INSTRUMENTACION INDUSTRIAL EXPOSICIÓN VÁLVULAS, ACTUADORES, PISTONES NEUMÁTICOS

Transcripción

1 INSTRUMENTACION INDUSTRIAL EXPOSICIÓN VÁLVULAS, ACTUADORES, PISTONES NEUMÁTICOS

2 ELEMENTOS FINALES DE CONTROL VÁLVULAS ACTUADORES PISTONES NEUMÁTICOS

3 VÁLVULAS Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

4 VÁLVULAS Las válvulas s son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria.. Debido a su diseño y materiales,, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos l y gases,, desde los más m s simples hasta los más m s corrosivos o tóxicos. t Sus tamaños van desde una fracción n de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más s de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de lb/in in² (140 Mpa) ) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 F (815 C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia

5 VÁLVULAS Las válvulas v de control constan básicamente b de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo.

6 VÁLVULAS ACTUADOR el actuador también n llamado accionador o motor,, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más m s utilizados son los dos primeros, por ser las más m s sencillas y de rápida r actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas v utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadotes neumáticos constan básicamente b de un diafragma, un vástago v y un resorte tal como se muestra en la figura (1-a.). Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula v corresponda una posición n determinada del vástago. v Teniendo en cuenta que la gama usual de presión es de 3 a 15 lbs/pulg² en la mayoría a de los actuadotes se selecciona el área del diafragma y la constante del resorte de tal manera que un cambio de presión de 12 lbs/pulg, produzca un desplazamiento del vástago v igual al 100% del total de la carrera.

7 VÁLVULAS Cuerpo de la válvulav este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión n entre la válvula v y la tubería a puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón n es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través s de la válvula v y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago v al actuador.

8 VÁLVULAS Categorías as de válvulasv Debido a las diferentes variables,, no puede haber una válvula v universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, a conforme se han desarrollado nuevos materiales.. Todos los tipos de válvulas v recaen en nueve categorías: as: válvulas v de compuerta, válvulas v de globo, válvulas v de bola, válvulas v de mariposa, válvulas v de apriete, válvulas v de diafragma, válvulas v de macho, válvulas v de retención n y válvulas v de desahogo (alivio).

9 VÁLVULAS DE COMPUERTA La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento (fig. 1-1). Figura 1-1 Válvula de compuerta

10 VÁLVULAS DE COMPUERTA Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. n. Para uso poco frecuente. Para resistencia mínima a la circulación. Para mínimas m cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería

11 VÁLVULAS DE COMPUERTA Ventajas 1. Alta capacidad. 2. Cierre hermético. 3. Bajo costo. 4. Diseño y funcionamiento sencillos. 5. Poca resistencia a la circulación. Desventajas 1. Control deficiente de la circulación. 2. Se requiere mucha fuerza para accionarla. 3. Produce gravitación con baja caída de presión. 4. Debe estar cubierta o cerrada por completo. 5. La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco

12 VÁLVULAS DE COMPUERTA Variaciones Cuña a maciza, cuña a flexible, cuña a dividida, disco doble. Materiales Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, plástico de PVC. Componentes diversos.

13 VÁLVULAS DE COMPUERTA Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento 1. Lubricar a intervalos periódicos. 2. Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. 3. Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería a para líquidos calientes y al comprobar que las válvulas v estén n cerradas. 4. No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca. 5. Abrir las válvulas v con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería. 6. Cerrar las válvulas v con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados.

14 VÁLVULAS DE COMPUERTA Especificaciones para el pedido Tipo de conexiones de extremo. Tipo de cuña. Tipo de asiento. Tipo de vástago. v Tipo de bonete. Tipo de empaquetadura del vástago. v Capacidad nominal de presión n para operación n y diseño. Capacidad nominal de temperatura para operación n y diseño.

15 VÁLVULAS DE MACHO La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90 (fig. 1-2). Figura 1-2 Válvula de macho.

16 VÁLVULAS DE MACHO Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total. Para accionamiento frecuente. Para baja caída de presión n a través s de la válvula. v Para resistencia mínima m a la circulación. Para cantidad mínima m de fluido atrapado en la tubería.

