Valvulas

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
SEDE QUITO
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA
Tema: Tipos de válvulas
Autor
Cristian Jaramillo
Profesor
Ing. Orlando Pineda
Quito, 13 de julio de 2013

Válvula de globo
La válvula de globo es adecuada para utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones,
desde el control de caudal hasta el control abierto-cerrado (On-Off).
Cuando el tapón de la válvula está en contacto firme con el asiento, la válvula está cerrada.
Cuando el tapón de la válvula está alejado del asiento, la válvula está abierta. Por lo tanto,
el control de caudal está determinado no por el tamaño de la abertura en el asiento de la
válvula, sino más bien por el levantamiento del tapón de la válvula (la distancia desde el
tapón de la válvula al asiento). Una característica de este tipo de válvula es que incluso si se
utiliza en la posición parcialmente abierta, hay pocas posibilidades de daños al asiento o al
tapón por el fluido. En particular, el principal tipo de válvula de globo utilizada para control
de caudal es la válvula de aguja.
Recomendada para
Estrangulación o regulación de circulación.
Para accionamiento frecuente.
Para corte positivo de gases o aire.
Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.
Aplicaciones
Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.
Ventajas
Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento.
Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste
en el vástago y el bonete.
Control preciso de la circulación.
Disponible con orificios múltiples.

Desventajas
Gran caída de presión.
Costo relativo elevado.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos.
Componentes: diversos.
Válvula de bola
Una válvula de bola, conocida también como de "esfera" de ¼ de vuelta, es un mecanismo
de llave de paso que sirve para regular el flujo de un fluido canalizado y se caracteriza
porque el mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de esfera perforada.
Se abre mediante el giro del eje unido a la esfera o bola perforada, de tal forma que permite
el paso del fluido cuando está alineada la perforación con la entrada y la salida de la
válvula. Cuando la válvula está cerrada, el agujero estará perpendicular a la entrada y a la
salida. La posición de la manilla de actuación indica el estado de la válvula (abierta o
cerrada).

Recomendada para:
Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.
Cuando se requiere apertura rápida.
Para temperaturas moderadas.
Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Aplicaciones
Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.
Ventajas.
Bajo costo.
Alta capacidad.
Corte bidireccional.
Circulación en línea recta.
Pocas fugas.
Se limpia por si sola.
Poco mantenimiento.
No requiere lubricación.
Tamaño compacto.
Cierre hermético con baja torsión (par).
Desventajas
Características deficientes para estrangulación.
Alta torsión para accionarla.
Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.
Propensa a la cavitación.

Variaciones
Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías,
Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño reducido.
Materiales
Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros
inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC.
Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.
Válvula de mariposa
El funcionamiento básico de las válvulas de mariposa es sencillo pues sólo requiere una
rotación de 90º del disco para abrirla por completo. La operación es como en todas las
válvulas rotativas rápida.
Poco desgaste del eje, poca fricción y por tanto un menor par, que resulta en un actuador
más barato. El actuador puede ser manual, oleohidráulico o motorizado eléctricamente, con
posibilidad de automatización.

La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco
circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total.
Servicio con estrangulación.
Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.
Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.
Para baja ciada de presión a través de la válvula.
Aplicaciones
Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.
Ventajas
Ligera de peso, compacta, bajo costo.
Requiere poco mantenimiento.
Número mínimo de piezas móviles.
No tiene bolas o cavidades.
Alta capacidad.
Circulación en línea recta.
Se limpia por si sola.

Desventajas
Alta torsión (par) para accionarla.
Capacidad limitada para caída de presión.
Propensa a la cavitación.
Variaciones
Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.
Materiales
Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación
20, bronce, Monel.
Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N,
neopreno, Hypalon.
Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.

Válvulas de compuerta.
La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco
vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento
La válvula tiene una resistencia mínima a la circulación y es recomendada para la función
de todo o nada o para regular sin estrangulación y en usos pocos frecuentes.
Se las aplica en servicio general, aceites y petróleo, aire, pastas semilíquidas, líquidos
espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.
Recomendada para
Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.
Para uso poco frecuente.
Para resistencia mínima a la circulación.
Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, aceites y gas, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y
líquidos no condensables, líquidos corrosivos.
Ventajas
Alta capacidad.
Cierre hermético.
Bajo costo.
Diseño y funcionamiento sencillos.
Poca resistencia a la circulación.

