Introducción
En la gestión del flujo de fluidos, la precisión lo es todo. Los mecanismos de control fiables son importantes, ya se encarguen de gestionar el flujo de fluidos, gas natural u otros. Para ello, las válvulas motorizadas se han convertido en parte integrante de muchas industrias. A diferencia de las válvulas tradicionales, estos dispositivos proporcionan un control preciso del flujo de fluidos y ofrecen eficiencia energética y capacidad de control remoto. En este artículo, nos adentraremos en el funcionamiento de las válvulas motorizadas, cómo funcionan estos componentes, qué ofrecen y en qué se diferencian de los sistemas manuales.
¿Qué es una válvula motorizada y cómo funciona?
La válvula motorizada puede considerarse un tipo de válvula que dispone de un motor eléctrico para accionar manualmente el flujo de líquidos y gases en un sistema. Las válvulas motorizadas son diferentes de las válvulas manuales, que tienen que hacer que las personas ajusten manualmente la válvula, y permiten un control preciso y un uso a distancia. Todas ellas están presentes en industrias, por ejemplo para sistemas de climatización, tratamiento de aguas e instalaciones de generación de energía hidroeléctrica, para gestionar el flujo de agua, gases u otros fluidos en tiempo real. ¿Cómo funcionan realmente estas válvulas motorizadas?
El actuador eléctrico recibe una señal de un sistema de control para iniciar la función de válvula motorizada. Si se recibe esta señal, el motor eléctrico del actuador entra en funcionamiento y se inicia el proceso de ajuste de la válvula. Este movimiento del motor se transmite al vástago de la válvula y éste gira o se eleva. El vástago de la válvula mueve entonces este núcleo de la válvula (o asiento de la válvula), un control directo del caudal de fluido que pasa a través. En otras palabras, el actuador eléctrico controla el núcleo de la válvula según las señales de entrada, y el caudal de fluido aumenta, disminuye o se detiene por completo según sea necesario.
Las válvulas motorizadas automatizan este proceso, lo que proporciona una gran eficiencia energética y precisión. Además, los finales de carrera eléctricos se suman al mecanismo para que la válvula pueda detenerse en posiciones específicas y controlar el caudal con extrema precisión. La capacidad de ajustar con precisión el funcionamiento de la válvula en función de las condiciones en tiempo real tiene un valor incalculable en sectores en los que la gestión segura y eficaz de los fluidos es fundamental.
Componentes clave de una válvula motorizada y sus funciones
Los componentes de una válvula motorizada son varios y cada uno desempeña un papel particular en el control eficaz del flujo de fluidos. Aquí tienes un desglose de las piezas principales y sus funciones:
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Motor eléctrico: El motor eléctrico convierte la energía eléctrica en movimiento mecánico, que es el corazón de la función de la válvula motorizada. Hace que el vástago de la válvula se mueva en respuesta al flujo de fluido impulsor y controle la posición del núcleo de la válvula en la medida justa.
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Actuador: El actuador es respondido por el sistema de control para recibir y generar señales eléctricas para el motor eléctrico, y transmite el movimiento. Sirve como control fino y medio eficiente de energía para ajustar la posición de la válvula a la posición requerida del sistema.
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Cuerpo de válvula: La estructura más importante es la carcasa que contiene el núcleo de la válvula y otras piezas internas. Una de las partes más importantes del sistema de válvulas es el cuerpo de la válvula, que debe ser duradero y compatible con el tipo de fluido que libera en el sistema, ya que también actúa como material estructural alrededor de los mecanismos internos.
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Vástago de válvula: El área variable es el actuador que conecta el vástago de la válvula al núcleo de la válvula. Si el motor se pone en marcha, el vástago gira, desplazando la válvula para cambiar la velocidad a la que puede fluir el fluido.
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Conjunto del tren de engranajes: Este conjunto de engranajes traduce la rotación del motor en el movimiento exacto que la válvula debe realizar para abrirse, cerrarse o ajustarse. Esto ayuda a garantizar un funcionamiento controlado y suave de la válvula al tiempo que se controla la dirección y la velocidad del motor.
Estos componentes trabajan conjuntamente para producir un método fiable, eficaz y preciso de controlar diversas necesidades de gestión de fluidos.
Tipos comunes de válvulas motorizadas
Existen muchos tipos de válvulas motorizadas que se adaptan a la aplicación deseada, las condiciones de uso y los requisitos de diseño. A continuación se enumeran los tipos más comunes, junto con un análisis más detallado de sus modos de funcionamiento, diferencias estructurales y condiciones de trabajo.
Válvulas de bola motorizadas
El diseño sencillo y la durabilidad de las válvulas de bola eléctricas hacen que su uso esté muy extendido. Constan de una bola con un orificio en el centro que gira para permitir o bloquear el paso del fluido. El actuador eléctrico gira la bola 90 grados, abriendo o cerrando el paso del caudal. Estas válvulas son muy adecuadas para aplicaciones que requieren un cierre rápido y completo y son apropiadas para sistemas sometidos a condiciones de alta presión. Soportan una amplia gama de temperaturas y tipos de fluidos, como agua, aceite y algunos productos químicos, y son la elección obligada en sectores como el tratamiento de aguas y la agricultura.