17 VÁLVULAS DE MACHO Aplicaciones Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, l vapores, gases, corrosivos. Ventajas Alta capacidad. Bajo costo. Cierre hermético. Funcionamiento rápido. r

18 VÁLVULAS DE MACHO Desventajas 1. Requiere alta torsión n (par) para accionarla. 2. Desgaste del asiento. 3. gravitación n con baja caída de presión.

19 VÁLVULAS DE MACHO Variaciones Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples. m Materiales Hierro, hierro dúctil, d acero al carbono,, acero inoxidable, aleación n 20, Monel, níquel, n Hastelloy, camisa de plástico

20 VÁLVULAS DE MACHO Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento 1. Dejar espacio libre para mover la manija en las válvulas v accionadas con una llave. 2. En las válvulas v con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio. 3. En las válvulas v con macho lubricado, lubricarlas a intervalos periódicos.

21 VÁLVULAS DE MACHO Especificaciones para pedido Material del cuerpo. Material del macho. Capacidad nominal de temperatura. Disposición n de los orificios, si es de orificios múltiples. m Lubricante, si es válvula v lubricada.

22 VÁLVULAS DE GLOBO Una válvula v de globo es de vueltas múltiples, m en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón n que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación n en la tubería a (fig. 1-3). 1 Figura 1-3 Válvula de globo.

23 VÁLVULAS DE GLOBO Recomendada para Estrangulación n o regulación n de circulación. Para accionamiento frecuente. Para corte positivo de gases o aire. Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

24 VÁLVULAS DE GLOBO Aplicaciones Servicio general, líquidos, l vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

25 VÁLVULAS DE GLOBO Ventajas 1. Estrangulación n eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento. 2. Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago v y el bonete. 3. Control preciso de la circulación. 4. Disponible con orificios múltiples. m Desventajas 1. Gran caída de presión. 2. Costo relativo elevado

26 VÁLVULAS DE GLOBO Variaciones Normal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías. v Materiales Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos sticos. Componentes: diversos

27 VÁLVULAS DE GLOBO Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento Instalar de modo que la presión n este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura. Registro en lubricación. Hay que abrir ligeramente la válvula v para expulsar los cuerpos extraños del asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.

28 VÁLVULAS DE GLOBO Especificaciones para el pedido Tipo de conexiones de extremo. Tipo de disco. Tipo de asiento. Tipo de vástago. v Tipo de empaquetadura o sello del vástago. v Tipo de bonete. Capacidad nominal para presión. Capacidad nominal para temperatura.

29 VÁLVULAS DE BOLA Las válvulas v de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación n directa en la posición n abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90 y cierra el conducto (fig. 1-4). 1 Figura 1-4 Válvula de bola.

30 VÁLVULAS DE BOLA Recomendada para Para servicio de conducción n y corte, sin estrangulación. n. Cuando se requiere apertura rápida. r Para temperaturas moderadas. Cuando se necesita resistencia mínima m a la circulación.

31 VÁLVULAS DE BOLA Aplicaciones Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.

32 VÁLVULAS DE BOLA Ventajas Bajo costo. Alta capacidad. Corte bidireccional. Circulación n en línea l recta. Pocas fugas. Se limpia por si sola. Poco mantenimiento. No requiere lubricación. Tamaño o compacto. Cierre hermético con baja torsión n (par).

33 VÁLVULAS DE BOLA Desventajas Características deficientes para estrangulación. n. Alta torsión n para accionarla. Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras. Propensa a la cavitación.

34 VÁLVULAS DE BOLA Variaciones Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías, v Venturi, orificio de tamaño o total, orificio de tamaño o reducido. Materiales Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, d bronce, latón, aluminio,, aceros al carbono,, aceros inoxidables, titanio, tántalo, t zirconio; plásticos de polipropileno y PVC. Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.

35 VÁLVULAS DE BOLA Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga. Especificaciones para el pedido Temperatura de operación. Tipo de orificio en la bola. Material para el asiento. Material para el cuerpo. Presión n de funcionamiento. Orificio completo o reducido. Entrada superior o entrada lateral

36 VÁLVULA DE MARIPOSA La válvula v de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación n por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación n (fig. 1-5). Figura 1-5 Válvula de mariposa

37 VÁLVULA DE MARIPOSA Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total. Servicio con estrangulación. n. Para accionamiento frecuente. Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos. l Cuando solo se permite un mínimo m de fluido atrapado en la tubería. Para baja ciada de presión n a través s de la válvula. v

38 VÁLVULA DE MARIPOSA Aplicaciones Servicio general, líquidos, l gases, pastas semilíquidas, líquidos l con sólidos s en suspensión. n.

