Válvulas y bombas

♦ ESCUELA TECNICA MARITIMA
♦ 2do MAQUINISTA NAVAL
♦ TALLER DE MONTAJE PROFESOR LEAL
1-VALVULAS
Son dispositivos capaz de regular u obturar alternativamente o
permanentemente una corriente de fluidos o gases de un sistema de tuberías
de una maquina .Las válvulas deben colocarse en lugares donde sea fácil su
manejo y de modo que pueda atenderse la conservación de las instalación sin
que interrumpa el funcionamiento de otros aparatos conectados. Una buena
válvula debe diseñarse de manera que sus deformaciones debidas a las
variaciones de temperatura y de presión, y las dilataciones de las tuberías
conectadas, no deformen el asiento; su vástago y el collarín del prensaestopas
deben permitir poner con facilidad y con rapidez la empaquetadura, y los discos
y los asientos deben estar diseñados y hechos con materiales que permitan
que la válvula siga cerrando bien durante un periodo razonable de servicio
activo. Controlar la presión: limitan la presión del circuito para protegerlo o para
reducir la fuerza o el par ejercido por el cilindro o un motor rotativo; limitan la
presión en una rama de un circuito a un valor inferior a la presión de trabajo
del circuito principal; controlan la sucesión de operaciones entre dos ramas de
un circuito. Controlar el caudal: controlan, por ejemplo, la velocidad con que se
mueve un cilindro hidráulico .Controlar la dirección: Bloquean el paso del fluido
en un sentido, pero no en el sentido contrario.
PARTES INTERNAS DE UNA VALVULA
Como partes internas se consideran las piezas metálicas internas desmontables que
están en contacto directo con el fluido . Estas piezas son el vástago, la
empaquetadora, el collarín de lubricación en la empaquetadora, los anillos de guía del
vástago, el obturador y el asiento o los asientos. Hay que señalar que el obturador y el
asiento constituyen el corazón de la válvula al controlar el caudal gracias al orificio de
paso variable que forman al variar su posición relativa, y que además tienen la misión
de cerrar el paso del fluido.
CUERPO DE LA VALVULA
El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del fluido sin perdidas,
tener un tamaño adecuado para el caudal que debe controlar y ser resistente a la erosión
o a la corrosión producidas por el fluido. El cuerpo y las conexiones a la tubería están
normalizados de acuerdo con las presiones y temperaturas de trabajo en las normas
DIN y ANSI, entre otras El cuerpo suele ser de hierro, acero y acero inoxidable y en
casos especiales los materiales pueden ser de monel, hastelloy B o C, etc.
TAPAS DE VALVULAS
La tapa de la válvula tiene por objetivo unir el cuerpo al accionador. Para que el
fluido no se escape a través de la tapa es necesario disponer una caja de
empaquetadura entre la tapa y el vástago. La empaquetadura ideal debe ser
elástica, tener un bajo coeficiente de rozamiento, ser químicamente inerte y ser
un aislante eléctrico, con el fin de no formar un puente galvánico con el vástago
que de lugar a una corrosión de partes de la válvula. La empaquetadora normal
no proporciona un sello perfecto para el fluido.
GOLPE DE ARIETE
Cuando una columna de fluido en movimiento, como en un tubo que esta
descargando, se reduce súbitamente en velocidad o se detiene, como por el
cierre rápido de una válvula, existe un considerable, aunque breve, incremento
de presión interna debido a la cantidad de movimiento o momentos de fluido,
produciendo como resultado una pulsación. A menudo se tiene un ruido
peculiar, como el de un golpe de martillo en la tubería, de aquí el termino de
golpe de ariete. Esta pulsación hace que la cañería deje de estar estable,
produciendo diversos esfuerzos que pueden llegar a romper la cañería. El
golpe de ariete depende también de la viscosidad del fluido transportado;
mientras menos viscoso, menor es el golpe, y viceversa.
CORROSION Y EROSION EN LAS VALVULAS
No hay actualmente ningún material que resista la corrosión de todos los
fluidos, por lo cual en muchos casos es necesario utilizar materiales
combinados cuya selección dependerá del medio especifico donde deban
trabajar. Cuando el material es caro o no adecuado, pueden utilizarse
materiales de revestimiento, tales como plásticos, elastómeros, flúor carbonos,
vidrio, plomo y tantalio.
La erosión se produce cuando partículas en el seno del fluido chocan contra la
superficie del material de la válvula. La posible presencia del fenómeno de
erosión obliga a seleccionar el tipo y material del cuerpo y del obturador a fin de
resistirla, en particular en condiciones extremas de presión diferencial y de
temperatura.
