TIPOS DE VALVULAS, FUNCIONAMIENTO, CLASIFICACION, VENTAJAS

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA
INGENIERIA QUIMICA.
ASIGNATURA:
FLUJO DE FLUITOS
TRABAJO:
VALVULAS (MEDIDOR DE FLUJO, ROTAMETROS)
PROFESOR:
I.Q BLAS MALDONADO SANCHEZ.
NOMBRE:
TEJEDA LUNA ALBERTO.

2. GENERALIDADES
En el control automático de los procesos industriales, la válvula de control
juega un papel importante en el bucle de regularización. Realiza la función de
variar el caudal de fluido de control que modifica, a su vez el valor de la
variable medida, comportándose como un orificio de área continuamente
variable. Dentro del bucle de control tiene tanta importancia como el
elemento primario, el trasmisor y el controlador.
La válvula de control neumática consiste en un en servomotor accionado por
la señal neumática de 3- 15 psia (0,2-1 Kg/cm^2). El servomotor esta
conectado directamente a un vástago que posiciona el obturador con
relación al asiento. La posición relativa entre el obturador y el asiento permite
pasar el fluido desde un caudal nulo (o casi nulo) hasta el caudal máximo, y
con una relación entre el caudal y la carrera que viene dada por las curvas
características de la válvula.
El cuerpo de la válvula de control contiene en su interior el obturador y los
asientos, y esta provista de roscao de bridas para para conectar la válvula a la
tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido

3. y puede actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento
rotativo. Esta unido a un vástago que pasa a través de la tapa del cuerpo y
que es accionado por el servomotor.
TIPO DE VALVULAS.
Las válvulas pueden ser de varios tipos según sea el diseño del cuerpo y el
movimiento del obturador. Básicamente se clasifican en dos grandes grupos:
válvulas con obturador de movimiento lineal y válvulas con obturador de
movimiento rotativo.
VALVULAS CON OBTURADOR DE MOVIMIENTO LINEAL.
Las válvulas de movimiento lineal, en las que el obturador se mueve en la
dirección de su propio eje seclasifican en válvula de globo, válvula en ángulo,
válvula de tres vías mezcladora o divisora, válvula de jaula, válvula de
compuerta, válvula en Y, válvula de cuerpo partido, válvula de Saunders y
válvula de compresión.
VALVULA DE GLOBO.
Llamada así por disponer de un obturador en forma de globo, se caracteriza
por que el flujo de entrada o salida es perpendicular al eje del obturador.
Pueden verse en la figura correspondiente y son de simple asiento de doble
asiento y de obturador equilibrado.
Las válvulas de simple asiento que cierran en contra de la presión del proceso,
precisan de un actuador de mayor tamaño. Por lo tanto se emplean cuando
la diferencial del fluido es bajay se precisa quelas fugas a travésde las válvula
con el obturador en posición de cierren sean mínimas. El cierre estanco se
logra con asientos provistos de una arandela de teflón o de otros materiales
blandos.
En la válvula de doble asiento o de simple asiento con obturador equilibrado,
la fuerza de desequilibrio desarrollada por el fluido a través del obturador es

4. menor que en la válvula de simple asiento. Esto es debido a que en la válvula
de doble asiento, el fluido actúa en sentidos contrarios sobrelos obturadores
y en la válvula con obturador equilibrado lo hace por encima y por debajo del
único obturador. Por este motivo se emplean en válvulas de gran tamaño o
bien cuando deba trabajarse con alta presión diferencial.
En posición de cierre, las fugas a través de la válvula son mayores que en una
válvula de simple asiento, debido a que es mecánicamente imposible que el
doble obturador asiente perfectamente sobre los dos asientos.
VALVULA EN ANGULO.
La válvula en ángulo presenta un flujo de salida perpendicular al flujo de
entrada con un recorrido menos curvilíneo que en una válvula de globo, por
lo que permite obtener un flujo de caudal regular sin excesivas turbulencias y
es además adecuada para sustituir a una válvula de globo cuando el fluido
circula con sólidos en suspensión o a excesiva velocidad provocada por una
alta presión diferencial de trabajo.
El diseño de la válvula es idóneo para el control de fluidos que vaporizan (
flashing ) es decir para los fluidos que dentro del estrechamiento existente en
las partes internas( entre el obturadoryel asiento) ydebido a una alta presión
diferencial, han aumentado su velocidad y se encuentran a una presión
inferior al punto de vaporización . En estas condiciones el fluido está en
estado líquido a la entrada y salida de la válvula y en estado de vapor/liquido
dentro de la misma. De este modo las burbujas de vapor formadas
implosionan (pasando a liquido) y pueden provocar daños mecánicos graves
al chocar contra las partes internas o contra el cuerpo de la válvula.

