puede aplicar fuerza para hacer girar un tornillo que se mueve hacia abajo o hacia arriba para variar la presión del fluido.

Diafragma

Es el componente de una válvula PRV que se presiona hacia arriba para que la válvula se abra y permita el flujo de fluido hacia la tubería de baja presión.

Tornillo de ajuste

Se trata de un tornillo con una tuerca de seguridad y se utiliza para cambiar la presión del muelle. El tornillo se gira desde el mango y se mueve hacia arriba o hacia abajo para cambiar la presión.

Colador

Este es un componente que se utiliza para filtrar la suciedad o los residuos de la línea principal para evitar que la válvula PRV se bloquee.

Puerto de entrada

Este es el puerto a través del cual el fluido a alta presión entra en la válvula PRV.

Puerto de salida

Es el puerto por el que pasa el fluido que sale de la válvula. Es el fluido cuya presión se ha regulado para no dañar los dispositivos de bombeo aguas abajo.

Primavera

El muelle se utiliza para cambiar la presión a la que se abre la válvula PRV.

Figura: Componentes de una válvula PRV.

¿Cómo funciona un PRV?

Un fabricante de válvulas PRV diseña esta válvula con forma de cúpula. Esta válvula se instala por delante de la válvula de cierre cuando es necesario regular la presión del fluido para evitar daños en otras instalaciones de tuberías. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan esta válvula con un tornillo de ajuste en la parte superior. Hay un diafragma variable cargado por resorte en la válvula que se utiliza para ensanchar y estrechar automáticamente en función de la cantidad de presión de fluido que entra en la válvula PRV. Cuando el fluido entra en la válvula PRV a alta presión, el mecanismo interno comprime el diafragma para reducir el flujo de fluido. Esto puede ayudar a reducir la presión del fluido, lo que a su vez reduce las tensiones en las instalaciones y tuberías instaladas más allá de la válvula PRV. Por otro lado, cuando la presión del fluido entrante se reduce, el diafragma se ensancha permitiendo que fluya más fluido a través de la válvula. Un tornillo de ajuste montado en la parte superior puede apretarse para aumentar la tensión del muelle interior (lo que reduce la presión del fluido a la salida) o aflojarse para permitir que el fluido fluya libremente a través de la válvula (lo que aumenta la presión del fluido a la salida). Cuando el sistema de tuberías está protegido por la válvula PRV, las válvulas interiores de los aparatos, las válvulas de cierre y los grifos tienen menos probabilidades de tener fugas de fluido y las fluctuaciones de la presión del fluido se igualan.

Tipos de válvulas PRV

Válvula PRV de acción directa

Se trata de una válvula PRV ideal para pequeñas cargas de presión en las que no es necesario un control preciso de la presión del fluido. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan esta válvula para que tenga un tamaño compacto, una fácil instalación y un bajo coste. Sin embargo, esta válvula tiene una mayor variación de la presión de ajuste en relación con otras válvulas PRV. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan esta válvula para servicios de punto de uso. La válvula PRV de acción directa es el tipo más sencillo de válvula PRV. Esta válvula funciona con fuelles convolutos o con un diafragma plano. Esta válvula tiene una precisión de +/- 10% del punto de ajuste aguas abajo. Esta válvula está diseñada de tal manera que el movimiento del muelle de ajuste ayuda a abrir la válvula directamente. La compresión del muelle produce una fuerza de apertura que ayuda a aumentar el flujo de fluido. Cuando la presión aumenta aguas abajo, la nivelación se produce cuando la presión aguas abajo se alimenta a la parte inferior del muelle de ajuste para contrarrestar la compresión del muelle. La fuerza de compresión del muelle se restringe para aumentar la sensibilidad del muelle para nivelar con los cambios de presión aguas abajo. El resultado es un control sencillo de la presión del fluido a través del orificio de la válvula. Sin embargo, el fluido con alto caudal provoca una variación de la presión.

Figura: Válvula PRV de acción directa.

