Comprender la válvula de mariposa eléctrica: De lo básico a lo avanzado

Las válvulas de mariposa eléctricas son esenciales en la industria moderna porque gestionan los fluidos de las tuberías de forma silenciosa y eficaz. Garantizan que el agua, los gases, los aceites y los medios corrosivos se manejen de forma segura y sin problemas en los procesos industriales. Este artículo le guiará a través de este importante equipo de automatización, empezando por sus componentes básicos y su funcionamiento y terminando con sus múltiples usos. También trataremos cómo elegirlas y cuidarlas, para que pueda convertirse en un experto en el uso de esta herramienta.

¿Qué es una válvula de mariposa eléctrica?

Una válvula de mariposa eléctrica se fabrica uniendo un actuador eléctrico a un cuerpo de válvula de mariposa. El cuerpo de la válvula está formado por un disco central giratorio. Cuando el disco gira con el vástago de la válvula, puede abrir, cerrar o controlar el flujo de fluido. El actuador eléctrico se encarga de controlar y mover la válvula. Recibe señales eléctricas, las transforma en fuerza de rotación y mueve el disco con precisión. Esto permite el control remoto y el funcionamiento automático, lo que mejora la eficacia y seguridad del control de fluidos y reduce los riesgos y gastos de la manipulación manual. Este tipo de válvula es distinta de las válvulas de bola, que utilizan una esfera para controlar el flujo. El conector del actuador lo conecta a los sistemas de alimentación y control.

¿Cómo funciona una válvula eléctrica?

El principio de funcionamiento de una válvula de mariposa eléctrica es sencillo. Si el actuador eléctrico recibe una orden de un sistema PLC o DCS, su motor interno se pone en marcha. La rotación del motor se transfiere al vástago de la válvula mediante un sistema de engranajes que la transforma en par. El vástago de la válvula permite que el disco acoplado gire 90 grados, por lo que se denomina válvula de cuarto de vuelta. Cuando el disco está paralelo a la tubería, la válvula está completamente abierta y el fluido circula sin restricciones. Si el disco está en ángulo recto con la tubería, la válvula se cierra y el fluido deja de circular. La válvula gestiona el caudal de fluido controlándolo en todas las demás direcciones. La posición exacta de la válvula suele controlarse mediante finales de carrera y finales de carrera auxiliares en el actuador que dan información al sistema de control. Los cojinetes internos hacen que el disco y el vástago giren suavemente y con poca fricción. Una válvula de mariposa eléctrica es similar a un conductor que guía suavemente un coche mientras circula; el flujo de fluido se controla mediante electricidad.

Tipos de válvulas de mariposa eléctricas

Existen diferentes tipos de válvulas de mariposa eléctricas. Se clasifican según el método de control, la estructura física, el método de conexión, así como sus aplicaciones adecuadas.

Por función de control

Basándose en la función de control, las válvulas de mariposa eléctricas se dividen principalmente en dos tipos:

• Tipo encendido/apagado: Estas válvulas sólo pueden estar totalmente abiertas o totalmente cerradas, como un interruptor de luz. Se utilizan normalmente para bloquear o desviar fluidos, proporcionando un control rápido de encendido/apagado. Su funcionamiento es sencillo y directo.
• Tipo modulante: Las válvulas de mariposa eléctricas modulantes pueden controlar con precisión la apertura del disco basándose en una señal de entrada analógica (como una corriente de 4-20 mA o una tensión de 0-10 V). Esto permite una regulación continua del caudal de fluido. Son ideales para el control preciso del caudal, la presión o la temperatura en procesos industriales complejos. Su función es similar a la de un grifo, en el que se puede ajustar el caudal de agua según sea necesario.

Estructura corporal

La estructura del cuerpo de la válvula es clave para que las válvulas de mariposa eléctricas se adapten a los distintos entornos de las tuberías. Las estructuras comunes incluyen:

• Tipo de oblea: Este tipo de válvula de mariposa es el más popular y también el más asequible. El cuerpo de la válvula se sujeta entre dos bridas y se fija con pernos de brida de tubería. Al ser pequeña y ligera, es perfecta para su uso en espacios reducidos.
• Tipo brida: La válvula de mariposa con bridas tiene bridas a cada lado que se atornillan directamente a las bridas de la tubería. Este tipo de estructura garantiza un sellado más fuerte y una conexión más estable, necesaria para tuberías más grandes y sistemas de mayor presión.
• Tipo de lengüeta: Las válvulas de mariposa con orejetas están equipadas con orejetas roscadas en el cuerpo de la válvula. Cada orejeta tiene su propio orificio para pernos, por lo que puede fijarse directamente a las bridas de las tuberías. Con este diseño, puede quitar una válvula de un lado sin molestar al otro lado que es útil para el mantenimiento.

