¿Qué es una Válvula de Retención?
Las válvulas de retención (en inglés: Check Valve) son válvulas que controlan el flujo de fluido en una tubería en una sola dirección e impiden el flujo en la dirección opuesta. Sinónimos de válvula de retención son; válvula antirretorno, válvula unidireccional, válvula de reflujo, válvula de retención de presión y válvula antirretorno. El término “válvula antirretorno” deriva de Check (detener) + Valve (válvula).
Aplicaciones de las Válvulas de Retención
Las válvulas antirretorno, también escritas como válvulas de retención, se utilizan cuando no se desea que el fluido fluya hacia atrás. Las aplicaciones básicas de las válvulas retención son:
- Prevención de la mezcla de dos fluidos
- Prevención del reflujo
- Control de la dirección del flujo
- Prevención de golpes de ariete
Cuando se instala en el punto de encuentro de dos fluidos, impide que éstos se mezclen entre sí y garantiza que sólo fluya uno de ellos.
Cuando se instala en la sección de tubería ascendente en el lado de descarga de la bomba, el fluido fluye mientras la bomba está en marcha, y la válvula de retención se cierra después de que la bomba se haya parado, impidiendo que el fluido de la tubería situada a un nivel superior aguas abajo de la bomba fluya de nuevo hacia la bomba.
En las tuberías de vapor, también se utiliza para evitar el golpe de ariete. El golpe de ariete es un fenómeno en el que la presión en una tubería sube y baja temporalmente debido a un cambio repentino en la velocidad del fluido. Las fluctuaciones de presión del fenómeno del golpe de ariete pueden dañar las bombas y las tuberías, y las válvulas antirretorno se utilizan como medida preventiva.
Principio de las Válvulas de Retención
En las válvulas de retención, el disco (obturador de la válvula) se acciona para abrirse y cerrarse en función de la diferencia de presión entre los lados de entrada (lado primario P1) y salida (lado secundario P2) del fluido. La diferencia de presión y la acción de la válvula son las siguientes
- Apertura: la presión del lado de entrada (lado primario P1) es superior a la del lado de salida (lado secundario P2) P1 > P2
- Cierre: lado de entrada (lado primario P1) presión inferior al lado de salida (lado secundario P2) P1 < P2
Cuando la presión en el lado de salida (lado secundario P2) es mayor, el disco es presionado contra la superficie del asiento por la contrapresión y se adhiere estrechamente, impidiendo el reflujo del fluido. Esta diferencia de presión hace que el disco se abra y se cierre automáticamente, permitiendo que el fluido “fluya” o “no fluya”.
Tipo de Válvula de Retención
Existen cinco tipos de válvulas de retención. Las características de cada uno de ellos son las siguientes:
1. Válvulas de Retención Oscilantes
Las válvulas de retención oscilantes tienen un flujo de fluido lineal y están montadas directamente sobre un brazo o disco, con el disco unido a un mecanismo de bisagra. El disco gira (oscila) sobre la bisagra como punto de apoyo y abre o cierra la válvula en función de la diferencia de presión del fluido.
Características
- Generalmente, cuando el disco está completamente abierto a pleno puerto, el disco no bloquea el paso del caudal y la caída de presión es baja.
- A plena carga significa que el paso de caudal en el cuerpo de la válvula tiene el mismo diámetro o mayor que el orificio de la tubería.
- Para discos más pesados, la presión diferencial mínima para abrir la válvula y la presión de rotura serán mayores. Para discos más ligeros, la diferencia de presión mínima para abrir la válvula y la presión de disparo será menor.
- La presión de rotura es la diferencia de presión para un caudal determinado.
- Como el disco gira sobre un eje de bisagra, el eje y el lado del cojinete están sujetos a desgaste debido a largos períodos de uso y funcionamiento frecuente. Esto puede dar lugar a una acción de apertura y cierre deficiente del disco y a una estanqueidad reducida entre el disco y el asiento.