39 VÁLVULA DE MARIPOSA Ventajas 1. Ligera de peso, compacta, bajo costo. 2. Requiere poco mantenimiento. 3. Numero mínimo m de piezas móviles. m 4. No tiene bolas o cavidades. 5. Alta capacidad. 6. Circulación n en línea l recta. 7. Se limpia por si sola. Desventajas 1. Alta torsión (par) para accionarla. 2. Capacidad limitada para caída de presión. 3. Propensa a la gravitación.

40 VÁLVULA DE MARIPOSA Variaciones Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento. Materiales Cuerpo: hierro, hierro dúctil, d aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación n 20, bronce, Monel. Disco: todos los metales; ; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon. Asiento: Buna-N, viton,, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.

41 VÁLVULA DE MARIPOSA Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena. Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca. Las válvulas v deben estar en posición n cerrada durante el manejo y la instalación. n.

42 VÁLVULA DE MARIPOSA Especificaciones para el pedido Tipo de cuerpo. Tipo de asiento. Material del cuerpo. Material del disco. Material del asiento. Tipo de accionamiento. Presión n de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento

43 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Las válvulas v de diafragma son de vueltas múltiples m y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago v de la válvula v hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación n (fig. 1-6). 1 Figura 1-6 Válvula de diafragma

44 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Recomendada para Servicio con apertura total o cierre total. Para servicio de estrangulación. n. Para servicio con bajas presiones de operación. Aplicaciones Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.

45 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Ventajas 1. Bajo costo. 2. No tienen empaquetaduras. 3. No hay posibilidad de fugas por el vástago. v 4. Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación n de gomas en los productos que circulan. Desventajas 1. Diafragma susceptible de desgaste. 2. Elevada torsión n al cerrar con la tubería a llena.

46 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Variaciones Tipo con vertedero y tipo en línea l recta. Materiales Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno. Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.

47 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Especificaciones para el pedido Material del cuerpo. Material del diafragma. Conexiones de extremo. Tipo del vástago. v Tipo del bonete. Tipo de accionamiento. Presión n de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento

48 VÁLVULAS DE APRIETE La válvula v de apriete es de vueltas múltiples m y efectúa a el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación n (fig. 1-7). 1 Figura 1-7 Válvula de apriete

49 VÁLVULAS DE APRIETE Recomendada para Servicio de apertura y cierre. Servicio de estrangulación. n. Para temperaturas moderadas. Cuando hay baja caída de presión n a través s de la válvula. v Para servicios que requieren poco mantenimiento. Aplicaciones Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos.

50 VÁLVULAS DE APRIETE Ventajas 1. Bajo costo. 2. Poco mantenimiento. 3. No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan. 4. Diseño o sencillo. 5. No corrosiva y resistente a la abrasión. Desventajas 1. Aplicación n limitada para vació. 2. Difícil de determinar el tamaño

51 VÁLVULAS DE APRIETE Variaciones Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados. Materiales Caucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.

52 VÁLVULAS DE APRIETE Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento Los tamaños grandes pueden requerir soportes encima o debajo de la tubería, si los soportes para el tubo son inadecuados. Especificaciones para el pedido Presión n de funcionamiento. Temperatura de funcionamiento. Materiales de la camisa. Camisa descubierta o alojada

53 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N (CHECK) Y DE DESAHOGO (ALIVIO) Hay dos categorías as de válvulas v y son para uso específico, más m s bien que para servicio general: válvulas de retención n (check) y válvulas v de desahogo (alivio). Al contrario de los otros tipos descritos, son válvulas v de accionamiento automático, tico, funcionan sin controles externos y dependen para su funcionamiento de sentido de circulación n o de las presiones en el sistema de tubería. Como ambos tipos se utilizan en combinación n con válvulas v de control de circulación, la selección de la válvula, v con frecuencia, se hace sobre la base de las condiciones para seleccionar la válvula lvula de control de circulación.