Por tipo de conexión

Además de los métodos de conexión determinados por la estructura de la carrocería, existen otros tipos de conexión específicos:

• Tipo soldado: Suelen soldarse por encastre o a tope y ofrecen una estanquidad muy elevada. Este tipo es adecuado para aplicaciones de alta presión, alta temperatura o sensibles a las fugas.
• Tipo roscado: A menudo se encuentran en válvulas de menor tamaño, que se conectan a las tuberías mediante roscas. La instalación es sencilla.

Tipo Dimensión	Categoría específica	Características principales	Aplicaciones típicas
Función de control	Tipo encendido/apagado	Sólo abierto o cerrado, conmutación rápida	Bloqueo de fluidos, desviación
	Tipo modulante	Control preciso y continuo del caudal, la presión y la temperatura	Control de procesos, sistemas de automatización
Estructura corporal	Tipo de oblea	Compacta, económica, ligera, sujeta entre bridas	Tuberías de media-baja presión y espacio limitado
	Tipo brida	Conexión estable, estanqueidad fuerte, atornillado directo	Requisitos de gran diámetro, alta presión y gran estabilidad
	Tipo de lengüeta	Orificios para pernos independientes, permite el mantenimiento por un solo lado	Necesidades frecuentes de mantenimiento, tuberías que no pueden cerrarse fácilmente
Tipo de conexión	Tipo soldado	Muy alta estanqueidad, alta presión, alta temperatura	Petroquímica, vapor a alta presión
	Tipo roscado	Diámetro pequeño, instalación sencilla	Pequeño material, laboratorios

Ventajas de las válvulas de mariposa eléctricas

Las válvulas de mariposa eléctricas son valoradas en la industria por sus principales ventajas. Por este motivo, se utilizan a menudo en sistemas de control de fluidos.

La principal ventaja de las válvulas de mariposa eléctricas es su capacidad para ser controladas y automatizadas con precisión. El actuador eléctrico puede mover el disco en cualquier ángulo cuando recibe señales eléctricas. Esta capacidad es vital para procesos que requieren un control estricto de los parámetros, como la dosificación exacta de productos químicos en el tratamiento del agua o el control preciso de la temperatura en sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. El funcionamiento automatizado reduce la necesidad de trabajo manual y los errores humanos. También aumenta la eficacia de la producción y la uniformidad del proceso.

En segundo lugar, poder operar a distancia y garantizar la seguridad. Estas válvulas pueden manejarse desde una sala de control central sin tener que desplazarse hasta la propia válvula. Esto es necesario cuando se trabaja con medios peligrosos, altas temperaturas o presiones o lugares de difícil acceso. Hace el trabajo mucho más seguro para los operarios. Es similar a controlar maquinaria pesada a distancia; las válvulas de mariposa eléctricas ayudan a que las tareas peligrosas sean más seguras y sencillas.

En tercer lugar, la eficiencia energética y la ayuda al medio ambiente. La mayoría de los actuadores eléctricos dejan de consumir energía cuando alcanzan la posición de válvula deseada (excepto los de funcionamiento continuo). Consumen menos energía que las válvulas neumáticas, que siempre necesitan aire para funcionar. Además, el control preciso del caudal mejora el funcionamiento del sistema. Ayuda a ahorrar energía y apoya el actual impulso del crecimiento industrial ecológico. Funciona como una compuerta de embalse bien controlada. Proporciona agua para el riego sin desperdiciar mucha agua.

Por último, la instalación es fácil y los costes de mantenimiento son bajos. Las válvulas de mariposa eléctricas suelen estar diseñadas para ser compactas. Como resultado, requieren menos espacio para su instalación. El diseño de estos sistemas suele permitir un mantenimiento sencillo. Ayuda a evitar tiempos de inactividad y a reducir los gastos a largo plazo. Están construidos para durar, por lo que no es necesario sustituirlos con tanta frecuencia. Como resultado, se reduce el coste total de propiedad del coche.

