Tipos De válvulas

Tipos de válvulas

Se pueden distinguir tres tipos según sea su accionamiento: Válvulas de seguridad de acción directa o convencionales, Válvulas de seguridad accionadas por válvula piloto o de acción indirecta y Válvulas de seguridad equilibradas.

Todas deben llevar un sistema (palanca, neumático, etc.) que permita su accionamiento a voluntad (excepto en caso de emergencia) para comprobar su funcionamiento, que el disco no esté pegado a su asiento, para despresurizar el sistema, etc.

Válvulas de seguridad de acción directa o convencionales

A su vez éstas válvulas pueden ser de varios tipos. Tienen en común que la resistencia a la apertura es generada por una acción mecánica directa de la propia válvula.

Las válvulas de seguridad de acción directa son válvulas cargadas axialmente que al alcanzarse una presión prefijada de tarado se abren automáticamente debido a la acción del fluido o presión sobre el disco de cierre de la válvula. (Ver figura 2). La carga debida a la presión del fluido por debajo del disco de cierre de la válvula está contrarrestada sólo por una carga mecánica directa tal como un resorte, un peso o una palanca y un peso. Es el tipo más sencillo y de uso común sin características especiales para mejorar sus prestaciones. Normalmente alcanzan su capacidad de descarga

1. Boca de salida lateral.

2. Caperuza.

3. Sombrerete o bonete.

4. Tornillo de ajuste.

5. Tuerca de fijación del ajuste.

6. Palanca de apertura manual.

7. Resorte.

8. Husillo o vástago.

9. Cuerpo.

10. Placa del extremo del resorte.

11. Disco de cierre de la válvula.

12. Tornillo de fijación del anillo de ajuste.

13. Anillo de ajuste del escape.

14. Elemento de guiado en parte inferior.

15. Asiento.

16. Conexión roscada al recipiente.

Válvula de seguridad convencional. Es una válvula de seguridad del tipo de presión directa en la que la presión de tarado está afectada por cambios en la contrapresión superpuesta. Ver NTP 342.

Esta válvula de seguridad es la más común en la industria química de procesos. Es una válvula mantenida cerrada por la acción de un muelle o resorte con una boquilla de abertura total debajo del asiento, con sombrerete o bonete abierto o cerrado rodeando el resorte y unos anillos de ajuste para variar el margen o intervalo entre la presión de tarado y la presión de reasiento o cierre después de la descarga de alivio de presión. Se fabrican en distintos diámetros nominales. La válvula normalmente está guiada por la parte superior a diferencia de la presentada en la figura 2.

La parte exterior del disco de cierre de la válvula (parte que no está en contacto con el fluido del recipiente a presión) está sometida a la contrapresión existente a la salida de la válvula, por lo que la fuerza aplicada por el muelle debe equilibrarse con las fuerzas ocasionadas por la presión de tarado y la contrapresión. Si la contrapresión varía, también lo hará la presión de tarado y esto puede ser un inconveniente por lo que el empleo de válvulas de seguridad convencionales se reserva para aplicaciones en que la contrapresión no supera el 10% de la presión de tarado. El efecto de la contrapresión sobre la presión de disparo varía según que el sombrerete ventee a la atmósfera o a la boca de descarga de la propia válvula.

Adoptando la simbología

FS = Fuerza del resorte

P1 = Presión interna del lado del equipo protegido

P2 = Contrapresión en el lado de descarga

AN = Área de la boquilla

AD = Área del disco

AP = Área de la sección del pistón en contacto con el disco

y estableciendo el equilibrio de fuerzas en el momento en que abre la válvula (desaparecen las fuerzas de reacción en el asiento) según puede verse de forma esquemática en la figura 3 se tiene para los dos subtipos de válvulas siguientes:

Figura 3. Efecto de la contrapresión sobre la presión de disparo para válvulas de seguridad convencionales o no compensadas

a) Válvulas con venteo del sombrerete a la atmósfera

P1AN + P2 (AD - AN) = FS P1AN = FS - P2 (AD - AN)

En el momento en que abre, P1 pasa a ser la presión de disparo y queda la relación

P1 = FS /AN - (AD - AN)•P2 /AN

La contrapresión hace disminuir la presión de disparo por debajo de la presión de tarado prevista FS /AN en la magnitud P2(AD - AN )/AN con riesgo de disparo prematuro.

b) Válvulas con venteo del sombrerete a la boca de descarga

En este caso la contrapresión incrementa la presión de disparo por encima de la presión de tarado prevista FS /AN en la magnitud P2 con riesgo de no abrir cuando se requiera. Abre con retardo.

Cuando la contrapresión excede el 10%, se recomienda utilizar válvulas de seguridad equilibradas que permiten contrapresiones hasta el 50% de la presión absoluta de tarado. A partir de ese valor la capacidad de descarga de esas válvulas decrece notablemente. Los límites en casos particulares dependerán del fabricante y de la proporción relativa entre la contrapresión fija y variable.

Válvula de seguridad de carga o presión suplementaria. Es una válvula de seguridad que tiene aplicada una fuerza adicional (la presión suplementaria) en la parte superior del disco de cierre de la válvula para aumentar la fuerza de sellado y mejorar la hermeticidad (o estanqueidad) del asiento de la válvula hasta que se alcanza la presión de tarado. La carga suplementaria deberá ser fácilmente eliminable al alcanzar la presión máxima admisible.

La fuerza adicional es proporcionada por una fuente de potencia externa (neumática, hidráulica o solenoide eléctrico) que se libera de forma fiable al alcanzar la presión de tarado permitiendo que abra la válvula y alivie el exceso de presión. Esta fuerza adicional vuelve a quedar aplicada para ayudar al reasiento de la válvula de seguridad, cuando la presión desciende por debajo de la presión de tarado.

La presión suplementaria está limitada de forma que si por mal funcionamiento no se libera esa presión cuando se llega a la presión de tarado la capacidad de descarga certificada de la válvula se consigue a una sobrepresión del 15% (para gases o vapores). Este requisito significa que la presión de tarado será frecuentemente menor que la presión de diseño, de forma que la presión de alivio no exceda la presión acumulada máxima permitida. En el Código Español de Recipientes

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