54 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N (CHECK). La válvula v de retención n (fig. 1-8) 1 esta destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación n del líquido l en el sentido deseado abre la válvula; v al invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos b de válvulas v de retención: n: 1) válvulas de retención n de columpio, 2) de elevación n y 3) de mariposa Figura 1-8 Válvula de retensión (tipo de elevación).

55 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DEL COLUMPIO Esta válvula v tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión n en la tubería a y se cierra cuando se interrumpe la presión n y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil f del disco sin desmontar la válvula v de la tubería a y un tipo de circulación n en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.

56 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DEL COLUMPIO Recomendada para Cuando se necesita resistencia mínima m a la circulación. Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación n en la tubería. Para servicio en tuberías que tienen válvulas v de compuerta. Para tuberías verticales que tienen circulación n ascendente.

57 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DEL COLUMPIO Aplicaciones Para servicio con líquidos l a baja velocidad. Ventajas 1. Puede estar por completo a la vista. 2. La turbulencia y las presiones dentro de la válvula v son muy bajas. 3. El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula v de la tubería.

58 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DEL COLUMPIO Variaciones Válvulas de retención n con disco inclinable. Materiales Cuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable, acero al carbono. Componentes: diversos.

59 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DEL COLUMPIO Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento En las tuberías verticales, la presión n siempre debe estar debajo del asiento. Si una válvula v no corta el paso, examinar la superficie del asiento. Si el asiento esta dañada ada o escoriado, se debe esmerilar o reemplazar. Antes de volver a armar, limpiar con cuidado todas las piezas internas.

60 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DE ELEVACIÓN Una válvula v de retención n de elevación n es similar a la válvula v de globo, excepto que el disco se eleva con la presión n normal e la tubería a y se cierra por gravedad y la circulación n inversa. Figura 1-8 Válvula de retensión (tipo de elevación).

61 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DE ELEVACIÓN Recomendada para Cuando hay cambios frecuentes de circulación n en la tubería. Para uso con válvulas v de globo y angulares. Para uso cuando la caída de presión n a través s de la válvula v no es problema.

62 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DE ELEVACIÓN Aplicaciones Tuberías para vapor de agua,, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación. Ventajas 1. Recorrido mínimo m del disco a la posición n de apertura total. 2. Acción n rápida. r

63 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DE ELEVACIÓN Variaciones Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical. Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para vapor. Materiales Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, PVC, Penton,, grafito impenetrable, camisa de TFE. Componentes: diversos.

64 VÁLVULAS DE RETENCIÓN N DE ELEVACIÓN Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento La presión n de la tubería a debe estar debajo del asiento. La válvula v horizontal se instala en tuberías horizontales. La válvula v vertical se utiliza en tubos verticales con circulación ascendente, desde debajo del asiento. Si hay fugas de la circulación n inversa, examinar disco y asiento.

65 VÁLVULA DE RETENCIÓN N DE MARIPOSA Una válvula v de retención n de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45 con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula v para abrir por completo.

66 VÁLVULA DE RETENCIÓN N DE MARIPOSA Recomendada para Cuando se necesita resistencia mínima m a la circulación n en la tubería. Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación. Para uso con las válvulas v de mariposa, macho, bola, diafragma o de apriete.

67 VÁLVULA DE RETENCIÓN N DE MARIPOSA Aplicaciones Servicio para líquidos l o gases. Ventajas 1. El diseño o del cuerpo se presta para la instalación n de diversos tipos de camisas de asiento. 2. Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión. 3. Funcionamiento rápido. r 4. La sencillez del diseño o permite construirlas con diámetros grandes. 5. Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.

68 VÁLVULA DE RETENCIÓN N DE MARIPOSA Variaciones Con camisa completa. Con asiento blando. Materiales Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio,, PVC, CPCB, polietileno, polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce. Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon, uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.