Aplicaciones comunes de las válvulas de mariposa eléctricas

Las válvulas de mariposa eléctricas se utilizan en muchos ámbitos. Están en casi todos los sectores industriales que necesitan control de fluidos. Son una pieza clave de los procesos industriales modernos. He aquí algunos usos típicos:

• Tratamiento de agua y aguas residuales: En las plantas de agua y aguas residuales, las válvulas de mariposa eléctricas controlan el caudal de agua bruta, agua tratada y lodos. Esto permite un control preciso de la dosificación, la filtración y la descarga.
• Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC): En grandes edificios e instalaciones industriales, las válvulas de mariposa eléctricas ajustan el caudal de agua refrigerada, agua caliente o vapor. De este modo se controlan con precisión la temperatura y la humedad interiores y se optimiza la eficiencia energética.
• Industria química y farmacéutica: Estos sectores requieren una precisión extrema en la manipulación de fluidos. Las válvulas de mariposa eléctricas gestionan el flujo de fluidos corrosivos, fluidos y gases de gran pureza y otros medios en diversas reacciones químicas.
• Industria alimentaria: En la industria alimentaria, las válvulas de mariposa eléctricas sanitarias controlan el flujo de líquidos, lodos y vapor. Esto garantiza la calidad del producto y los estándares de higiene.
• Industria energética: El uso de válvulas de mariposa eléctricas está muy extendido en los sistemas de agua de refrigeración, sistemas de agua de alimentación de calderas y sistemas de tratamiento de gases de escape de centrales térmicas y nucleares. Controlan el flujo de volúmenes muy grandes de fluido.
• Industria minera y metalúrgica: Se utilizan para controlar el transporte de lodos, residuos, agua de refrigeración y diversas soluciones químicas. Pueden soportar condiciones de funcionamiento duras.
• Industria del petróleo y el gas: En la extracción, transporte y procesamiento de petróleo y gas, las válvulas de mariposa eléctricas controlan el flujo de petróleo crudo, gas natural, productos refinados y medios asociados. Se utilizan especialmente cuando se necesitan válvulas antideflagrantes.
• Fabricación de equipos: Muchas máquinas y equipos automatizados tienen recorridos de fluidos que utilizan válvulas de mariposa eléctricas. Garantiza el correcto funcionamiento del equipo.

Cómo elegir la válvula de mariposa eléctrica ideal

Elegir la válvula de mariposa eléctrica adecuada significa tener en cuenta las condiciones de funcionamiento, las propiedades del fluido, las necesidades de control y el presupuesto. Es como elegir la herramienta perfecta para un trabajo específico.

1. Comprender las propiedades de los medios: Para empezar, determine el tipo de medio fluido (agua, aceite, gas, lodo, medios corrosivos, etc.). También la temperatura, la presión, la viscosidad y si contiene partículas sólidas. Estos parámetros definen los materiales necesarios (cuerpo de la válvula, disco, junta) y la presión nominal. Los materiales habituales del cuerpo, por ejemplo, son el acero inoxidable y la fundición dúctil. Las juntas pueden ser de PTFE o grafito. El vástago de la válvula puede estar hecho de materiales especializados, como un vástago de grafito para algunas aplicaciones. También hay que tener en cuenta las turbulencias del flujo, que pueden afectar al rendimiento de la válvula.
2. Determinar la función de control y la precisión: ¿Necesita un simple control de encendido/apagado o una regulación precisa del caudal? Esta elección influye en si necesita un actuador eléctrico on/off o modulante. Para los tipos modulantes, tenga en cuenta el tipo de señal de control (por ejemplo, señales analógicas).
3. Considere el método de conexión y el espacio de instalación: Seleccione la construcción adecuada del cuerpo de la válvula en función del método de conexión de la tubería (brida, wafer, soldada, etc.) y del espacio disponible para la instalación. Las válvulas wafer compactas funcionan bien en espacios reducidos, mientras que las de brida son más adecuadas para diámetros mayores y presiones más elevadas. No pase por alto los requisitos específicos de instalación.
4. Selección del actuador y alimentación: Los actuadores eléctricos tienen diferentes índices de par y velocidad. Selecciónelo en función del tamaño de la válvula y las condiciones de funcionamiento. Confirme también la tensión de alimentación disponible (por ejemplo, AC220V, DC24V). Para zonas peligrosas que necesiten protección contra explosiones, elija un actuador con la clasificación antideflagrante adecuada.
5. Reputación de marca y servicio posventa: Elija una marca conocida. Debe ofrecer productos de primera calidad junto con asesoramiento profesional sobre la selección de productos, asistencia técnica y un completo servicio posventa.
6. Certificaciones y normas: Compruebe si la válvula cumple las normas internacionales o regionales pertinentes (por ejemplo, API, ISO, CE, RoHS, SIL, FDA) en función de los requisitos del proyecto o del sector. Por ejemplo, en aplicaciones de agua, el cumplimiento de las normas AWWA puede ser crucial, o las certificaciones CSA para los mercados canadienses.

