Anatomía de las Válvulas Industriales

Controlar el flujo de líquido, gas y, a veces, sólidos, las válvulas tienen un trabajo engañosamente simple. Al igual que un interruptor de encendido/apagado (o atenuador) para objetos tangibles, cada válvula está diseñada y construida para guiar el movimiento de un material específico.

Las válvulas industriales se utilizan en miles de productos y sistemas, desde infraestructura de agua hasta plataformas petrolíferas en alta mar. Dado que tienen una amplia variedad de aplicaciones, naturalmente se deduce que las válvulas vienen en miles, si no millones, de formas y tamaños. También abarcan la gama de lo simple a lo altamente complejo.

A pesar de los altos niveles de variación, la mayoría de las válvulas industriales se pueden descomponer en los mismos componentes básicos: cuerpo (o carcasa), capó, actuador, miembro de válvula y asiento.

Cuerpo de válvula

El cuerpo, o carcasa, de la válvula es a menudo el componente más grande. El material fluye a través del cuerpo entre los puertos, y todos los demás componentes de la válvula se conectan a él. Por ejemplo, una válvula de compuerta estándar tiene tres orificios: el puerto aguas arriba, donde el material fluye hacia el cuerpo; el puerto aguas abajo, donde el material sale del cuerpo, y otro orificio en la parte superior para conectar el capó y el actuador. Por supuesto, muchas válvulas también tienen tres o más puertos, pero la configuración básica es similar.

Dependiendo del tipo, tamaño y complejidad de la válvula, los cuerpos de válvula pueden estar compuestos de una sola pieza o fabricarse a partir de varias piezas separadas. Los procesos de fundición modernos que hacen uso de núcleos permiten la adición de cavidades internas complejas. Estos procesos, que incluyen la fundición de moldes de carcasa, la fundición de inversión y la fundición de moldes permanentes, se utilizan a menudo para las válvulas de fundición.

Capó de válvula

El capó de válvula no es necesario para todas las válvulas, pero la mayoría de las válvulas industriales estándar incluyen este componente. El capó se fija a la parte superior del cuerpo de la válvula utilizando roscas dentro del cuerpo de la válvula o pernos unidos a bridas tanto en el cuerpo como en el capó. Las características internas del capó permiten conectar componentes adicionales, como el actuador y el miembro de la válvula.

El capó a menudo permanece estacionario mientras la válvula está en uso, pero se puede quitar para reparar partes internas de la válvula o para limpiar el cuerpo de obstrucciones. En algunos casos, el capó se combina con el cuerpo como una sola parte. Incluso si se trata de piezas separadas, el capó a menudo se considera una característica del recinto general. Sin ella, el material que fluye a través de la válvula se escaparía, y sería imposible accionar la válvula.

Actuador de válvula

Los actuadores son, en cierto modo, el componente de válvula más importante. Proporcionan la capacidad de controlar el flujo; sin esa capacidad, una válvula es solo un canal o un contenedor. Los actuadores pueden ser tan simples como un volante o un mango, o tan complejos como un controlador de válvula automatizado y computarizado.

En una válvula de globo tradicional, el operador gira el volante en la parte superior de la válvula y el actuador mueve un vástago hacia arriba y hacia abajo a lo largo de un canal roscado dentro del capó. A medida que el vástago se mueve hacia arriba, libera el miembro de la válvula del asiento en forma de embudo y permite que el material fluya a través del cuerpo de la válvula.

Miembro de válvula

El miembro de válvula es el componente que evita directamente que el material fluya a través del cuerpo. Dependiendo del tipo de válvula, el miembro de la válvula puede adoptar muchas formas. Las válvulas de globo a menudo utilizan un miembro de válvula en forma de disco con lados cónicos, o incluso un miembro de válvula en forma de bola que se aprieta contra un asiento en forma de embudo. Las válvulas de bola se llaman así porque usan miembros de válvula esféricos, cortados para permitir el flujo cuando la válvula está abierta. Las válvulas de mariposa utilizan elementos de válvula en forma de disco que giran para permitir u obstruir el flujo.

Asiento de válvula

El asiento es una característica del cuerpo de válvula que actúa como contraparte del miembro de válvula. Cuando una válvula está sellada, el miembro de la válvula y el asiento deben estar en contacto completo, y la conexión debe estar lo suficientemente apretada para que ningún material pueda pasar. En una válvula de globo, el asiento coincide con los lados del miembro de válvula cónico en forma de disco, de modo que cuando los dos componentes se encuentran, forman un sello. De manera similar, en las válvulas de mariposa, los asientos están integrados en los cuerpos de las válvulas y permiten que se forme un sello cuando los miembros de las válvulas están en contacto completo. En muchos casos, los asientos de las válvulas están recubiertos con goma o teflón para permitir que se forme un sello hermético.

Fabricación de válvulas industriales

Dado que las válvulas se componen de varias partes diferentes, no se pueden fabricar utilizando un solo proceso. La fundición de metal es el método de elección para producir la mayoría de los componentes de válvulas, pero casi siempre deben mecanizarse antes de terminarlos.

Para proporcionar la mayor resistencia y capacidad de sellado, los cuerpos de las válvulas se pueden fundir como piezas individuales utilizando moldes y núcleos. El moldeado de la carcasa, la fundición de inversión y la fundición verde hacen que sea relativamente fácil producir piezas huecas con cavidades internas complejas. Debido a esta propiedad, estos tres procesos se utilizan a menudo para las válvulas de fundición.

Después de fundir las piezas de la válvula, el siguiente paso es utilizar el mecanizado CNC para terminar las piezas. Los puertos, donde el material entra y sale del cuerpo de la válvula, se pueden roscar para permitir que la válvula se una a las tuberías en ambos lados. La interfaz entre el cuerpo de la válvula y el capó de la válvula a menudo también está roscada, lo que permite conectar y separar las dos partes para el mantenimiento. Dependiendo del mecanismo de la válvula, los actuadores se pueden producir utilizando más mecanizado que fundición. El vástago roscado entre el actuador y el miembro de la válvula en las válvulas de compuerta a veces se puede mecanizar completamente a partir de material de barra. Si los miembros de la válvula no están completamente mecanizados, casi siempre requieren un poco de mecanizado para garantizar un ajuste preciso. Del mismo modo, mientras que la forma básica del asiento se puede incluir en la fundición del cuerpo de la válvula, también debe mecanizarse para garantizar un ajuste perfecto con el miembro de la válvula.

Para obtener más información sobre válvulas de fundición y componentes de válvulas de mecanizado, consulte nuestra publicación “Tipos y aplicaciones de válvulas”.