5. VALVULA DE TRES VIAS.

6. La válvula de tres víasseemplea generalmente para mezclar fluidos- (válvulas
mezcladoras) o bien para derivar de un flujo de entrada, dos de salida. El
propósito de una válvula de control de tres vías es cortar el caudal de agua
en una tubería a la vez que se abre el caudal de agua en otra tubería, para
mezclar el agua previamente de dos tuberías distintas en una sola tubería, o
para separar agua desde una tubería en dos tuberías distintas.
Se caracteriza por tener puertos A, B y C. La válvula se define normalmente
por su valor (m^3/h) que expresa el volumen de agua que pasa a través de la
válvula completamente abierta en una hora con una diferencia de presiones
de un bar.
En un bucle de mezcla, se pueden utilizar las válvulas de control de tres vías
para controlar yregular las superficiescalefactoraso refrigeradoras, sistemas
de radiadores, calefacción/ refrigeración de suelo, etc. Este sistema puede
funcionar en varias formas:
 el fluido entra por el puerto A y sale a través de los puertos B y C o a
través del puerto B y C
 el fluido entra a través de los puertos B y C y sale a través del puerto A
Las válvulas de tres vías suelen estar dotadas de un actuador electrónico,
neumático o térmico.
VALVULA DE OBTURADOR CILINDRICO EXCENTRICO.

7. Esta válvula tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un
cuerpo cilíndrico. El cierre hermético seconsigue con un degoma o de teflón
en la cara del cuerpo donde asienta el obturador.
La válvula esde bajocostey es adecuadapara fluidoscorrosivosoconteniendo
solidos en suspensión.
VALVULA MARIPOSA.
En la válvula mariposa el cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro
del cual gira transversalmente un disco circular. La válvula puede cerrar
herméticamente mediante un anillo de goma encastrado en el cuerpo.
Un servomotor exterior acciona en el eje de giro del disco y ejerce su par
máximo cuando la válvula está casi cerrada (en control todo- nada se
consideran 90°y en control continuo 60°, a partir de la posición de cierre, ya
que la última parte del giro es bastante inestable), siempre que la presión
diferencial permanezca constante. En la selección de la válvula es importante
considerar las presiones diferenciales correspondientes a las posiciones de
completa apertura y de cierre; se necesita una fuerza grande del actuador
para accionar la válvula en caso de una caída de presión elevada.
Las válvulas mariposa se emplean para el control de grandes caudales de
fluidos a baja presión.
VALVULA DE BOLA.
En estas válvulas, el cuerpo 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 fija la curva característica de la
válvula y gira transversalmente accionada por un servomotor exterior. El
cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporando al cuerpo contra el
cual asienta la bola cuandola válvula está cerrada. En esta posición la apertura

8. total, la válvula equivale aproximadamente a 75% deltamaño 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.
El tipo más común de las válvulas de bola es la válvula de bola segmentada,
llamada así por la forma de segmento esférico del obturador.
VALVULA DE MACHO.
Es una válvula de bola típica que consisteen un macho u obturador de forma
cilíndrica o troncocónicacon un orificio transversaligual al diámetro interior
de la tubería. El macho se ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un
movimiento de giro de 90°Seutiliza generalmente en el controlde todo. Nada
de líquidos o gases y en regulación de caudal.
VALVULA DE ORIFICIO AJUSTABLE.
En estetipo de válvulael obturador consisteen una camisa de formacilíndrica
queesta perforadacon dosorificios,uno de entrada y otro de salida y quegira
mediante una palanca exterior accionada manualmente o por medio de un
servomotor. El giro del obturador tapa, parcial o totalmente las entradas y
salidasdela válvula,controlandoasíel caudal.La válvula incorporaademásuna
tajadera cilíndrica que puede deslizar dentro de la camisa gracias a un macho
roscado deaccionamiento exterior. Asíla tajadera puede fijarsemanualmente
en una posición determinada para limitar el caudal máximo.
La válvula es adecuada en los casos en que es necesario ajustar manualmente
el caudal máximo del fluido, cuando el caudal puede variar entre límites
amplios de forma intermitente o continua y cuando no se requiere un cierre
estanco. Se utiliza para combustibles gaseosos o líquidos, vapor aire
comprimido y líquidos en general.
VALVULA DE FLUJO AXIAL.
Las válvulas de lujo axial consisten en un diafragma accionado
neumáticamente que mueve un pistón, el cual a su vez comprime un fluido
hidráulico contra un obturador formado por un material elastómero. De este
modo el obturador se expansiona para cerrar el flujo anular del fluido. Este
tipo de válvulas se emplea para gases y especialmente silencioso. Otra
variedad dela válvulade flujo axial es la válvulade manguito, quees accionada