69 VÁLVULA DE RETENCIÓN N DE MARIPOSA Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento En las válvulas v con camisa, esta se debe proteger contra daños durante el manejo. Comprobar que la válvula v queda instalada de modo que la abra la circulación n normal

70 VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) Una válvula v de desahogo (fig. 1-9) 1 es de acción n automática tica para tener regulación automática tica de la presión. El uso principal de esta válvula v es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla. La válvula v de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos l comprimibles. El tamaño o de las válvulas v de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas

71 VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) Figura 1-9 Válvula de desahogo (alivio)

72 VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) Recomendada para Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones. Aplicaciones Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores. Ventajas 1. Bajo costo. 2. No se requiere potencia auxiliar para la operación.

73 VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) Variaciones Seguridad, desahogo de seguridad. Construcción n con diafragma para válvulas v utilizadas en servicio corrosivo. Materiales Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel. Componentes: diversos.

74 VÁLVULAS DE DESAHOGO (ALIVIO) Instrucciones especiales para instalación n y mantenimiento Se debe instalar de acuerdo con las disposiciones del Código ASME para recipientes de presión n sin fuego. Se debe instalar en lugares de fácil f acceso para inspección n y mantenimiento.

75 ACTUADORES Los actuadores son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, l de energía a eléctrica y gaseosa. El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas. v Existen tres tipos de actuadores: Hidráulicos Neumáticos Eléctricos

76 ACTUADORES Los actuadores hidráulicos, neumáticos eléctricos son usados pera manejar aparatos mecatrónicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento. Los actuadores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento Por todo esto es necesario conocer muy bien las características de cada actuador para utilizarlos correctamente de acuerdo a su aplicación especifica

77 ACTUADORES HIDRÁULICOS Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes grupos: cilindro hidráulico motor hidráulico motor hidráulico de oscilación

78 ACTUADORES HIDRÁULICOS Cilindro hidráulico De acuerdo con su función n podemos clasificar a los cilindros hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción n doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones. El control de dirección n se lleva a cabo mediante un solenoide que se muestra a continuación

79 ACTUADORES HIDRÁULICOS En el interior poseen un resorte que cambia su constante elástica con el paso de la corriente. Es decir, si circula corriente por el pistón eléctrico este puede ser extendido fácilmente. Cilindro de presión dinámica Lleva la carga en la base del cilindro. Los costos de fabricación por lo general son bajos ya que no hay partes que resbalen dentro del cilindro.

80 ACTUADORES HIDRÁULICOS Cilindro de Efecto simple La barra esta solo en uno de los extremos del pistón, el cual se contrae mediante resortes o por la misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del cilindro.

81 ACTUADORES HIDRÁULICOS Cilindro de Efecto doble La carga puede colocarse en cualquiera de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a la diferencia de presión n entre los extremos del pistón

82 ACTUADORES HIDRÁULICOS Cilindro telescópico La barra de tipo tubo multietápico es empujada sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presión. Se puede lograr una carrera relativamente en comparación n con la longitud del cilindro

83 ACTUADORES HIDRÁULICOS Motor hidráulico En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es generado por la presión. Estos motores los podemos clasificar en dos grandes grupo: El primero es uno de tipo rotatorio en el que los engranes son accionados directamente por aceite a presión, y el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado por la acción n oscilatoria de un pistón n o percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su mayor eficiencia. A continuación n se muestra la clasificación n de este tipo de motores

84 ACTUADORES HIDRÁULICOS TIPOS DE MOTORES PARA LOS ACTUADORES Motor de engranaje Tipo Rotatorio Motor de Veleta Motor de Hélice H Motor Hidráulico Motor de Leva excéntrica Pistón n Axial Tipo Oscilante Motor con eje inclinado

85 ACTUADORES HIDRÁULICOS Motor de Engranaje. El aceite a presión n fluye desde la entrada que actúa a sobre la cara dentada de cada engranaje generando torque en la dirección n de la flecha. La estructura del motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en operaciones a alta velocidad.

86 ACTUADORES HIDRÁULICOS Motor con pistón n eje inclinado EL aceite a presión n que fluye desde la entrada empuja el pistón contra la brida y la fuerza resultante en la dirección n radial hace que el eje y el bloque del cilindro giren en la dirección n de la flecha. Este tipo de motor es muy conveniente para usos a alta presión n y a alta velocidad. Es posible modificar su capacidad al cambiar el ángulo de inclinación n del eje.