CASIFICACION DE LAS VALVULAS
Válvulas de apertura lenta: compuestas en general por un vástago de tornillo, el
cual debe ser girado varias veces para abrir totalmente la compuerta. Permiten
un tiempo de llenado de la cañería. Las válvulas de apertura lenta más usadas
son esclusa, globo, Saunders, de aguja y de diafragma.
Válvulas de apertura rápida: son aquellas en las que un solo golpe produce el
cambio total de su sentido. Generalmente casi todas estas válvulas pasan de
totalmente cerradas a totalmente abiertas en ¼ de vuelta (90). Las válvulas de
apertura rápida mas conocidas son macho tapón lubricado, de mariposa, de
bola y de retención.
VALVULA ESCLUSA
Se utiliza para regular y cortar el abastecimiento de agua.
Esta válvula efectúa su cierre con un disco vertical plano, o de forme especial,
y que se mueve verticalmente al flujo del fluido. Dependiendo de la forma de la
compuerta se puede obtener una variación lineal del caudal, y en este caso
regularlo, o no. Por su disposición es adecuada generalmente para control
todo-nada, ya que en posiciones intermedias tiende a bloquearse. Tiene la
ventaja de presentar muy poca resistencia al flujo del fluido cuando esta en
posición de apertura total.
VALVULAS GLOBO
Tiene la facultad de variar linealmente el flujo del caudal, por esto se utiliza
fundamentalmente para regularlo. Puede tener distintos tipos de asientos, y al
ser su principal función regular el caudal no es necesario que cierre
herméticamente.
Puede ser de simple asiento, de doble asiento y de obturador equilibrado. Las
válvulas de simple asiento precisan de un actuador de mayor tamaño para que
el obturador sierre en contra de la presión diferencial del proceso. Por lo tanto,
se emplean cuando la presión del fluido es baja y se precisa que las fugas en
posición de sierre sean mínimas. El cierre estanco se logra con obturadores
provistos de una arandela de teflón. En la válvula de doble asiento o de
obturador equilibrado la fuerza de desequilibrio desarrollada por la presión
diferencial a través del obturador es menor que en la válvula de simple asiento.
Pro este motivo se emplea en válvulas de gran tamaño o bien cuando deba
trabajarse con una alta presión diferencial. En posición de sierre las fugas son
mayores que en una válvula de simple asiento.
VALVULA ZOLENIDE
En esta válvula el obturador es una membrana flexible que a través de un
vástago unido a un actuador, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando
así el paso del fluido. Produce una variación lineal del fluido y es fundamental
para la regulación de fluidos como vapor y aire comprimido.
La válvula se caracteriza porque el cuerpo puede revertirse fácilmente de goma
o de plástico para trabajar con fluidos agresivos. Tiene la desventaja de que el
actuador de accionamiento debe ser muy potente. Se utiliza principalmente en
procesos químicos difíciles, en particular en el manejo de fluidos negros o
agresivos o bien en el control de fluidos conteniendo sólidos en suspensión.
VALVULA DE BOLA
Esta válvula es muy económica , por lo cual es muy utilizada en la industria. El
cuerpo de la válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un
obturador en forma de esfera o de bola (de ahí su nombre). La bola tiene un
corte adecuado (usualmente en V) que gira transversalmente accionada por un
actuador exterior. El cierre estanco se logran con un aro de teflón incorporado
al cuerpo contra el cual asienta la bola cuando la válvula esta cerrada. En
posición de apertura total, la válvula equivale aproximadamente en tamaño a
75% del tamaño de la tubería. La válvula de bola se emplea principalmente en
el control de caudal de fluidos negros, o bien en fluidos con gran porcentaje de
sólidos en suspensión. Puede ser de muchos materiales, generalmente de
bronce cromado y en menor caso de acero inoxidable.
VALVULA DE RETENCION
También conocidas como anti retorno, de reflujo, de charnela, de aleta, o de
pie, sirven impedir el flujo inverso en la línea una vez que a parado la bomba o,
posiblemente, en el caso de que se produzcan fugas. Las válvulas de retención
en la línea de salida desempeñan un valioso cometido al prevenir las
contrapresiones súbitas y el consiguiente riesgo de golpe de ariete y la fractura
de tubos. Las variantes de las válvulas de retención, de uso general, incluyen
un vástago roscado que mantiene cerrada la válvula y un nivel exterior que
indica si esta cerrada o abierta.
