Vàlvula de control

Vàlvula de control de globo en actuador de diafragma neumàtic i posicionador "inteligent"

Una vàlvula de control o vàlvula de regulació és una vàlvula usada per a controlar el fluix d'un decorregut, comportant-se com un orifici d'àrea contínuament variable, que modifica la pèrdua de càrrega, segons lo dirigit per la senyal d'un controlador. Açò permet el control del cabal i el consegüent control de les variables del procés tals com ; pressió, temperatura i nivell.

En la terminologia de la tècnica de Regulació i control, la vàlvula és el orgue de control o element de control final.

Estructura d'una vàlvula

Parts d'una vàlvula de tres vies

Bàsicament consten d'un cos que estaja en el seu interior al obturador i els assents i externament es troben proveïdes de bridas o rolls per al seu acoplament a la canonada. Deuen resistir la temperatura i la pressió del decorregut sense pèrdues, deuen tindre un tamany adequat per al cabal a controlar i deuen resistir l'erosió o corrosió produïda pel decorregut. Solen ser de ferro, acer o acer inoxidable i últimament escomencen a realisar-se en materials termoplàstics.

El obturador pot tindre desplaçament llineal o rotatiu i realisa la funció de control de pas del decorregut. Tant ell com els assents solen estar realisats en acer inoxidable. En algunes vàlvules s'utilisen obturadores i assents ceràmics. Quan la vàlvula es acciona per mig de l'actuador, es produïx una modificació en el cabal del decorregut, conseguint aixina la regulació de la variable de procés.

Tipos de vàlvules segons el seu us

La varietat de vàlvules sobre el disseny del cos i al moviment del obturador és enorme. Ací es llimiten als tipos genèrics usats més normalment. En principi es distinguix entre vàlvules de dos, tres i quatre vies. Les vàlvules de dos vies s'utilisen principalment en instalacions de cabal variable i les de tres vies en instalacions de cabal constant i temperatura variable. En realitat esta és una definició massa simplista, pero pot servir com a punt de partida.

Vàlvules de dos vies

vàlvules de con i assent. Este tipo de vàlvules estan previstes per a treballar en un sentit del decorregut que tenda a alçar el con. L'atre sentit té el risc de provocar vibracions del con sobre l'assent quan la vàlvula està prop del tancament, ya que la força sobre el obturador aumenta quan la vàlvula tanca i el obturador tendix a desplaçar-se més de lo que quan la pressió del decorregut és baixa.

Existix un atre tipo de vàlvules que es denominen vàlvules de doble assent. Estos assents estan somesos a dos forces hidràuliques opostes, per lo que la força eixercida sobre el refillol es reduïx. S'utilisen quan la pressió diferencial és molt alta, encara que no són molt estanques.

Les vàlvules de palometa s'utilisen per a seccions altes de pas, en instalacions de gran potència. Estes vàlvules consistixen en un disc conectat en un eix diametral que regula el pas del decorregut per la canonada. Existixen dos tipos de discs: el de forma circular, que tanca verticalment i el de forma elíptica, que tanca entre 10° i 15° a partir de la vertical (conseguint un tancament estanque). Les vàlvules de palometa poden acoplar-se en actuadors de tipo manual o automàtic i s'utilisen exclusivament per a servicis tot-res, com és l'aïllament d'aparats i accessoris.

Les vàlvules de bola consten d'un obturador esfèric que controla el cabal que passa a través de la vàlvula. Este obturador conseguix un tancament hermètic i un control precís del cabal en instalacions en grans pressions i cabals. No obstant, per a menuts cabals, regulen solament en el 20% del seu recorregut, lo que les fa inapropiades.

També existixen les vàlvules de bola caracterisades, en les que les vores de la bola tenen una forma de entalladura que millora la regulació del cabal i les fa vàlides per a una àmplia gama de cabals.

Atres tipos de vàlvules són les vàlvules en àngul (per a decorreguts que continguen partícules sòlides en suspensió), vàlvules tipo I (per a aplicacions criogèniques o de metals líquits), vàlvules de compressió (per a maneig de decorreguts negres o corroents) i vàlvules de fluix axial (utilisada per a gasos)

Vàlvules de tres vies

En vàlvules de tres vies, ademés de les vàlvules de con i assent ya mencionades, els cossos de les vàlvules poden ser de varis tipos:

Les vàlvules de sector de tres vies, regulen per rotació de l'eix. Un gir de 90° fa recórrer al obturador tota la seua carrera. El obturador, ací cridat sector, per la seua forma, està mecanisat de tal forma que s'obté una característica d'igual percentage. La estanqueidad d'estes vàlvules és pijor que les de con i assent, pero el seu preu molt inferior, la qual cosa ha estés molt el seu us.

Les vàlvules de bola de tres vies són similars a les de dos vies.

Les vàlvules de tres vies segons la seua funció, poden ser de dos tipos:

• Mezcladoras: permeten mesclar proporcionalment els decorreguts d'entrada per la via directa i per la de by pass, en el fi, normalment, de variar el seu temperatura.
• Diversoras: permeten desviar el fluix d'un decorregut, total o parcialment.

Les vàlvules duen gravades les indicacions per al seu montage, de qualsevol de les dos formes reflectides en la figura superior; Les fleches en una vàlvula mezcladora, indiquen que esta té dos entrades i una eixida comuna, mentres que en la vàlvula diversora indiquen una entrada comuna i dos eixides. També s'utilisen les lletres: La lletra A indica la via directa, La B la de bypass i la AB és la boca comuna. La vàlvula de tres vies mezcladora és la més utilisada, ya que depenent de la seua posició respecte de la bomba de circulació pot fer les dos funcions i generalment en millors condicions de treball que la diversora.

Funcions de vàlvula de tres vies mezcladora

En la figura poden vore's tres posicions clàssiques d'una vàlvula de tres vies: a): Vàlvula mezcladora: se situa aigües dalt de la bomba de circulació, Per la boca A aplega aigua calenta del generador, per la B aigua de la tornada. La mescla d'abdós ix per la boca comuna AB.

b): Vàlvula diversora: La vàlvula està situada aigües avall de la bomba, la qual impulsa sobre la boca comuna. El fluix es derivarà en funció de l'obertura cap a A o cap a B. Note's que la vàlvula té una entrades i dos eixides.

c): Mezcladora en funcions de diversora: Si la boca B està tancada i l'A oberta, el fluix passarà a través de l'unitat terminal, si la B està oberta el fluix retornarà al generador .

Vàlvules de quatre vies

Estàs vàlvules estan concebudes per a la regulació de la temperatura d'eixida en una instalació de calefacció, al mateix temps que s'eleva la temperatura de tornada de la caldera. Són vàlvules de sector com les de tres vies, que realisen la seua carrera total en una rotació de l'eix de 90 graus.

Vore també

• Ingenieria de control
• Instrumentació industrial
• Controlador PID
• SCADA

Bibliografia

• Instrumentació Industrial. Antonio Creus. Marcombo Boixareu Editors.Isbn 84-267-0765-3
• L'equilibrage hidraulique global. Robert Petitjean. Tour&Andersson.Isbn 91-630-2628-7
• Vàlvules de control.José Luis García Gutiérrez. AENOR.Associació Espanyola de Normalisació i Certificació.Isbn 84-8143-151-6
• Regulació i control d'Instalacions de climatisació. J. Manuel Bartolomé i M. Angel Navas. Atecyr. isbn 978-84-95010-36-0
• Tècniques de la regulació i gstión d'energia en edificis.René Gyssan. AFISAE.Isbn 84-604-2904-0.