Válvulas de mariposa motorizadas
Las válvulas de mariposa hacen girar un disco en el cuerpo de la válvula. Con el disco paralelo al flujo, el fluido pasa; cuando está perpendicular, el flujo se bloquea. Las válvulas de mariposa motorizadas son conocidas por su diseño compacto y su menor peso, lo que las convierte en una opción ideal para los sistemas que requieren válvulas de gran tamaño o con limitaciones de espacio. También se utilizan en sistemas de climatización y generación de energía hidroeléctrica. Pero no ofrecen un cierre tan hermético como las válvulas de bola, y pueden manejar una gran variedad de temperaturas y fluidos, como aire, agua y algunos productos químicos, a presiones más bajas.
Válvulas de compuerta motorizadas
Una válvula de compuerta mueve su compuerta o cuña hacia arriba y hacia abajo para controlar el flujo de su fluido. El diseño de la válvula de compuerta motorizada proporciona un flujo total y sin obstáculos cuando está abierta, y reduce la caída de presión a través de la válvula. Dado que se utilizan principalmente cuando se necesita una baja restricción del fluido, como en una tubería, estos valores son especialmente adecuados para el uso de encendido/apagado en lugar de estrangulación. Su estructura permite utilizarlas en sistemas de alta presión y en una amplia gama de fluidos, como agua, petróleo y gas. Pero su funcionamiento es más lento que el de las válvulas de bola o mariposa, y son mejores para aplicaciones en las que no se requiere un cierre rápido.
Válvulas de globo motorizadas
Las válvulas globulares controlan el caudal basándose en un movimiento lineal, un obturador o disco que se desplaza fuera del paso del caudal y evita así la cantidad de fluido por él. Debido a su buena capacidad de estanqueidad, son muy adecuadas para aplicaciones precisas de regulación y estrangulación de caudal. Debido a la necesidad de una regulación precisa del caudal en sistemas como los de la industria química, a menudo se utilizan válvulas de globo motorizadas. Sin embargo, suelen ser menos adecuadas para aplicaciones de bajo caudal, pero soportan una amplia gama de presiones y temperaturas.
Los distintos tipos de válvulas motorizadas se utilizan para diferentes necesidades operativas, como el control de tipo de precisión y la alta eficiencia energética para la manipulación de tipos de fluidos muy diferentes en diversas condiciones de funcionamiento. El tipo seleccionado depende de factores como la presión del sistema, la estanqueidad requerida, el tipo de caudal y las limitaciones de espacio.
A continuación se muestra una tabla resumen de los tipos comunes de válvulas motorizadas para su rápida referencia:
| Tipo de válvula | Principio de funcionamiento | Tamaños | Temperatura | Caída de presión | Medios fluidos | Industrias de aplicación |
| Válvula de bola motorizada | La bola gira 90 grados para abrirse/cerrarse, controlada por un actuador eléctrico para un cierre o control rápido del caudal. | De 1/2″ a 12″. | -20°C a 200°C | Bajo a moderado | Agua, petróleo, gas natural | Tratamiento de aguas, riego agrícola, petróleo y gas, automatización |
| Válvula de mariposa motorizada | Un disco gira dentro de la válvula para controlar el caudal; adecuada para diámetros mayores con un diseño compacto y sensible. | De 2″ a 48″. | -10°C a 120°C | Bajo | Aire, agua, productos químicos suaves | HVAC, tratamiento de aguas, procesamiento químico, suministro de agua |
| Válvula de compuerta motorizada | Una compuerta o cuña se mueve hacia arriba/abajo para iniciar o detener el flujo; ideal para un control total de encendido/apagado con una resistencia mínima al flujo. | 2″ a 24″. | -29°C a 425°C | Muy bajo | Agua, petróleo, gas, aguas residuales | Petróleo y gas, oleoductos, tratamiento de aguas residuales, distribución de agua |
| Válvula de globo motorizada | Un obturador o disco se desplaza verticalmente para regular el caudal, ideal para aplicaciones de control y estrangulación precisas con un sellado resistente. | De 1/2″ a 12″. | -40°C a 400°C | Moderado a alto | Vapor, productos químicos, agua | Industria química, farmacéutica, centrales eléctricas, sistemas de vapor |
Estos valores son referencias típicas de la industria; consulte al fabricante de la válvula específica para obtener datos precisos adaptados a las necesidades de su aplicación.
Ventajas de las válvulas motorizadas en la gestión del flujo de fluidos
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Control de precisión: las válvulas motorizadas proporcionan una gran precisión en el control del caudal de fluidos. Pueden cambiar a determinadas posiciones en función de señales eléctricas, lo que permite un control razonablemente fino del caudal, crucial en sectores en los que los caudales deben ser precisos.
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Funcionamiento remoto y automatizado: Las válvulas motorizadas pueden controlarse a distancia o programarse para funcionar automáticamente y pueden ser diferentes de las válvulas manuales. La integración con sistemas de control permite mejorar la eficiencia, sobre todo en zonas grandes y peligrosas donde el acceso del personal es difícil.