Desventajas
Control deficiente de la circulación.
Se requiere mucha fuerza para accionarla.
Produce cavitación con baja caída de presión.
Debe estar cubierta o cerrada por completo.
La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
Variaciones
Cuña maciza, cuña flexible, cuña dividida, disco doble.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, Monel, acero fundido, acero
inoxidable, plástico de PVC.
Componentes diversos.

Válvulas de Retención (Check)
La válvula de retención está destinada a impedir una inversión de la circulación. La
circulación de líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se
cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de
columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa
Válvulas de retención del columpio.
Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la
presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación
inversa. Hay dos diseños: uno en "Y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el
esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en
línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.
Válvulas de retención de elevación
Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco
se eleva con la presión normal en la tubería y se cierra por gravedad y la circulación
inversa.
Válvula de retención de mariposa
Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el
centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la
válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia
corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.
Recomendada para
Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la tubería.
Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.
Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.

Aplicaciones
Para servicio con líquidos a baja velocidad.
Ventajas
Puede estar por completo a la vista.
La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.
El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.
Variaciones
Válvulas de retención con disco inclinable.
Materiales
Cuerpo: bronce, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido, acero inoxidable,
acero al carbono.

Válvula se seguridad
Las válvulas de alivio de presión, también llamadas válvulas de seguridad o válvulas de
alivio, están diseñadas para liberar un fluido cuando la presión interna de un sistema que lo
contiene supere el límite establecido (presión de tarado). Su misión es evitar una explosión,
el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión. Existen también las válvulas de
alivio que liberan el fluido cuando la temperatura supera un límite establecido.
La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un
salto para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.
La válvula se recomienda para sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de
presiones y puede trabajar con agua caliente, vapor de agua, gases y otros vapores.
Aplicaciones
Las válvulas de seguridad normalmente se utilizan en generadores de vapor, calderas y
sobrecalentadores. También pueden ser utilizadas en servicios generales de aire y vapor en
refinerías. La tubería de descarga cuando se usan este tipo de válvulas generalmente tienen
un sistema seccionado con codo y charola para recolección de condensados.
Las válvulas de seguridad no deben ser usadas en servicios corrosivos en refinerías, en
servicios con contrapresión, en donde la descarga deba ir conectada a un lugar remoto, en
donde no se desea el escape del fluido alrededor de la válvula, en servicios de líquidos o
como controladora de presión o como válvulas de derivación.
Ventajas
 Bajo costo.
 No se requiere potencia auxiliar para la operación.
Variaciones
 Seguridad, desahogo de seguridad.
 Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio corrosivo.

Materiales
Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE,
acero inoxidable, Hastelloy, Monel.
Válvula de control.
La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de
control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de
paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.
Partes de la válvula de control.
Las válvulas de control constan básicamente de dos partes que son: la parte motriz o
actuador y el cuerpo.
Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico
o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de
rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son
accionadas neumáticamente.

Cuerpo de la válvula: este está provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y
una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de
bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar
la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su
propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al
actuador.
La válvula de control
La válvula de control es básicamente un orificio variable por efecto de un actuador.
Constituye el elemento final de control en más del 90 % de las aplicaciones industriales. En
la figura siguiente se ve una válvula globo con un actuador neumático de diafragma en
donde se indican las diversas piezas que la constituyen
Estos elementos los podemos considerar constituidos por dos partes:
Actuador: recibe la señal de controlador y la transforma en un desplazamiento (lineal o
rotacional) merced a un cambio en la presión ejercida sobre el diafragma.
Cuerpo: el diafragma está ligado a un vástago o eje que hace que la sección de pasaje del
fluido cambie y con ésta el caudal.

