Preguntas frecuentes sobre las válvulas de control eléctrico

1. ¿Cuáles son los tres factores principales a considerar al seleccionar un actuador?

1. La salida del actuador debe exceder la carga de la válvula y estar debidamente adaptada.
2. Al verificar las combinaciones estándar, considere si la diferencia de presión permitida especificada para la válvula cumple con los requisitos del proceso. Para diferencias de alta presión, calcule la fuerza desequilibrada que actúa sobre el obturador de la válvula.
3. Considere si la velocidad de respuesta del actuador cumple con los requisitos de operación del proceso, especialmente para los actuadores eléctricos.

2. ¿Cuáles son las características de los actuadores eléctricos en comparación con los actuadores neumáticos, y cuáles son las diferentes formas de salida?

Los actuadores eléctricos utilizan energía eléctrica como fuente de accionamiento, lo cual es simple y conveniente, con alto empuje, par y rigidez. Sin embargo, tienen una estructura compleja y menor fiabilidad. Son más caros que los actuadores neumáticos para tamaños medianos y pequeños. Se utilizan comúnmente en aplicaciones sin suministro de gas o donde no se necesitan estrictos requisitos a prueba de explosiones y a prueba de incendios.

Los actuadores eléctricos tienen tres formas de salida: recorrido angular, recorrido lineal y multirrotación.

3. ¿Por qué las válvulas de recorrido angular tienen una mayor diferencia de presión de cierre?

Las válvulas de recorrido angular tienen una mayor diferencia de presión de cierre porque la fuerza resultante generada por el medio en el núcleo de la válvula o en la placa de la válvula produce un par muy pequeño en el eje giratorio, lo que le permite soportar una mayor diferencia de presión.

Las válvulas de mariposa y las válvulas de bola son los tipos más comunes de válvulas de recorrido angular.

4. ¿Qué válvulas requieren selección de dirección de flujo? ¿Cómo deben seleccionarse?

Las válvulas reguladoras de un solo sello, como las válvulas de un solo asiento, las válvulas de alta presión y las válvulas de manguito de un solo sello sin orificios de equilibrio, requieren selección de dirección de flujo.

Los tipos de flujo abierto y flujo cerrado tienen cada uno sus ventajas y desventajas. Las válvulas de flujo abierto operan de manera más estable, pero tienen un rendimiento de autolimpieza y sellado más pobres, lo que resulta en una vida útil más corta; las válvulas de flujo cerrado tienen una vida útil más larga, un mejor rendimiento de autolimpieza y sellado, pero la estabilidad es pobre cuando el diámetro del vástago de la válvula es más pequeño que el diámetro del núcleo de la válvula.

Las válvulas de un solo asiento, las válvulas de flujo pequeño y las válvulas de manguito de un solo sello suelen utilizar el tipo de flujo abierto. Cuando existen requisitos severos de erosión o autolimpieza, se puede seleccionar el tipo de flujo cerrado. Las válvulas de control de características de apertura rápida de dos posiciones utilizan el tipo de flujo cerrado.

5. Además de las válvulas de un solo asiento, de doble asiento y de manguito, ¿qué otras válvulas tienen funciones de regulación?

Las válvulas de diafragma, las válvulas de mariposa, las válvulas de bola tipo O (principalmente para cierre), las válvulas de bola tipo V (alta relación de regulación y función de corte) y las válvulas rotativas excéntricas son todas válvulas con funciones de regulación.

6. ¿Por qué la selección de la válvula es más importante que el cálculo?

En comparación con el cálculo, la selección de la válvula es mucho más importante y compleja. Esto se debe a que el cálculo es simplemente un cálculo de fórmula simple, y su precisión no radica en la precisión de la fórmula en sí, sino en la precisión de los parámetros del proceso dados.

La selección de la válvula implica una amplia gama de consideraciones, e incluso errores menores pueden conducir a una selección incorrecta, lo que resulta en un desperdicio de mano de obra, materiales y finanzas, así como un rendimiento insatisfactorio y varios problemas operativos, como la fiabilidad, la vida útil y la calidad operativa.

7. ¿Por qué las válvulas de doble sello no se pueden utilizar como válvulas de cierre?

La ventaja del obturador de la válvula de doble asiento es su estructura equilibrada por fuerza, que permite diferencias de alta presión. Sin embargo, su inconveniente más destacado es que las dos superficies de sellado no pueden mantener un buen contacto simultáneamente, lo que resulta en fugas significativas.