Si busca una válvula de mariposa eléctrica, VINCER es una empresa que ofrece soluciones de válvulas automatizadas con una amplia gama de productos que incluye válvulas eléctricas y neumáticas. Se comprometen a proporcionar a los clientes excelentes servicios integrales de válvulas automatizadas. El equipo de profesionales de VINCER puede determinar lo que necesitan los clientes teniendo en cuenta ocho elementos principales: análisis del medio, temperatura, análisis de la presión del medio, tiempo de apertura/cierre del medio, normas de conexión, métodos de control, requisitos de material y posición y espacio de instalación. VINCER ofrece tanto productos estándar como soluciones personalizadas para colocar equipos en diversas zonas y para distintos usos. Sólo utilizan los mejores materiales de sellado importados para sus productos. Por lo tanto, las válvulas son capaces de soportar el desgaste, el calor y la corrosión, lo que les permite durar más tiempo en situaciones difíciles. Los productos de VINCER están homologados con certificaciones internacionales, por lo que los clientes pueden confiar en su fiabilidad. Tras la compra, el equipo de ingenieros de VINCER ofrece ayuda profesional, que incluye análisis de errores, soluciones y asistencia remota, para garantizar la resolución de los problemas de los clientes.

Mantenimiento y resolución de problemas

Es importante mantener y reparar rápidamente las válvulas de mariposa eléctricas para que el sistema funcione sin problemas durante mucho tiempo. Las inspecciones periódicas ayudan a detectar problemas a tiempo y a evitar que se conviertan en problemas graves.

Mantenimiento rutinario

• Controles periódicos: Observe el exterior del actuador en busca de fugas, corrosión o cualquier otro daño. Inspeccione la cubierta del actuador en busca de cualquier daño, y compruebe los terminales en busca de corrosión o flojedad.
• Lubricación: Siguiendo las instrucciones del fabricante, lubrique los engranajes del actuador y los componentes móviles, como el vástago de la válvula. De esta forma se minimiza el desgaste y la fricción.
• Limpieza: Para válvulas y actuadores, asegúrese de mantener limpias las superficies exteriores. Esto ayuda a evitar la acumulación de polvo y suciedad que puede interferir con la disipación de calor o afectar al funcionamiento.
• Prueba de funcionamiento: Ejecute ciclos completos de rutina de apertura y cierre. Compruebe que el movimiento de la válvula es suave y sin atascos. Para las válvulas modulantes, compruebe su precisión en la regulación dentro del rango especificado.

Problemas comunes y solución de problemas

• La válvula no abre/cierra:
  • Comprobar potencia: Asegúrese de que la fuente de alimentación esté operativa y de que no haya fluctuaciones de tensión.
  • Comprobar señal de control: Confirme mediante pruebas que el actuador ha recibido la señal de control.
  • Comprobar actuador: Compruebe si el motor interno del actuador o el mecanismo de accionamiento están dañados. El motor podría estar quemado o los engranajes internos podrían estar atascados.
  • Cuerpo de la válvula de retención: Verifique que no haya materiales extraños y que el disco de la válvula no esté obstruido al movimiento, lo que causaría atascamiento.
• Fuga en la válvula:
  • Sellos de control: Pueden estar envejecidos, desgastados o dañados.
  • Asiento de la válvula de retención: Puede haber una deformación o daño que cause un sellado incorrecto.
  • Comprobar los pernos de conexión: El aflojamiento de los tornillos de conexión de la brida puede provocar una mala estanqueidad.
• Precisión de control reducida:
  • Calibrar el actuador: Los actuadores modulantes pueden necesitar recalibración. Esto garantiza una correspondencia correcta con la señal de control.
  • Comprobar sensores: Compruebe los finales de carrera y los dispositivos de realimentación de posición. Asegúrese de que funcionan correctamente con la retroalimentación del sistema.
• Ruido anormal:
  • Comprobar la lubricación: Puede que la lubricación sea insuficiente, provocando un aumento de la fricción en las piezas móviles, posiblemente dentro de los cojinetes.
  • Comprobar fijaciones: El aflojamiento de las fijaciones y bridas de la válvula y el actuador puede provocar un funcionamiento inestable.

Si se encuentra con problemas complejos que su equipo no puede resolver, no dude en ponerse en contacto con su proveedor para obtener una ayuda más completa y técnica.

Conclusión

Las válvulas de mariposa eléctricas son necesarias para gestionar fluidos. Son muy precisas y pueden gestionarse automáticamente. Se aplican en el tratamiento de aguas, el procesamiento químico y la climatización para diversas tareas de control, sencillas o avanzadas. Debe conocer las condiciones de trabajo, los materiales implicados y el grado de control necesario para elegir la mejor válvula de mariposa eléctrica. Un mantenimiento adecuado ayudará a que su válvula dure más tiempo.

Las válvulas de mariposa eléctricas contribuyen a la seguridad de los procesos industriales, del mismo modo que los barcos se guían por barreras mediante instrucciones claras.