9. por compresión exterior del manguito a través de un fluido auxiliar a una
presión superior a la del propio fluido. Se utiliza también para gases.
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 producida por el fluido.
El cuerpo y las conexiones a la tubería (brida o roscada) están normalizados
de acuerdo con las presiones y temperaturas de trabajo en las normas DIN y
ANSI entre otras.
 Las conexiones roscadas seutilizan hasta 2”
 Las bridas pueden ser planas con resalte, machihembradas y
machihembradas con junta de teflón.
 Las conexiones soldadas pueden ser con encaje o con soldadura a
tope. Las primeras se emplean para tamaños de válvulas hasta 2” y las
segundas desde2 ½” a tamaños mayores.

10. El cuerposuele serde hierro,aceroyacero inoxidableyencasosespecialeslos materialespueden
serde monel,hastelloyBoC etc.
ROTAMETRO.
Los rotámetros o fluxómetros son instrumentos utilizados para medir
caudales,tanto delíquidos como degasesquetrabajancon un salto de presión
constante. Se basan en la medición del desplazamiento vertical de un
“elemento sensible”,cuya posiciónde equilibrio depende delcaudal circulante
que conduce simultá- neamente, a un cambio en el área del orificio de pasaje
del fluido, de tal modo que la diferencia de presiones que actúan sobre el
elemento móvil permanece prácticamente constante.
La fuerza equilibrarte o antagónica en este tipo de medidores lo constituyela
fuerza de gravedad que actúa sobre el elemento sensible construido por lo
general de forma cilíndrica con un disco en su extremo, y provisto de orificios
laterales pordondecircula fluido que inducen una rotación alrededorde sueje
para propósitos de estabilidad y centrado. Existen también elementos
sensibles de forma esférica, utilizados por lo general para medición de bajos

11. caudales quecarecen de rotación. El rotámetro en su formamás simpleconsta
de un tubo de vidrio de baja conicidad, en cuyo interior se encuentra el
elemento sensible al caudal que circula por el tubo, al cual se denomina
“flotador”.Bajo la acción de la corriente delíquido o gasel flotador sedesplaza
verticalmente, e indica sobre una escala graduada directamente el caudal
circulante, o una altura que sirve como dato de entrada para determinar el
caudal en una curva o gráfico de calibración que debe obtenerse
experimentalmente.
EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS ROTÁMETROS
Se basa en el equilibrio de fuerzas que actúan sobre el flotador. En efecto, la
corriente fluida que se dirige de abajo hacia arriba a través del tubo cónico del
rotámetro, provoca la elevación del flotador hasta una altura en que el área
anular comprendido entre las paredes del tubo y el cuerpo del flotador,
adquiere una dimensión tal que las fuerzas que actúan sobre el mismo se
equilibran, y el flotador se mantiene estable a una altura que corresponde a
un determinado valor de caudal circulante. Las fuerzas que actúan sobre el
flotador son tres y de naturaleza distinta:
• Fuerzade origen aerodinámico o resistencia aerodinámica, D actuando hacia
arriba.
• Fuerza de Arquímedes o empuje hidrostático, E también actuando hacia
arriba.
• Fuerza gravitatoria o peso W actuando hacia abajo.
El rotámetro es muy popular porquetiene una escala lineal, un gran rango de
medición y una baja caída depresión, es simple de instalar y mantener, puede
ser construido con diversos materiales dependiendo del rango de presiones y
temperaturas en la cual va a trabajar. El tubo puede ser de vidrio y el flotador
de acero inoxidable para favorecer la resistencia a la corrosión. La escala del
rotámetro puede ser calibrada para una lectura directa del flujo del líquido o
aire.
FORMAS DEL FLOTADOR
Los flotadores pueden tener varios perfiles de construcción:

12.  Esférico: para bajos caudales y poca precisión, con una influencia
considerable de la viscosidad del fluido.
 Cilíndrico con borde plano: para caudales medios y elevados con una
influencia media de la viscosidad del fluido.
 Cilíndrico con bordesaliente: de cara inclinada contra el flujo con menor
influencia de la viscosidad que, por sus características de caudal, puede
compararse a una tobera
 Cilíndrico con boterassalientes: contra el flujoy con la mínima influencia
de la viscosidad del fluido, que por su funcionamiento, puede
compararse a una placa-orificio o diafragma.
TIPOS DE ROTÁMETRO Y APLICACIONES
Según su aplicación, los rotámetros se pueden clasificar en rotámetros de
purga,deindicación directa con indicación magnética y transmisiónneumática
y electrónica.
Rotámetro de purga
Se utilizan para caudales pequeños, en sus aplicaciones se destaca la purga
hidráulica de sellos mecánicos en bombas, la medición por burbujeo, la purga
de elementos de presión diferencial entre algunas.
Rotámetro de vidrio
Adoptan distintas disposiciones como: llevar placas laterales, sellamiento con
ventanasde cristalpara observarel tubo, disponende armaduríade seguridad
y de anti-hielo con gel de sílice para evitar la humedad, entre algunas cosas.

13. Rotámetro By-pass
Es un medidor de caudal de fluido, por lo tanto no de la presión diferencial, la
escala de medida de este rotámetro es lineal y no de raíz cuadrada como se
podría suponer siendo el elemento de medida un diafragma.
USOS
Rotámetro de área variable para líquidos y gases: Miden e Indican Caudal
Instantáneo. Se utilizan para Controlar el rendimiento de Bombas, así como
Procesos deMezcla o de Dosificación Volumétrica continua (en línea), cuando
los flujos deben mantenerse constantemente dentro de límites precisos. Son
muy solicitados por su razonable costo, sencillez operativa, bajo
mantenimiento, larga duración y enorme robustez. Se puede adecuar el
diseño, si lo requiere, de manera que su caudal mínimo y máximo determinan
los extremos de la Escala de Lectura.
Rotámetro metálico parabajos caudales para líquidos y gases: Mide e indica
caudal instantáneo. Construido con tubo de medición metálico en lugar de
vidrioes el medidor A/V (ÁreaVariable) confiabley exacto para bajoscaudales,
apto para altas presiones y fluidos agresivos o difíciles de manejar.
Es muy utilizado para dosificar aditivos o ingredientes costosos en
especialidades químicas, farmacéuticas, cosméticas, alimenticias, así como en
Investigación y Desarrollo. Indicador acoplado magnéticamente con escalas
intercambiables. Reed switchhermético (opcional) con novedosodoblesensor
provee alarma sin afectar performance.
Rotámetrometálico para líquidos, gases y vapor, grandes caudales: Mide e
indica caudal instantáneo. Construido con tubo de medición metálico en lugar
de vidrio puede manejar un muy amplio rango de caudales con gran exactitud
(2%) a pesar de elevadas temperaturas y presiones en zonas explosivas.
mínima caída de presión interna, no requiere contra presión, y dispone
amortiguación para eliminar rebotes no deseados del flotante. indicador
acoplado magnéticamente. Mismo largo en todos los tamaños facilita la
sustitución. Múltiples opciones de comunicación permiten integrarlo en
sistemas de control existentes.

14. Rotámetroen Plástico: Los medidores/detectores de caudal se intercalan en
un tramo vertical de la tubería donde el líquido suba, y permiten visualizar el
caudal por el desplazamiento de un pequeño flotador sobre una escala
graduada. Es uno de los sistemas más económicos además de preciso para
medir en pequeños diámetros. Se les puede incorporar un interruptor que
actúa al alcanzar el caudal un nivel prefijado.
Rotámetro en acrílico: Los medidores/detectores de caudal pensados para
instalar directamente en paneles de controlse intercalan en un tramo vertical
de la tubería donde el líquido suba, y permiten visualizar el caudal por el
desplazamiento de un pequeño flotador sobreuna escala graduada. Es uno de
los sistemas más económicos además de preciso para medir en pequeños
diámetros.

15. Bibliografía.

16.  Antonio Creus. Instrumentación industrial, 8th edición. Barcelona
España.
 http://www.ecured.cu/index.php/Rot%C3%A1metro