Si se utiliza artificial y forzosamente en aplicaciones de cierre, los resultados no serán satisfactorios. Incluso con mejoras (como la válvula de manguito de doble sello), este enfoque no es aconsejable.

8. ¿Por qué la válvula de doble asiento tiende a oscilar en ángulos de apertura pequeños?

Para un solo núcleo de válvula, cuando el medio es de tipo flujo abierto, la válvula tiene buena estabilidad; cuando el medio es de tipo flujo cerrado, la válvula tiene poca estabilidad. Una válvula de doble asiento tiene dos núcleos de válvula, con el núcleo de válvula inferior en modo de flujo cerrado y el núcleo de válvula superior en modo de flujo abierto.

Por lo tanto, al operar con pequeñas aberturas, el núcleo de la válvula de flujo cerrado es propenso a causar vibración de la válvula, razón por la cual las válvulas de doble asiento no son adecuadas para aplicaciones de pequeña apertura.

9. ¿Cuáles son las características de una válvula de control de un solo asiento de paso directo? ¿En qué aplicaciones se utiliza?

1. Baja tasa de fugas, ya que solo hay un núcleo de válvula, lo que garantiza un buen sellado. La tasa de fugas estándar es del 0,01% KV, y un diseño adicional puede hacerla adecuada para su uso como válvula de cierre.
2. Baja diferencia de presión permitida, ya que la fuerza desequilibrada es grande. Para una válvula DN100, la diferencia de presión (△P) es de solo 120 kPa.
3. Baja capacidad de flujo. El KV para una válvula DN100 es de solo 120.

Se utiliza comúnmente en aplicaciones donde las fugas son mínimas y la diferencia de presión no es significativa.

10. ¿Cuáles son las características de una válvula de control de doble asiento de paso directo? ¿En qué aplicaciones se utiliza?

1. Alta diferencia de presión permitida, ya que puede compensar muchas fuerzas desequilibradas. El △P de la válvula para una válvula DN100 es de 280 kPa.
2. Alta capacidad de flujo. El valor KV para una válvula DN100 es de 160.
3. Alta tasa de fugas, debido a dos núcleos de válvula que no pueden sellar simultáneamente. La tasa de fugas estándar es del 0,1% KV, que es 10 veces la de una válvula de un solo asiento.

Las válvulas de control de doble asiento de paso directo se utilizan principalmente en aplicaciones con altas diferencias de presión y requisitos de fugas menos estrictos.

11. ¿Por qué las válvulas de control de recorrido lineal tienen un rendimiento anti-bloqueo deficiente, mientras que las válvulas de recorrido angular tienen un buen rendimiento anti-bloqueo?

En una válvula de recorrido directo, el núcleo de la válvula realiza una estrangulación vertical, mientras que el medio entra y sale horizontalmente. La trayectoria de flujo dentro de la cavidad de la válvula inevitablemente se dobla y gira, lo que hace que la trayectoria de flujo de la válvula sea muy compleja (similar a una forma de "S" invertida). Esto crea numerosas zonas muertas, proporcionando espacio para la sedimentación del medio, lo que puede provocar bloqueos con el tiempo.

En las válvulas de recorrido angular, la dirección de estrangulación es horizontal, con el medio entrando y saliendo horizontalmente. Esto facilita la eliminación de impurezas y simplifica la trayectoria de flujo, minimizando el espacio de sedimentación. Por lo tanto, las válvulas de recorrido angular tienen un rendimiento anti-bloqueo superior.

12. ¿Cuándo se requiere un posicionador de válvula?

1. Aplicaciones con alta fricción que requieren un posicionamiento preciso. Ejemplos incluyen válvulas de control de alta o baja temperatura, o válvulas que utilizan empaquetaduras de grafito flexible;
2. Aplicaciones donde los procesos lentos requieren una velocidad de respuesta mejorada de la válvula de control. Por ejemplo, sistemas de control de temperatura, nivel o parámetros analíticos.
3. Aplicaciones donde se requiere una mayor fuerza de salida del actuador y fuerza de corte. Por ejemplo, válvulas de un solo asiento con DN ≥ 25, válvulas de doble asiento con DN > 100, o aplicaciones donde la caída de presión a través de la válvula (△P) excede 1 MPa o la presión de entrada (P1) excede 10 MPa.
4. Aplicaciones donde el modo de apertura/cierre neumático de la válvula de control necesita cambiarse durante la operación en sistemas de control de rango dividido.
5. Aplicaciones donde la característica de flujo de la válvula de control necesita ser alterada.

