¿Qué es una válvula de compuerta de cuña elástica?
Una válvula de compuerta de cuña elástica es un tipo de válvula que tiene un disco insertado en forma de cuña que se sitúa entre dos asientos inclinados. Este tipo de válvula de compuerta utiliza un disco en forma de cuña construido con material metálico resistente y revestido con materiales elastómeros como. Los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña resistentes diseñan estas válvulas s para que funcionen de forma manual o automática mediante actuadores. El disco en cuña se desplaza perpendicularmente a la dirección del flujo del fluido cuando se gira el volante. Cuando el volante gira en el sentido contrario a las agujas del reloj, la cuña despeja el paso del fluido abriéndolo, y cuando se gira en el sentido de las agujas del reloj, la cuña corta el flujo de fluido para detenerlo. Las válvulas de compuerta de cuña resistente se utilizan para servicios de apertura y cierre en aplicaciones turbulentas y de gran caudal. Al igual que cualquier otro tipo de válvula de compuerta, este tipo de válvula sólo puede utilizarse cuando está totalmente abierta o cerrada y no puede utilizarse como válvula de ajuste o estrangulación.
Figura: Una válvula de compuerta de cuña elástica.
¿Cómo funciona una válvula de compuerta de cuña elástica?
El mecanismo de funcionamiento de una válvula de compuerta de cuña elástica es muy sencillo y consiste en la rotación manual de un volante para abrir o cerrar la válvula en el caso de las válvulas de accionamiento manual. En el caso de las válvulas de compuerta elástica automáticas, la fuerza para abrir o cerrar la válvula la proporciona un actuador. La dirección de apertura de la válvula suele estar indicada por una flecha en el volante o la tuerca de la válvula. Cuando el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj, la compuerta de cuña encaja en el espacio entre los asientos, corta el flujo y detiene la corriente. Cuando el volante se gira en sentido contrario a las agujas del reloj, la compuerta de cuña libera el paso del flujo, abriendo así el caudal. Una válvula de compuerta de cuña elástica funciona en posición totalmente abierta o cerrada. El funcionamiento de la válvula en una posición intermedia puede provocar un mayor desgaste de la compuerta y el asiento, reduciendo así la vida útil de la válvula. Los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña elástica recomiendan tener en cuenta varios factores durante la instalación y el funcionamiento de la válvula. Antes de la instalación, hay que asegurarse de que la válvula es adecuada para las condiciones de servicio en términos de presión, temperatura y caudal.
Partes de una válvula de cuña de compuerta elástica
Volante/actuador
El volante es el componente de una válvula de compuerta de cuña resiliente manual que se utiliza para abrir o cerrar cuidadosamente la válvula. Los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña elástica también diseñan válvulas automáticas que se accionan mediante actuadores. El actuador proporciona la fuerza para abrir y cerrar la válvula cuando es necesario. Con las válvulas de compuerta de cuña automáticas, no es necesario un operador de válvulas.
Cuerpo
Es el componente de una válvula de compuerta de cuña elástica que se utiliza para contener las partes internas de la válvula. Los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña resistentes diseñan el cuerpo con un material metálico fuerte para darle una alta resistencia mecánica que ayude a soportar la alta presión y las altas temperaturas.
Capó
El bonete es la parte que cubre el vástago y sus piezas de sellado. El bonete de una válvula de compuerta de cuña elástica se monta en el cuerpo mediante pernos o tornillos para facilitar el desmontaje y la reparación de los componentes internos de la válvula.
Vástago
El vástago es un componente roscado de una válvula de compuerta de cuña elástica cuya función es subir o bajar el disco o la compuerta para abrir o cerrar el flujo de fluido. El vástago conecta el actuador/volante a la compuerta para facilitar la transferencia del par de cierre/apertura a la compuerta o al disco.
Disco en cuña/puerta
La función del disco de cuña o de la compuerta de cuña es abrir o cerrar el flujo cuando se gira el volante.
Asientos
Los asientos están inclinados para acomodar la compuerta de cuña y crear un sello hermético cuando la válvula se desliza en posición para cortar el flujo.
Caja de relleno
El prensaestopas contiene el material de empaquetadura que crea un sello hermético para evitar la fuga de líquido entre el vástago giratorio y el bonete.
Junta
La junta es un sello mecánico que sirve para evitar fugas entre las conexiones finales, como entre el capó y el cuerpo y el cuerpo y el sistema de tuberías.
Figura: Diagrama que muestra las partes de una válvula de compuerta de cuña resiliente.
Tipos de válvulas de compuerta de cuña elástica
Válvula de compuerta de cuña resiliente automática
Se trata de una válvula de compuerta de cuña elástica que es automática. Esto significa que la válvula no necesita un operador para abrir o cerrar el flujo de fluido. Las válvulas de compuerta de cuña elástica automáticas están diseñadas con sensores que determinan cuándo abrir o cerrar el flujo de fluido. Esto ayuda a reducir la necesidad de un operador de válvulas. Las válvulas de compuerta de cuña resiliente automáticas utilizan actuadores neumáticos, eléctricos e hidráulicos para proporcionar el par necesario para abrir y cerrar el flujo de fluido. Las válvulas de compuerta de cuña resiliente automáticas mejoran la seguridad, ya que no necesitan un operador de válvulas.
