1. ¿Qué es una válvula de mariposa neumática?
Una válvula de mariposa neumática es una válvula de un cuarto de vuelta que se utiliza para regular o aislar el flujo de fluidos en una tubería. Consiste en un disco circular (a menudo llamado "disco") montado en un vástago, que gira dentro del cuerpo de la válvula. "Neumático" se refiere al mecanismo de accionamiento, que utiliza aire comprimido para operar la válvula, lo que permite un control remoto o automatizado.
Una válvula de mariposa neumática se puede dividir en dos componentes clave: el actuador neumático y la válvula de mariposa.
Cuerpo de la válvula de mariposa: Consta del cuerpo, el disco, el vástago y el asiento. El disco gira alrededor del vástago para abrir y cerrar la válvula.
· Actuador neumático: utiliza aire comprimido como fuente de energía, impulsando un pistón o una paleta para producir un movimiento lineal o rotatorio.
Componentes clave
*Válvula de mariposa:
- Cuerpo de la válvula: Es la carcasa que aloja el disco y se conecta a la tubería.
Disco: Placa plana o ligeramente elevada que controla el flujo. Al mantenerse paralela a la dirección del flujo, la válvula se abre; al mantenerse perpendicular, se cierra.
- Vástago: Es la varilla conectada al disco que transmite la fuerza de rotación del actuador.
- Sellos y asientos: Garantizan un cierre hermético y evitan fugas.
*Solenoide
Actuador neumático: Generalmente de tipo pistón o diafragma, convierte la presión del aire en movimiento mecánico. Puede ser de doble efecto (presión de aire para apertura y cierre) o de simple efecto (aire para una dirección, resorte para retorno).
2. Principio de funcionamiento
El funcionamiento de una válvula de mariposa neumática es esencialmente un proceso encadenado de "actuación de aire comprimido".→accionamiento del actuador→rotación del disco para controlar el flujo". En pocas palabras, la energía neumática (aire comprimido) se convierte en movimiento mecánico rotatorio para posicionar el disco.
2.1. Proceso de actuación:
- Se suministra aire comprimido desde una fuente externa (como un compresor o un sistema de control) al actuador neumático.
En un actuador de doble efecto, el aire entra por un puerto para girar el vástago de la válvula en sentido horario (es decir, para abrir la válvula) y por el otro puerto para girarlo en sentido antihorario. Esto genera un movimiento lineal en el pistón o diafragma, que se convierte en una rotación de 90 grados mediante un mecanismo de cremallera y piñón o de yugo escocés.
- En un actuador de acción simple, la presión del aire empuja el pistón contra el resorte para abrir la válvula y al liberar el aire, el resorte la cierra automáticamente (diseño a prueba de fallas).
2.2. Funcionamiento de la válvula:
- A medida que el actuador gira el vástago de la válvula, el disco gira dentro del cuerpo de la válvula.
- Posición abierta: El disco es paralelo a la dirección del flujo, minimizando la resistencia y permitiendo el flujo completo a través de la tubería. - Posición cerrada: El disco gira 90 grados, perpendicular al flujo, bloqueando el paso y sellando contra el asiento.
- La posición intermedia puede limitar el flujo, aunque las válvulas de mariposa son más adecuadas para el servicio de encendido y apagado que para una regulación precisa debido a sus características de flujo no lineal.
2.3. Control y retroalimentación:
- El actuador generalmente está emparejado con una válvula solenoide o un posicionador para un control preciso a través de señales eléctricas.
- Un sensor puede proporcionar información sobre la posición de la válvula para garantizar un funcionamiento confiable en sistemas automatizados.
3. De simple efecto y de doble efecto
3.1 Actuador de doble efecto (sin retorno por resorte)
El actuador tiene dos cámaras de pistón opuestas. El aire comprimido se controla mediante una válvula solenoide, alternando entre las cámaras de apertura y cierre.
Cuando el aire comprimido entra en la cámara de "apertura", empuja el pistón, lo que hace que el vástago de la válvula gire en el sentido de las agujas del reloj (o en el sentido contrario a las agujas del reloj, según el diseño), lo que a su vez hace girar el disco para abrir la tubería.
Cuando el aire comprimido entra en la cámara de cierre, empuja el pistón en sentido contrario, lo que hace que el vástago de la válvula gire el disco en sentido antihorario, cerrando la tubería. Características: Cuando se pierde el aire comprimido, el disco permanece en su posición actual ("a prueba de fallos").
3.2 Actuador de simple efecto (con retorno por resorte)
El actuador tiene solo una cámara de entrada de aire, con un resorte de retorno en el otro lado:
Cuando fluye aire: El aire comprimido ingresa a la cámara de entrada, superando la fuerza del resorte para empujar el pistón, haciendo que el disco gire a la posición "abierto" o "cerrado";
Cuando se pierde aire: se libera la fuerza del resorte, empujando el pistón hacia atrás y haciendo que el disco regrese a la "posición de seguridad" preestablecida (generalmente "cerrada", pero también puede diseñarse para que esté "abierta").
Características: Tiene una función "a prueba de fallos" y es adecuado para su uso en aplicaciones que requieren medidas de seguridad, como aquellas que involucran medios inflamables, explosivos y tóxicos.
4. Ventajas
Las válvulas de mariposa neumáticas son adecuadas para un funcionamiento rápido y, por lo general, requieren solo un cuarto de giro, lo que las hace adecuadas para industrias como el tratamiento de agua, HVAC y procesamiento químico.
- Tiempo de respuesta rápido gracias al accionamiento neumático.
- Bajo costo y mantenimiento simplificado en comparación con las alternativas eléctricas o hidráulicas.
- Diseño compacto y ligero.