Describe características generales de los elementos finales de control como lo son válvulas (principalmente), accesorios de válvulas y elementos finales electrónicos que son utilizados en el control de procesos industriales

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TACÁMBARO
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
ASIGNATURA:
INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES
TEMA:
ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
DOCENTE:
ING. MARCO ANTONIO DURÁN MENDOZA
INTEGRANTES:
MACIEL PEÑA KARINA
VELÁZQUEZ GÓNZALEZ YARELI
AVALOS BOTELLO ADILENE
BECCERRA ORTIZ FLORINDA ABIGAIL
GUZMÁN TALAVERA OTONIEL
Tacámbaro, Mich., Marzo del 2017.

2. ELEMENTOS FINALES DE CONTROL
 VÁLVULAS DE CONTROL
La válvula de control juega un papel muy importante en el bucle de regulación.
Realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica, a su
vez, el valor de la variable medida, comportándose como un orificio de área
continuamente variable.

3. TIPOS DE VÁLVULAS
 Básicamente, se clasifican en dos grandes grupos:
 Válvulas con obturador de movimiento lineal
 Y válvulas con obturador de movimiento rotativo.

4. VÁLVULAS CON OBTURADOR DE MOVIMIENTO
LINEAL
 Las válvulas de movimiento lineal, en las que el obturador se mueve en la
dirección de su propio eje, se clasifican en :
 válvula de globo
 válvula en ángulo
 válvula de tres vías mezcladora o diversora
 válvula de jaula
 válvula de compuerta
 válvula en Y
 válvula de cuerpo partido
 válvula Saunders
 y válvula de compresión.

5. Válvula de Globo
 Llamada así por disponer de un obturador en forma de globo, se caracteriza
porque el ujo de entrada o salida es perpendicular al eje del obturador.

6. Válvula de ángulo
 Presenta 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.

7. Válvula de tres vías
 La válvula de tres vías se emplea generalmente para mezclar fluidos –
válvulas mezcladoras o bien para derivar, de un flujo de entrada, dos de
salida.

8. Válvula de Jaula
 Recibe esta denominación por la forma de jaula que tiene.

9. Válvula de compuerta
 Denominada también válvula de tajadera, efectúa su cierre con un disco
vertical plano, o de forma especial, y que se mueve verticalmente flujo del
fluido.

10. Válvula en Y
 Tiene el asiento y el obturador inclinados 45° respecto al flujo del fluido.

11. Válvula de cuerpo partido
 Esta válvula es una modificación de la válvula de globo de
simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos partes
entre las cuales está presionado el asiento.
 Esta disposición permite una fácil sustitución del asiento y
facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el
cuerpo.
 Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la
industria alimentarla.

12. Válvula Saunders
 La válvula Saunders o de diafragma el obturador es una
membrana flexible que, a través de un vástago unido a un
servomotor, es forzada contra un resalte del cuerpo, que
actúa de asiento, cerrando así el paso del fluido.
 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.

13. Válvula de manguito
 Funciona mediante el pinzamiento dedos o más elementos
flexibles, por ejemplo un tubo de goma. Igual que las
válvulas Saunders o de diafragma.
 Se aplica, fundamentalmente, en el manejo de fluidos
negros corrosivos, viscosos o conteniendo partículas
sólidas en suspensión.

14. Válvulas de obturador de movimiento
rotativo
 se clasifican en:
 válvula de disco excêntrico rotativo
 válvula de obturador cilíndrico excéntrico,
 válvula de mariposa,
 válvula de bola,
 válvula de macho,
 válvula de orificio ajustable
 válvula de flujo axial.

15. Válvula de disco excéntrico (camflex)
Consiste en un obturador de superficie segmentada esférica
que se autoalinea durante el movimiento de giro excéntrico,
proporcionando un cierre estanco y unas bajas fuerzas
dinámicas del fluido.
Esto permite utilizar un servomotor de par reducido. Por otra
parte, la tapa de extensión permite la operación para un
margen amplio de temperaturas.

16. Válvula de obturador cilíndrico excéntrico
Tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un
cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se consigue con un
revestimiento de goma o de teflón en la cara del cuerpo
donde asienta el obturador.
La válvula es de bajo coste y es adecuada para fluidos
corrosivos o conteniendo sólidos en suspensión.

17. válvula de 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.
Las válvulas de mariposa se emplean para el control de grandes caudales de fluidos a baja presión.

18.  Válvula 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 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.

19. Válvula de macho
Es una válvula de bola típica que consiste en un macho u obturador de forma cilíndrica o
troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta en
el cuerpo de la válvula y ene un movimiento de giro de 90°.
 Se u liza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de
caudal.