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Mayor seguridad: Las válvulas motorizadas reducen la necesidad de intervención manual, con lo que disminuye la exposición probable de los operarios a entornos peligrosos, por ejemplo, sistemas de alta presión o sustancias peligrosas. Esta característica las hace muy valiosas en industrias donde hay medios peligrosos.
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Eficiencia energética: El consumo de energía de estas válvulas es sólo cuando están ajustando su posición, por lo que el consumo de energía disminuye con el tiempo. Las válvulas motorizadas de bajo consumo están diseñadas para ser más sostenibles y rentables a largo plazo.
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Durabilidad y fiabilidad: A menudo, las válvulas motorizadas están fabricadas con materiales robustos y diseñadas para un uso repetitivo a largo plazo. En entornos automatizados, funcionan de forma fiable, lo que reduce la necesidad de mantenimiento frecuente y, por tanto, el tiempo de inactividad del sistema.
Válvulas motorizadas frente a válvulas manuales: Principales diferencias y mejoras de eficiencia
Las válvulas motorizadas y las válvulas manuales son muy diferentes en cuanto a funcionalidad y eficacia. Las válvulas manuales, aunque más sencillas en comparación, no funcionan bien en sistemas regidos por los mismos ajustes frecuentes o precisos. Sin embargo, a diferencia de las válvulas motorizadas, éstas se controlan eléctricamente para poder automatizarse y manejarse a distancia, lo que se traduce en una mayor precisión, seguridad y eficiencia operativa.
Las siguientes diferencias se aplican al método de funcionamiento, la precisión del control, la seguridad y la compatibilidad con sistemas automatizados de las válvulas motorizadas y manuales. Mientras que las válvulas manuales pueden ser suficientes para aplicaciones sencillas, las motorizadas ofrecen grandes ventajas en sistemas en los que debe conseguirse un control constante del caudal.
| Característica | Válvulas motorizadas | Válvulas manuales |
| Operación | Automatizado, teledirigido | Manual, requiere intervención física |
| Control Precisión | Alto, con ajustes precisos del caudal | Limitado, carece de control fino |
| Seguridad | Mayor seguridad gracias al funcionamiento a distancia | Requiere presencia humana, riesgo potencial para la seguridad |
| Eficacia | Eficiente energéticamente, sólo consume energía cuando se ajusta | Sin consumo de energía, pero menos eficiente desde el punto de vista operativo |
| Mantenimiento | Mínimo, adecuado para sistemas automatizados | Mayor mantenimiento debido al desgaste manual |
Válvulas motorizadas recomendadas para optimizar el control del caudal de fluidos
VINCER ofrece una gama de válvulas motorizadas de alto rendimiento para industrias que buscan un control optimizado del flujo de fluidos. Diferentes necesidades industriales requieren diferentes modelos de válvulas diseñadas con materiales, rangos operativos y características específicas, incluyendo control preciso y operación remota, o durabilidad robusta. A continuación se presenta un resumen de tres válvulas motorizadas VINCER recomendadas para su sistema.
| Modelo de producto | VE10-B-3PS (Válvula de bola de 3 piezas) | VE20-W (Válvula de mariposa tipo wafer) | VE30-EKA (Válvula de compuerta de accionamiento eléctrico) |
| Tamaños | 1/4″ a 6″ (DN08 a DN150) | DN50 a DN600 | DN15 a DN300 |
| Materiales para válvulas | Acero inoxidable 304/316/316L | Hierro fundido, CF8, CF8M, Acero al carbono | CF8, CF8M, WCB |
| Disco/bola/tallo Materiales | Bola: Acero inoxidable; Vástago: CF8, CF8M | Disco: Hierro fundido o acero inoxidable | Contactar con Vincer |
| Materiales de sellado | PTFE | EPDM o PTFE | Contactar con Vincer |
| Temperatura | -10°C a 180°C | -10°C a 180°C | -10°C a 300°C |
| Rango de presión | 10 bar a 64 bar | Hasta 10 bar | 10, 16, 25, 40, 64 bar |
| Opciones de conexión | Roscado, Abrazadera, Brida, Soldado | Pinza | Con bridas (ANSI, JIS, DIN, GB) |
| Características principales | Control mejorado, funcionamiento a distancia, durabilidad | Diseño compacto, fácil instalación, limpieza frecuente | Automatización, control remoto, programabilidad, seguridad |
| Aplicaciones | Procesamiento químico, tratamiento de aguas, petróleo y gas | HVAC, tratamiento de aguas, diversas aplicaciones industriales | Petróleo y gas, tratamiento de aguas, generación de energía |
Si desea información más detallada, póngase en contacto con VINCER en sales@vincervalve.com directamente.
Conclusión
En un sector en evolución, la adopción de válvulas motorizadas aumentará a medida que éstas se conviertan en soluciones más eficientes y fiables para el control del flujo de fluidos. Las válvulas motorizadas son una solución preparada para el futuro que lleva la gestión de fluidos a la era moderna, tanto si busca mejorar la eficiencia energética, mejorar el control preciso o simplemente automatizar sus procesos.
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