13. ¿Cuáles son los siete pasos para determinar el tamaño de la válvula?

1. Determinar el caudal calculado — Qmax, Qmin
2. Determinar la caída de presión calculada — seleccionar la relación de resistencia S en función de las características del sistema, luego determinar la caída de presión calculada (cuando la válvula está completamente abierta);
3. Calcular el coeficiente de flujo — utilizar fórmulas de cálculo, gráficos o software apropiados para determinar los valores KV máximos y mínimos;
4. Seleccionar el valor KV — en función del valor KV máximo, seleccionar el valor KV más cercano en la serie de productos seleccionada para obtener el tamaño preliminar de la válvula;
5. Verificar la apertura de la válvula — asegurar que la apertura de la válvula sea ≤90% cuando se alcanza Qmax y ≥10% cuando se alcanza Qmin;
6. Verificación real de la relación ajustable — generalmente requiere R ≥ 10; R real > R requerido
7. Determinación del tamaño — si no está calificado, volver a seleccionar el valor KV y verificar de nuevo.

14. ¿Por qué la válvula de manguito no ha cumplido con las expectativas al reemplazar las válvulas de un solo asiento y de doble asiento?

Las válvulas de cilindro, que debutaron en la década de 1960, se utilizaron ampliamente a nivel nacional e internacional en la década de 1970. En la década de 1980, las válvulas de cilindro representaron una proporción significativa de las instalaciones petroquímicas introducidas. En ese momento, muchos creían que las válvulas de cilindro podrían reemplazar las válvulas de un solo asiento y de doble asiento, convirtiéndose en el producto de segunda generación.

Sin embargo, este no es el caso hoy en día. Las válvulas de un solo asiento, las válvulas de doble asiento y las válvulas de manguito se utilizan por igual. Esto se debe a que las válvulas de manguito solo mejoran la forma de estrangulación, la estabilidad y el mantenimiento en comparación con las válvulas de un solo asiento, pero su peso, rendimiento anti-bloqueo y fugas son consistentes con las válvulas de un solo asiento y de doble asiento. ¿Cómo podrían reemplazar las válvulas de un solo asiento y de doble asiento? Por lo tanto, solo se pueden utilizar juntas.

15. ¿Por qué se deben preferir los sellos duros para las válvulas de cierre?

Las válvulas de cierre requieren la menor fuga posible. Las válvulas de sellado blando tienen la menor fuga y, por lo tanto, el mejor rendimiento de cierre, pero no son resistentes al desgaste y tienen poca fiabilidad. De los criterios duales de baja fuga y sellado fiable, las válvulas de cierre de sellado blando son inferiores a las válvulas de cierre de sellado duro. Por ejemplo, las válvulas de control ultraligeras totalmente funcionales, que tienen sellos protegidos por aleaciones resistentes al desgaste, ofrecen una alta fiabilidad y una tasa de fugas de 10⁻⁷, que ya cumplen los requisitos para las válvulas de cierre.

16. ¿Por qué el vástago de la válvula de una válvula reguladora de recorrido lineal es relativamente delgado?

Esto implica un principio mecánico simple: la fricción de deslizamiento es alta, mientras que la fricción de rodadura es baja. En una válvula de recorrido lineal, el vástago de la válvula se mueve hacia arriba y hacia abajo. Si la empaquetadura se comprime ligeramente, se envolverá firmemente alrededor del vástago de la válvula, causando una histéresis significativa. Por lo tanto, el vástago de la válvula está diseñado para ser muy delgado, y la empaquetadura de PTFE de baja fricción se utiliza comúnmente para reducir la histéresis. Sin embargo, esto conduce a problemas como que el vástago de la válvula sea propenso a doblarse y que la empaquetadura tenga una vida útil corta.

La mejor solución a este problema es utilizar un vástago de válvula giratorio, es decir, una válvula de control de tipo de recorrido angular. Su vástago de válvula es 2–3 veces más grueso que el de una válvula de recorrido lineal, y utiliza empaquetaduras de grafito con una vida útil más larga. El vástago de la válvula tiene buena rigidez, la empaquetadura tiene una vida útil más larga y el par de fricción y la histéresis son en realidad menores.