Válvula PRV pilotada

Se trata de una válvula PRV utilizada para grandes cargas que necesitan un control estrecho de la presión. Estas válvulas proporcionan una respuesta rápida a los cambios de carga y son adecuadas para una amplia gama de caudales de fluido en relación con los tipos de acción directa. Las válvulas PRV pilotadas son más grandes y más caras. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan esta válvula para utilizar una válvula piloto para cargar un diafragma o pistón que aumenta la fuerza descendente necesaria para abrir la válvula más grande. De este modo se consigue una gran capacidad de flujo con una baja variación de la presión. El cierre y la apertura de la válvula piloto pueden controlarse equilibrando la fuerza entre la presión secundaria y el muelle de ajuste. La válvula piloto ayuda a suministrar presión al diafragma o al pistón de la válvula principal. La fuerza descendente resultante de la presión del flujo piloto se multiplica por las áreas del diafragma o del pistón. Esto aumenta la apertura de la válvula grande o principal, lo que mejora los caudales muy elevados.

Debido a esta multiplicación, un pequeño cambio en la apertura de la válvula piloto da lugar a un cambio significativo en el flujo de fluido y la presión aguas abajo a través de la válvula principal. Por ello, cuando la fuerza del muelle de ajuste realiza un pequeño cambio en el piloto, se obtiene una respuesta rápida y un amplio rango de caudales. Las válvulas PRV accionadas por piloto tienen la ventaja de un control estricto de la presión aguas abajo y una respuesta rápida. Los fabricantes de válvulas PRV producen dos tipos de válvulas pilotadas que son:

• Válvula PRV de pilotaje interno. Esta válvula tiene dos válvulas que es la válvula principal y la válvula piloto en una unidad. La precisión de esta válvula es de alrededor de +/- 5%.
• Válvula PRV de pilotaje externo. Este tipo utiliza diafragmas dobles en lugar de los operadores de pistón del tipo de pilotaje interno. Esta válvula tiene una precisión de +/- 1%.

Figura: Válvula PRV accionada por piloto.

Factores a tener en cuenta al comprar una válvula PRV

Presión de funcionamiento

Los fabricantes de válvulas PRV diseñan diferentes válvulas PRV para su uso a diferentes niveles de presión. Cada válvula tiene los niveles de presión de salida y de entrada. Es necesario conocer los niveles de presión de entrada y salida de la aplicación para seleccionar la mejor válvula PRV. Esto también ayudará a determinar la precisión necesaria.

Requisitos de flujo de fluidos

La selección de la válvula PRV adecuada requerirá que se conozca el caudal de fluido y el tamaño de la tubería para garantizar que la tubería y la válvula soporten dichas cargas de caudal. Una válvula que funcione con cargas muy elevadas puede experimentar fugas y, por tanto, pérdidas.

Tipo de medio de comunicación

Algunas válvulas PRV están pensadas para su uso en fluidos no corrosivos, mientras que otras están pensadas para su uso en fluidos corrosivos, viscosos o con partículas sólidas. Por lo tanto, conocer el tipo específico de fluido ayudará al fabricante o proveedor de válvulas PRV a proporcionar la mejor válvula para ese trabajo.

Temperatura de funcionamiento

Los fabricantes de válvulas PRV utilizan diferentes materiales para hacer los diferentes componentes de la válvula PRV. Cada material tiene sus propiedades térmicas diferentes a las de otros materiales. Por ello, es importante conocer el rango de temperatura de funcionamiento para que el fabricante o proveedor de válvulas PRV seleccione la mejor válvula que no pueda ser dañada por temperaturas bajas o muy altas.

Aplicaciones de una válvula reductora de presión

• Se utilizan en el suministro de agua doméstico y comercial. Las válvulas PRV se utilizan para regular la presión del agua desde la tubería municipal hasta la tubería que alimenta los aparatos domésticos. Esto ayuda a evitar fugas de agua y daños en los grifos.
• Las válvulas PRV se utilizan para reducir la presión en humidificadores, calentadores unitarios, esterilizadores y otros equipos de proceso.
• Estas válvulas se utilizan en sistemas de aire comprimido como herramientas accionadas, inflado de neumáticos y limpieza, entre otros.
• También se utilizan en las centrales eléctricas de vapor para regular el flujo de vapor y agua.
• Las válvulas PRV se utilizan en las operaciones mineras.
• Se utilizan en el oxicorte y la soldadura.
• Se utilizan en los hospitales para controlar el flujo de oxígeno.