20. Válvula de orificio ajustable
 En la válvula de orificio ajustable el obturador consiste en una camisa de forma cilíndrica que está
perforada con dos orificios, uno de entrada y otro de salida, y que gira mediante una palanca
exterior accionada manualmente o por medio de un servomotor.

21. Válvula de flujo axial
 Las válvulas de flujo 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 es especialmente silencioso.

23. Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
ACCESORIOS
La válvula de control puede tener acoplados diversos tipos de
accesorios para realizar funciones adicionales de control

25. Camisa de calefacción
Para fluidos que exigen una temperatura mínima de
trabajo (superior al ambiente).
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445

26. Volante de accionamiento manual
Se utiliza en los casos en que se exige la máxima
seguridad de funcionamiento de una instalación.
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445

27. Repetidor o booster
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Reduce el tiempo de trasmisión de la señal en
el bucle de control.
El repetidor es un convertidor p/p, alimentado con aire con
un volumen de entrada muy pequeño y con una gran
capacidad de entrega de caudal de aire.

28. Microrruptores de final de carrera
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Están colocados en el yugo de válvula
Son excitados por una pequeña palanca fijada al vástago.
Pueden ser electromecánicos o de proximidad
Permiten la señalización a distancia en el panel de control, de la apertura, del cierre o del paso por una o varias
posiciones determinadas del obturador de la válvula.

30. Válvula de enclavamiento
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Se utiliza cuando el proceso requiere el mantenimiento de señal neumática en el servomotor en el ultimo valor
que tenia antes de que se produjera algún fallo en el suministro de aire.
Bloquea automáticamente, el aire entre el controlador y la válvula d
control cuando la presión del aire de alimentación disminuye por
debajo de un valor prefijado.

31. By-pass
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Forma un conjunto de válvulas auxiliares, tuberías y accesorios,
que permiten derivar el caudal de paso a una tubería en
paralelo dotado de una válvula manual de control.

32. Posicionador
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Las fuerzas de desequilibrio que actúan en la válvula de control influyen en la posición del
vástago de la válvula y hacen que el control sea errático e incluso inestable.
El posicionador compara la señal de entrada con la posición del vástago y, si ésta no es correcta (existe una señal de
error), envía aire al servomotor o bien lo elimina en el grado necesario para que la posición del vástago corresponda
exactamente, o bien sea proporcional, a la señal neumática recibida.

33. El posicionador neumático
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Es generalmente un instrumento neumático del tipo de equilibrio de fuerzas. La fuerza ejercida por un
resorte de margen, comprimido por una leva unida al vástago de la válvula, se equilibra contra la fuerza
con que actúa un diafragma alimentado neumáticamente por un relé piloto.

34. El posicionador electroneumático digital
 Instrumentación industrial Antonio Creus Soler “Elementos finales de control” p.435-445
Un motor paso a paso de c.c. es excitado por la señal de entrada en escalón y gira unos 200 pasos por revolución, con un total
de 5 revoluciones para el campo de medida total. El eje del motor arrastra, en su giro, una tuerca que tensa un resorte. Éste
actúa sobre el conjunto tobera-obturador y el relé piloto, alimentando la válvula a una señal neumática proporcional a la señal
de entrada.

36. El posicionador inteligente
Permite realizar diversas funciones, aparte de la propia del posicionador que es la de
posicionar el obturador de la válvula y convertir la señal de intensidad 4-20 mA c.c. a una
señal neumática de salida hacia el servomotor neumático de la válvula.

37. ELEMENTOS FINALES ELECTRONICOS
Estos elementos se comportan de forma parecida a una válvula de control:
varían la corriente en la línea de alimentación a la carga en la misma forma en
que una válvula cambia el caudal de fluido en una tubería.

38. Amplificador magnético saturable
Puede describirse básicamente como
 un dispositivo magnético con un núcleo de laminas de hierro
 dos pares de bobinados
 uno en serie con la carga llamado bobino de carga
 otro que cambia el fluido magnético del aparato y que se denomina bobino
de control

39. Rectificadores controlados de silicio
 Representó una revolución en el control de potencia por sus dimensiones
reducidas y por trabajar con una alta densidad de corriente.
 emplean rectificadores de silicio que bloquean el paso de la corriente en
sentido inverso igual que los convencionales

40. Válvula inteligente
Aparecida gracias al desarrollo de la microprocesadores contiene;
 Un controlador digital
 Sensores de medición de temperatura
 Caudal
 Presión manométrica

41. Bombas dosificadoras
 Son accionadas por actuadores neumáticos o electrónicos y utilizadas.

42. Actuadores de velocidad variable
 gobiernan la velocidad de bombas centrífugas, ventiladores, compresores
 variando así el caudal de fluido y evitando la pérdida de energía que
absorben las válvulas de control

44. Bibliografía
Creus. A.S.(2011). Instrumentación industrial. México; Alfaomega.