87 ACTUADORES HIDRÁULICOS Motor oscilante con pistón n axial Tiene como función, n, el absorber un determinado volumen de fluido a presión n y devolverlo al circuito en el momento que éste lo precise.

88 ACTUADORES NEUMÁTICOS A los mecanismos que convierten la energía a del aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión n es mayor en este caso, además s de que hay una pequeña a diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad. En esta clasificación n aparecen los fuelles y diafragmas, que utilizan aire comprimido y también n los músculos m artificiales de hule, que últimamente han recibido mucha atención. n.

89 ACTUADORES NEUMÁTICOS Tipos de actuadores neumáticos De Efecto simple Cilindro Neumático Actuador Neumático De efecto Doble Con engranaje Motor Neumático Con Veleta Con pistón Con una veleta a la vez Multiveleta Motor Rotatorio Con pistón De ranura Vertical De émbolo Fuelles, Diafragma y músculo m artificial Cilindro de Simple Efecto

90 ACTUADORES NEUMÁTICOS

91 ACTUADORES NEUMÁTICOS

92 ACTUADORES NEUMÁTICOS Cremallera Transforman un movimiento lineal en un movimiento rotacional y no superan los 360

93 ACTUADORES NEUMÁTICOS Rotativos de Paletas Son elemento motrices destinados a proporcionar un giro limitado en un eje de salida. La presión n del aire actúa directamente sobre una o dos palas imprimiendo un movimiento de giro. Estos no superan los 270 y los de paleta doble no superan los 90.

94 ACTUADORES NEUMÁTICOS Partes de un Actuador 1 SISTEMA DE "LLAVE DE SEGURIDAD" : Este método m de llave de seguridad para la retención n de las tapas del actuador, usa una cinta cilíndrica flexible de acero inoxidable en una ranura de deslizamiento labrada a máquina. m Esto elimina la concentración n de esfuerzos causados por cargas centradas en los tornillos de las tapas y helicoils.. Las Llaves de Seguridad incrementan de gran forma la fuerza del ensamblado del actuador y proveen un cierre de seguridad contra desacoplamientos peligrosos.

95 ACTUADORES NEUMÁTICOS 2 PIÑÓ ÑÓN N CON RANURA: Esta ranura en la parte superior del piñó ñón n provee una transmisión autocentrante,, directa para indicadores de posición n e interruptores de posición, eliminando el uso de bridas de acoplamiento. (Bajo la norma Namur). 3 COJINETES DE EMPALME: Estos cojinetes de empalme barrenados y enroscados sirven para simplificar el acoplamiento de accesorios a montar en la parte superior. (Bajo normas ISO 5211 Y VDI).

96 ACTUADORES NEUMÁTICOS 5 PASE DE AIRE GRANDE: Los conductos internos para el pasaje de aire extra grandes permiten una operación n rápida r y evita el bloqueo de los mismos. 6 MUÑONERAS: Una muñonera de nuevo diseño o y de máxima m duración, permanentemente lubricada, resistente a la corrosión y de fácil f reemplazo, extiende la vida del actuador en las aplicaciones más m s severas.

97 ACTUADORES NEUMÁTICOS

98 ACTUADORES NEUMÁTICOS 7 CONSTRUCCIÓN: N: Se debe proveer fuerza máxima m contra abolladuras, choques y fatiga. Su piñó ñón n y cremallera debe ser de gran calibre, debe ser labrado con maquinaria de alta precisión, y elimina el juego para poder obtener posiciones precisas. 8 CERAMIGARD: Superficie fuerte, resistente a la corrosión, parecida a cerámica. Protege todas las partes del actuador contra desgaste y corrosión.