Figura: Válvula de compuerta de cuña resiliente automática.
Válvula de compuerta de cuña resiliente manual
Se trata de la válvula de compuerta de cuña elástica que se acciona mediante un operador de válvula utilizando el volante. El operador de la válvula es responsable de proporcionar la fuerza necesaria para abrir o cerrar el flujo de fluido. Las válvulas de compuerta de cuña resiliente manuales tienden a ser tediosas para el operador de la válvula porque necesitan ser giradas varias veces antes de cerrarse/abrirse. Además, las válvulas de compuerta de cuña resistentes manuales pueden causar lesiones al operador de la válvula en caso de mal funcionamiento. Sin embargo, las válvulas de compuerta de cuña resistentes manuales son más baratas que las automáticas. Además, estas válvulas pueden automatizarse, ya que el usuario necesita consultar a expertos o a un fabricante de válvulas de compuerta de cuña elástica para el sistema de automatización.
Figura: válvula de compuerta de cuña resiliente manual.
Válvula de compuerta de cuña resiliente de paso ascendente
En una válvula de cuña resiliente de vástago ascendente, la tuerca del vástago se coloca en la tapa, y el vástago se eleva por encima del volante cuando la válvula está cerrada. Cuando se gira el volante para abrir o cerrar la válvula de compuerta de cuña elástica, la tuerca del vástago empuja el vástago hacia arriba y hacia abajo. Al mismo tiempo, las aletas montadas en el vástago se abren o cierran levantando o bajando la rosca entre el volante y la rosca. Tanto en posición de válvula cerrada como abierta, el vástago de este tipo de válvula compuerta puede verse desde el exterior. Este diseño es ampliamente preferido porque ofrece varias ventajas, como una fácil lubricación de la rosca del vástago, un funcionamiento sencillo y un flujo ininterrumpido cuando la válvula está en la posición totalmente abierta. Además, los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña resiliente diseñan estas válvulas para que el operario sepa fácilmente cuándo se abre o se cierra la válvula mediante el control del movimiento del vástago. Sin embargo, las válvulas de compuerta de cuña resiliente de vástago ascendente ocupan mucho espacio y se prefieren para su uso cuando el espacio no es limitado.
Figura: Válvula de compuerta de cuña elástica de vástago ascendente.
Válvula de compuerta de cuña resiliente de vástago no ascendente
Una válvula de compuerta de cuña resiliente de vástago no ascendente tiene un vástago giratorio que gira para abrir o cerrar la compuerta cuando se aplica un par de torsión en el volante, pero el tornillo de elevación no se mueve por encima del volante durante el funcionamiento. Una de las principales desventajas de este tipo de válvula de compuerta de cuña resiliente es la susceptibilidad a la corrosión y a los daños debido a la dificultad de lubricar las roscas del vástago. Sin embargo, estas válvulas son de gran importancia cuando el espacio es limitado, ya que no ocupan mucho espacio como sus homólogas de vástago ascendente.
Figura: Válvula de compuerta de cuña elástica de vástago no ascendente.
Aplicaciones de una válvula de compuerta de cuña elástica
Ventajas de una válvula de compuerta de cuña elástica
Desventajas de una válvula de compuerta de cuña elástica
Solución de problemas de una válvula de compuerta elástica
La válvula de compuerta de cuña resistente es difícil de manejar
Fugas en las válvulas durante las pruebas
Fuga en el vástago
Fuga en el cuerpo de la válvula
Fugas en la zona de asientos
Fugas en las uniones atornilladas
Resumen
Una válvula de compuerta de cuña elástica tiene un disco en forma de cuña que está revestido de un elastómero y se asienta sobre dos asientos inclinados. Estas válvulas se fabrican con materiales metálicos resistentes, como hierro dúctil, acero inoxidable, acero al carbono y hierro fundido. Cuando el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj, la compuerta de cuña encaja en el espacio entre los asientos, corta el flujo y detiene la corriente. Cuando el volante se gira en el sentido contrario a las agujas del reloj, la compuerta de cuña libera el paso del flujo, abriendo así el caudal. Los fabricantes de válvulas de compuerta de cuña resiliente recomiendan utilizar estas válvulas en posición totalmente abierta o cerrada para evitar la abrasión y la erosión de los asientos. Las válvulas de compuerta de cuña resiliente se utilizan comúnmente para el suministro de agua doméstica, en plantas de tratamiento y aguas residuales, sistemas de protección contra incendios, alimentos y bebidas, sistemas de climatización y sistemas de riego que tienen un sistema de control de reflujo. Algunas de las ventajas de una válvula de compuerta de cuña resiliente son la reducción mínima de la presión de flujo, la larga vida útil, la versatilidad, la facilidad de instalación y funcionamiento, y la ausencia de fugas de fluido, entre otras. Sin embargo, una válvula de compuerta de cuña resiliente es lenta de abrir y cerrar y, por tanto, requiere mucho tiempo. También son propensas a sufrir rozaduras y erosión en las superficies de sellado, especialmente durante la apertura y el cierre, y no pueden utilizarse para la regulación y estrangulación del caudal.
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