Válvulas de diafragma
Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un
diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender
el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación
Características.
El diafragma flexible sujeto a un compresor funciona cómo obturador, cuando el vástago de
la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce un sellado y corta la
circulación.
Se emplea para apertura total o cierre total, estrangulación y en bajas presiones de
operación, en fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas
fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.
Recomendada para
Para servicio de estrangulación.
Para servicio con bajas presiones de operación.
Aplicaciones
Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos,
alimentos, productos farmacéuticos.
Ventajas
 Bajo costo.
 No tienen empaquetaduras.
 No hay posibilidad de fugas por el vástago.
 Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas en los
productos que circulan.

Desventajas
 Diafragma susceptible de desgaste.
 Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.
Válvula solenoide
Es un dispositivo operado eléctricamente variando la corriente que circula a través de un
solenoide (conductor ubicado alrededor de un émbolo, en forma de bobina) y es utilizado
para controlar el flujo de líquidos o gases en posición completamente abierta o
completamente cerrada. Al circular la corriente por el solenoide genera un campo
magnético que atrae el émbolo móvil, al finalizar el efecto del campo magnético, el embolo
vuelva a su posición por efecto de la gravedad, un resorte o por presión del fluido a
controlar.

Se hallan muchos tipos de válvulas de solenoide. Todas ellas trabajan con el principio físico
antes descrito, sin embargo se pueden agrupar de acuerdo a su aplicación, construcción o
forma.
Según su aplicación
 Acción Directa u Operadas mediante piloto.
Según su construcción
 Normalmente abierta o Normalmente cerrada
Según su forma
 De acuerdo al número de vías.
Materiales
Cuerpo de la válvula
Para fluidos neutros se utiliza bronce o lata. En fluidos sometidos a altas temperaturas (o
vapor por ejemplo) se usa acero o acero inoxidable(más resistente a la corrosión). En otros
casos, con el objetivo de disminuir los costos, se utilizan materiales plásticos o PVC.
Bobina
Se construye en general a partir de conductores de cobre aislados. La zona del émbolo
móvil que entra en contacto con el fluido, se fabrica de acero inoxidable, de esta manera se
logra resistencia a la corrosión.
Materiales sellantes
Se toman en cuenta para la elección de este material las condiciones de temperatura,
químicas y mecánicas de cada aplicación en particular. Para fluidos neutros con
temperaturas bajas, por lo general se utiliza Viton. Para trabajos con altas temperaturas se

utiliza EPDM y PTFE, materiales que ofrecen gran resistencia ante condiciones adversas
de temperatura y acidez.
APLICACIONES
Las válvulas de solenoide tienen múltiples aplicaciones, dada su versatilidad como actuador
en controles on-off. Se expondrán dos aplicaciones simples donde la válvula solenoide
juega un papel importante.
Ventajas
Las válvulas normalmente abiertas radica en que permanecerán abiertas en caso de fallas en
el sistema eléctrico, algo necesario en algunos casos. Estas válvulas con utilizadas
especialmente en labores que requieren que haya un flujo de fluido la mayor parte del
tiempo.

Válvulas de macho
La válvula de macho es de ¼ de vuelta, conocidas por su nombre inglés "Plug valves" por
el obturador. Aunque las válvulas de bola son de alguna forma un tipo de válvula macho,
son tratadas como otra clase.
El obturador puede ser cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede
mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°
Recomendada para
Para baja caída de presión a través de la válvula.
Para resistencia mínima a la circulación.
Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.
Aplicaciones
Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos.
Ventajas
Alta capacidad.
Bajo costo.
Cierre hermético.
Funcionamiento rápido.
Desventajas
Requiere alta torsión (par) para accionarla.
Desgaste del asiento.
Cavitación con baja caída de presión.

Variaciones
Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.
Materiales
Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20, Monel, níquel,
camisa de plástico.

BIBLIOGRAFÍA
Mecánica de fluidos aplicada, Robert. L. Mott, Prentice Hall Hispanoamericana. S.A.,
Cuarta edición, México 1996.
http://www.valvias.com/tipos-de-valvulas.php
http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_industrial
http://www.uclm.es/area/ing_rural/Hidraulica/PresentacionesPDF_STR/Valvulas-1.pdf
http://www.herrera.unt.edu.ar/controldeprocesos/tema_3/tp3c.pdf

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