- Como el disco tiene un ángulo de rotación relativamente grande desde que está totalmente cerrado hasta que está totalmente abierto, su respuesta a los cambios bruscos de presión es reducida.
Los discos pesados también presentan el problema de un mayor impacto sobre el asiento cuando la válvula se cierra repentinamente.
El sistema se utiliza cuando la tubería es vertical y el fluido circula de abajo hacia arriba. No se puede utilizar si el flujo es de arriba hacia abajo.
2. Válvulas Antirretorno de Elevación
Las válvulas antirretorno de elevación son mecanismos en los que el flujo de fluido tiene forma de S y el disco montado en el eje sube y baja. El disco sube y baja en función de la diferencia de presión y abre y cierra la válvula.
Características
- El paso de caudal tiene forma de S y la caída de presión es elevada.
- Debido al gran peso del disco, el diferencial de presión mínimo para la apertura de la válvula y la presión de rotura es alto.
Instalación
Limitada a la conexión a tierra sólo cuando las tuberías son horizontales. No puede utilizarse si la tubería es vertical y el fluido circula verticalmente.
3. Válvulas de Retención Wafer
Las válvulas de retención wafer son válvulas en forma de oblea, con el cuerpo de la válvula intercalado entre bridas e instaladas con pernos y tuercas apretados. El flujo del fluido es aproximadamente lineal e incorpora dos discos semicirculares con un mecanismo de bisagra.
Los dos discos giran y abren la válvula debido a la diferencia de presión del fluido en el fulcro de la bisagra, y giran en sentido contrario y cierran la válvula mediante muelles helicoidales fijados a los discos.
Características
- La trayectoria del flujo es casi recta y la caída de presión es pequeña.
- Cuerpo en forma de oblea, de perfil bajo y peso ligero en general.
- Puede montarse directamente, por ejemplo, en bombas.
- El disco es forzado a girar por un muelle y puede cerrarse inmediatamente, reduciendo así el fenómeno del golpe de ariete.
- Elevadas propiedades de estanqueidad y alto rendimiento de sellado.
- Pueden ser algo menos sensibles y menos duraderas a la cavitación y al flujo de fluido desequilibrado.
- Algunas tienen una vía de flujo de derivación incorporada, lo que elimina la necesidad de drenar el fluido residual o tender tuberías de derivación para el cebado.
Instalación.
Las tuberías pueden utilizarse en varias orientaciones: horizontal, vertical e inclinada. Si las tuberías son verticales, el fluido puede utilizarse tanto en dirección vertical como horizontal.
4. Válvulas de Retención de Bola
La válvula de retención de bola es un mecanismo en el que el flujo de fluido tiene forma de S y la bola del obturador de la válvula sube y baja. La bola sube y baja en función de la diferencia de presión y abre o cierra la válvula.
Características
- El paso del caudal es en forma de S o recto y la caída de presión no es muy elevada.
- La acción del disco es libre, por lo que se tolera la presencia de cuerpos extraños en el fluido.
- No es eficaz para evitar los golpes de ariete.
Instalación
Las tuberías están disponibles para aplicaciones horizontales y verticales; la versión vertical se abre y se cierra por el propio peso de la bola y no puede utilizarse si el fluido circula de abajo hacia arriba.
5. Válvulas de Retención de Disco de Muelle
La válvula de retención de disco de muelle es un mecanismo por el que el flujo de fluido rodea el disco en forma de S y el disco montado en el eje sube y baja. El disco sube debido a la diferencia de presión y la fuerza del muelle provoca la acción descendente para abrir o cerrar la válvula.
Características
- La trayectoria del flujo tiene forma de S y fluye alrededor del disco, lo que provoca una elevada caída de presión.
- El disco es ligero, el diferencial de presión mínimo para abrir la válvula y la presión de rotura son pequeños.
- La distancia operativa entre completamente abierta y completamente cerrada es pequeña y la respuesta es excelente.
Instalación
La tubería puede utilizarse tanto en orientación horizontal como vertical. Si la tubería es vertical, el fluido puede utilizarse en dirección de flujo vertical u horizontal.