Ventajas de las válvulas PRV

• Las válvulas PRV pueden ser automáticas o manuales.
• Estas válvulas son de funcionamiento rápido.
• Las válvulas PRV tienen un diseño sencillo y compacto.
• No tienen fugas de líquido.
• Estas válvulas no necesitan controladores de retroalimentación ni aparatos de medición separados.
• Las válvulas PRV son fáciles de mantener.
• Son fiables en sus operaciones.
• Pueden utilizarse en aplicaciones de baja y alta temperatura.
• Son versátiles, ya que se utilizan para prestar servicio en diversas industrias.
• Estas válvulas ayudan a evitar que se dañen las instalaciones de fontanería debido a un exceso de presión del suministro principal.
• Las válvulas PRV contribuyen a mejorar los caudales de fluido cómodos y constantes.

Desventajas de las válvulas PRV

• Las válvulas PRV son caras.
• Ocupan mucho espacio de instalación en comparación con otras válvulas.

Solución de problemas de las válvulas PRV

La presión se dispara en condiciones normales de carga

• Hay materiales extraños o suciedad obstruida entre el cabezal y el asiento de la válvula piloto. Abra la válvula según las instrucciones del fabricante de la válvula PRV y limpie la suciedad o los materiales extraños.
• Materiales extraños entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Limpie el asiento y el cabezal.
• Las líneas u orificios de detección de presión están bloqueados. Retire los materiales de bloqueo y limpie las líneas y los orificios.

La presión se dispara durante las cargas ligeras

• Suciedad entre el asiento y la cabeza de la válvula principal. Abra la válvula PRV y limpie la suciedad.
• La válvula de derivación tiene fugas o no está bien cerrada. Apriete la válvula de derivación y repárela si es necesario.

La válvula PRV no se abre

• Diafragma defectuoso. Sustituya el diafragma.
• El orificio está bloqueado. Elimine la suciedad que lo bloquea.
• El asiento de la válvula piloto está obstruido con suciedad. Limpie el asiento de la válvula piloto o sustitúyalo si es necesario.
• Obstrucción en el colador de la tubería. Limpie el colador.

Baja presión de entrega

• El ajuste de la válvula piloto no se ha ajustado correctamente. Ajústela a la presión recomendada por el fabricante de la válvula PRV.
• Válvula subdimensionada. Compruebe la carga con el valor nominal indicado en las instrucciones del fabricante de la válvula PRV.

La válvula no se cierra

• La válvula de derivación tiene una fuga o está abierta. Repare la válvula.
• Línea de detección piloto bloqueada. Retire los materiales de bloqueo.
• Rotura del piloto. Reemplace el montaje del diafragma piloto.

Resumen

PRV significa válvula reductora de presión. Se trata de una válvula de control utilizada para regular la alta presión de entrada a una presión de salida constante. Esta reducción de la presión es necesaria, ya que ayuda a evitar daños en las instalaciones de bombeo situadas aguas arriba. Estas instalaciones están diseñadas para soportar una baja presión de fluido y de ahí la necesidad de una válvula PRV. Los fabricantes de válvulas PRV diseñan esta válvula con una manivela que se utiliza para ajustar la presión de fluido requerida. La manivela tiene un vástago roscado y un muelle que ayuda a subir o bajar el nivel de presión aguas abajo de la válvula PRV. Hay varios tipos de estas válvulas y los dos más comunes son las válvulas PRV de acción directa y las válvulas PRV operadas por piloto. Estas válvulas se utilizan en aplicaciones como centrales eléctricas de vapor, suministro de agua municipal, hospitales, compresores de aire y operaciones mineras, entre otras. Las ventajas de estas válvulas son la versatilidad, la rapidez de funcionamiento, el diseño sencillo y compacto, la ausencia de fugas, la alta resistencia y la fiabilidad de las operaciones. Sin embargo, las válvulas PRV son caras en comparación con otras válvulas. Además, estas válvulas son de gran tamaño y, por tanto, ocupan un gran espacio de instalación.