99 ACTUADORES NEUMÁTICOS 9 REVESTIMENTO: Un revestimiento doble, para proveer extra protección n contra ambientes agresivos. 11 ACOPLE: Acople o desacople de módulos m de reposición n por resorte, o de seguridad en caso de falla de presión n de aire. 12 TORNILLOS DE AJUSTE DE CARRERA: Provee ajustes para la rotación n del piñó ñón n en ambas direcciones de viaje; lo que es esencial para toda válvula v de cuarto de vuelta

100 ACTUADORES NEUMÁTICOS 16 MUÑONERAS RADIALES Y DE CARGA DEL PIÑÓ ÑÓN: Muñoneras reemplazables que protegen contra cargas verticales. Muñoneras radiales soportan toda carga radial. 17 SELLOS DEL PIÑÓ ÑÓN - SUPERIOR E INFERIOR: Los sellos del piñó ñón n están n posicionados para minimizar todo hueco posible, para proteger contra la corrosión. 19 RESORTES INDESTRUCTIBLES DE SEGURIDAD EN CASO DE FALLA: Estos resortes son diseñados y fabricados para nunca fallar y posteriormente son protegidos contra la corrosión. Los resortes son clasificados y asignados de forma particular para compensar la pérdida p de memoria a la cual esta sujeta todo resorte; para una verdadera confianza en caso de falla en el suministro de aire.

101 ACTUADORES ELÉCTRICOS La estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación n con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo s se requieren de energía a eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entra la fuente de poder y el actuador. Existe una gran cantidad de modelos y es fácil f utilizarlos con motores eléctricos estandarizados según n la aplicación. En la mayoría a de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que los motores son de operación n continua

102 ACTUADORES ELÉCTRICOS Utilización n de un pistón n eléctrico para el accionamiento de una válvula pequeña. La forma mas sencilla para el accionamiento con un pistón, seria la instalación n de una palanca solidaria a una bisagra adherida a una superficie paralela al eje del pistón n de accionamiento y a las entradas roscadas, tal y como se observa en el siguiente diagrama El pistón eléctrico puede ser accionado por una corriente, con lo cual para su accionamiento, solo hará falta utilizar un simple relé. En caso que se decidiera alimentarlo con cc, la corriente deberá ser del mismo valor pudiendo ser activado por una salida a transistor de un PLC.

103 ACTUADORES ELÉCTRICOS

104 ACTUADORES ELÉCTRICOS Accionamiento con Alambres Musculares Los Alambres Musculares, también n son actuadores. Tienen una apariencia semejante a la de un pelo, con la gran diferencia que al activarlos con corriente eléctrica estos se contraen generando fuerzas desde los 20 a los 2000 gramos, dependiendo de su diámetro. Podría a construirse un sistema semejante al utilizado con el pistón, lográndose aun una mayor rapidez para el accionamiento del mecanismo. También n podrían implementase montajes mas sencillos, como el de una alambre en V invertida que posea los dos terminales del alambre solidarios a un chasis montado por debajo de la base de la válvula, v de tal manera que el vértice v de la V invertida este sobre el mecanismo de cierre de la válvula. v Como se observa en el siguiente esquema:

105 ACTUADORES ELÉCTRICOS

106 EJEMPLOS DE ACTUADORES, VÀLVULAS V Y PISTONES Serie Excel (XL): Actuadores de aluminio de funcionamiento por cremallera y piñón con arreglo a las normas ISO, NAMUR y VDI/VDE. Regulación del tope de fin de carrera tanto en el sentido de abrir como en el de cerrar. Retroceso por resorte y efecto doble. Protección contra la corrosión, tanto interna como externamente. Destinados para válvulas que requieran un par motor de hasta Nm.

107 ACTUADOR XL Commando Excel: La serie Excel (XL) Commando es una opción n del actuador XL de aluminio con funcionamiento por cremallera y piñó ñón, del cual Hytork es el líder l del mercado. Su funcionamiento está ampliamente demostrado y se atiene a las normas ISO, NAMUR y VDI/VDE. Regulación n del tope de fin de carrera tanto en el sentido de abrir como en el de cerrar. Retroceso por resorte o doble efecto. Protección n contra la corrosión, tanto interna como externa. Protección n mejorada contra la corrosión n para aplicaciones en entornos más m s agresivos. Destinados para válvulas v que requieran un par motor de hasta Nm.

108 ACTUADOR XL

109 VÁLVULAS DE SOLENOIDE Montaje directo Válvulas V NAMUR de solenoide: La norma NAMUR mundial. Válvulas de solenoide, de montaje directo, para todo tipo de aplicaciones. Hytork "CATS" (en sus siglas inglesas, significando "Resortes Neumáticos con Aire Limpio") destinados para los actuadores de retroceso por resorte de funcionamiento seguro. Construcción n a base de una diversidad de materiales, incluyendo aluminio, acero inoxidable y bronce. Las opciones con bobina incluyen las de intemperie, a prueba de explosiones y funcionamiento intrínsecamente nsecamente seguro. Pueden obtenerse para todos los voltajes necesarios, incluyendo los del tipo C.C. de bajo consumo.