MANTENIMIENTO
Tener correctamente limpia la tubería donde la válvula va a ser instalada, esta
debe de estar libre de partículas de oxido, escorias gotas de soldadura ,polvo y
suciedad que se encuentran en su interior. La válvula o tubería debe de tener el
soporte necesario para eliminar el esfuerzo y la fatiga de las conexiones
2- BOMBAS
Dispositivo empleado para elevar, transferir o comprimir líquidos y gases. A
continuación se describen cuatro grandes tipos de bombas para líquidos. En
todas ellas se toman medidas para evitar la cavitación (formación de un vacío),
que reduciría el flujo y dañaría la estructura de la bomba. Las bombas
empleadas para gases y vapores suelen llamarse compresores. El estudio del
movimiento de los fluidos se denomina dinámica de fluidos
BOMBAS DE PISTON
Las bombas alternativas están formadas por un pistón que oscila en un cilindro
dotado de válvulas para regular el flujo de líquido hacia el cilindro y desde él.
Estas bombas pueden ser de acción simple o de acción doble. En una bomba
de acción simple el bombeo sólo se produce en un lado del pistón, como en
una bomba impelente común, en la que el pistón se mueve arriba y abajo
manualmente. En una bomba de doble acción, el bombeo se produce en
ambos lados del pistón, como por ejemplo en las bombas eléctricas o de vapor
para alimentación de calderas, empleadas para enviar agua a alta presión a
una caldera de vapor de agua. Estas bombas pueden tener una o varias
etapas. Las bombas alternativas de etapas múltiples tienen varios cilindros
colocados en serie.
BOMBAS CENTRAIFUGAS
Las bombas centrífugas, también denominadas rotativas, tienen un rotor de
paletas giratorio sumergido en el líquido. El líquido entra en la bomba cerca del
eje del rotor, y las paletas lo arrastran hacia sus extremos a alta presión. El
rotor también proporciona al líquido una velocidad relativamente alta que puede
transformarse en presión en una parte estacionaria de la bomba, conocida
como difusor. En bombas de alta presión pueden emplearse varios rotores en
serie, y los difusores posteriores a cada rotor pueden contener aletas de guía
para reducir poco a poco la velocidad del líquido. En las bombas de baja
presión, el difusor suele ser un canal en espiral cuya superficie transversal
aumenta de forma gradual para reducir la velocidad. El rotor debe ser cebado
antes de empezar a funcionar, es decir, debe estar rodeado de líquido cuando
se arranca la bomba. Esto puede lograrse colocando una válvula de retención
en el conducto de succión, que mantiene el líquido en la bomba cuando el rotor
no gira. Si esta válvula pierde, puede ser necesario cebar la bomba
introduciendo líquido desde una fuente externa, como el depósito de salida. Por
lo general, las bombas centrífugas tienen una válvula en el conducto de salida
para controlar el flujo y la presión. En el caso de flujos bajos y altas presiones,
la acción del rotor es en gran medida radial. En flujos más elevados y presiones
de salida menores, la dirección de flujo en el interior de la bomba es más
paralela al eje del rotor (flujo axial). En ese caso, el rotor actúa como una
hélice. La transición de un tipo de condiciones a otro es gradual, y cuando las
condiciones son intermedias se habla de flujo mixto.
BOMBAS DE CHORRO
Las bombas de chorro utilizan una corriente relativamente pequeña de líquido o
vapor, de gran velocidad, para ocasionar un flujo mayor en otro fluido. Cuando
la corriente de alta velocidad pasa a través del fluido, extrae parte del fluido de
la bomba; por otra parte, crea un vacío que absorbe líquido hacia la bomba.
Las bombas de chorro se emplean a menudo para inyectar agua en calderas
de vapor. También se han utilizado bombas de chorro para propulsar barcos,
sobre todo en aguas poco profundas donde una hélice convencional podría
dañarse.
OTRAS BOMBAS También existen diversos tipos de bombas de desplazamiento positivo, que
suelen constar de una pieza giratoria con una serie de aletas que se mueven
en una carcasa muy ajustada. El líquido queda atrapado en los espacios entre
las aletas y pasa a una zona de mayor presión. Un dispositivo corriente de este
tipo es la bomba de engranajes, formada por dos ruedas dentadas engranadas
entre sí. En este caso, las aletas son los dientes de los engranajes .En todas
estas bombas, el líquido se descarga en una serie de pulsos, y no de forma
continua, por lo que hay que tener cuidado para que no aparezcan condiciones
de resonancia en los conductos de salida que podrían dañar o destruir la
instalación. En las bombas alternativas se colocan con frecuencia cámaras de
aire en el conducto de salida para
reducir la magnitud de estas
pulsaciones y hacer que el flujo sea
más uniforme.
TURBINAS
Motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente
de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o
rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de
su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza
tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se
transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina,
un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se clasifican en
turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustión. Hoy
la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando
generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen
energía eléctrica se llaman turbinas de viento.