110 VÁLVULAS DE SOLENOIDE VÁLVULA

111 ACTUADORES Los actuadores tipo AN657 y AN667 son los más m s requeridos para el comando neumático de la amplia variedad de válvulas de control de INDUSTRIAS EPTA, éstos pueden ser de dos tipos, proporcional o dos posiciones. Ambos tipos de actuadores pueden ser acomodados a una extensa variedad de requerimientos

112 ACTUADORES ACTUADOR

113 ACTUADOR A2000 Descripción n del Producto: Compactos, estructura de acero, adecuados para todo tipo de válvulas v de control. Reversibles, con diseño o multimuelle y alcance de señal ajustable Tipo: Neumático Tamaño: o:300 a 2600 cm2 Presión n de Alimentación: n: Max. 6 bar Recorrido nominal:10 a 120 mm Posición n de seguridad: Abierta o cerrada

114 ACTUADOR A2000

115 ACTUADOR A2000LEVER Descripción n del Producto :Compacto, estructura de acero, adecuados para todo tipo de válvulas v de control. Reversible, con diseño o multimuelle y alcance de señal ajustable Tipo: Neumático Tamaño o :300 a 2600 cm2 Presión n de Alimentación n :Max. 6 bar Recorrido nominal:40 a 260 mm Posición n de seguridad :Abierta o cerrada

116 ACTUADOR A2000LEVER

117 ACTUADOR M6421/M7421 Descripción n del Producto: Actuador eléctrico con movimiento lineal, con y sin posicionador integrado. Se acopla con válvulas v de hasta DN 80/3". Tipo: Eléctrico Tamaño:1,8 Kn Presión n de Alimentación:24 n:24 V y 220 V Recorrido nominal:10 a 30 mm Posición n de seguridad: NO DISPONIBLE

118 ACTUADOR M6421/M7421

119 PISTONES NEUMÁTICOS Ligeros, manejables y potentes, realizan el trabajo aumentando el rendimiento y la comodidad del operario. Dos modelos para trabajar en el banco, y un modelo con mango largo para cajas en el suelo, cubren prácticamente todos los trabajos que se presentan en la fundición. n. También n pueden utilizarse en otros trabajos como moldeo de productos refractarios, revestimiento de hornos, etc. Su construcción n sencilla y la calidad de los materiales aseguran una larga vida sin problemas, incluso en los trabajos más m s duros.

120 PISTONES NEUMÁTICOS

121 PISTONES NEUMÁTICOS SERIE A APLICACIONES: MULTIUSOS, RUDO MONTAJE: HORQULLA, PIVOTE, TIRANTES DIMENSIONES: HASTA 8" DIAMETRO, OPCIONES: HASTA 400lbs HIDRAULICO, SENSORES, AMORTIGUAMIENTOS.

122 PISTONES NEUMÁTICOS SERIE M APLICACIONES: MULTIUSOS, PRACTICO, ECONOMICO MONTAJE: HORQULLA, PIVOTE DIMENSIONES: HASTA 8" DIAMETRO, OPCIONES: SENSORES,AMORTIGUAMIENTOS.

123 PISTONES NEUMÁTICOS SERIE F APLICACIONES: ANTI ROTATIVOS, DOBLE FLECHA MONTAJE: HORQULLA, PIVOTE, TIRANTES DIMENSIONES: HASTA 8" DIAMETRO, OPCIONES: HASTA 400lbs HIDRAULICO, SENSORES, AMORTIGUAMIENTOS

124 PISTONES NEUMÁTICOS SERIE ISO ALICACIONES: MULTIPLES, ESTANDARIZACION MONTAJE: HORQUILLA, PIVOTE, TIRANTES DIMENSIONES: HASTA 8" DIAM OPCIONES: ACOPLAMIENTO VALVULA, SENSORES, AMORTIGUAMIENTOS