¿Qué son las Válvulas de Compuerta?
Las válvulas de compuerta son válvulas que cierran una vía de flujo cerrando un fluido, como un líquido o un gas, con un disco (disco de válvula).
Generalmente, “válvula de compuerta” y “válvula de paso” también se utilizan como sinónimos. Son “un término genérico para válvulas en las que el obturador divide verticalmente el paso del fluido, abriéndolo y cerrándolo de forma que el paso del fluido se produce en línea recta”.
Se dice que las válvulas de compuerta se denominan así porque el disco (obturador de la válvula) se desliza en el paso del fluido y lo cierra, como la compuerta de una esclusa.
Usos de las Válvulas de Compuerta
Las válvulas de compuerta pueden controlar el flujo de fluidos en un amplio intervalo de presión y temperatura y se utilizan ampliamente en aplicaciones domésticas, de la industria en general y de la investigación académica. Los contadores de agua, los contadores de gas y las tuberías de los calentadores de agua son ejemplos conocidos de su uso.
Las válvulas de compuerta en particular se utilizan normalmente en posición totalmente abierta o totalmente cerrada, ya que el disco vibra cuando se utiliza en posición de apertura media. Por lo tanto, estas válvulas se utilizan como válvulas de cierre.
Normalmente, se instalan como válvulas de cierre en tuberías o como válvulas de división en tuberías de suministro de agua, por ejemplo, para válvulas permanentemente abiertas o cerradas. Las válvulas de compuerta manuales requieren mucho giro de la maneta y tardan en abrirse y cerrarse.
Las válvulas de compuerta con actuadores automáticos de apertura/cierre se utilizan, por tanto, para aperturas/cierres muy frecuentes o para el accionamiento a distancia.
Principio de los Válvulas de Compuerta
El principio de las válvulas de compuerta es muy sencillo: cuando está abierta, el disco (obturador) desciende por el cuerpo (caja de la válvula), cerrando el paso del caudal y cerrando el fluido. Una válvula cerrada hace lo contrario: eleva el disco y abre el paso del fluido, permitiéndolo.
1. Pérdida de Carga en Válvulas de Compuerta
Las válvulas de compuerta suelen diseñarse como válvulas de paso total y se caracterizan por una caída de presión extremadamente baja cuando están totalmente abiertas. Esto es porque hay poca diferencia en el área del paso de caudal entre el interior del cuerpo y la tubería de entrada/salida y el paso de caudal es casi recto.
Las válvulas de compuerta, así como las válvulas de globo, que suelen utilizarse como válvulas de cierre, tienen un paso de caudal en forma de S en el cuerpo, por lo que la pérdida de presión a plena apertura es mayor que la de las válvulas de compuerta.
La pérdida de presión se refiere a la cantidad de energía que se pierde cuando un fluido pasa por una tubería, causada por las pérdidas por fricción debidas a las paredes internas de la tubería y la generación de turbulencias.
2. Fenómeno del Golpe de Ariete en Válvulas de Compuerta
Las válvulas de compuerta son válvulas menos propensas al fenómeno del golpe de ariete porque tienen un recorrido relativamente grande al abrirse y cerrarse y no pueden abrirse y cerrarse rápidamente. El golpe de ariete se refiere al fenómeno de una subida o bajada transitoria de la presión de la tubería debido a un cambio repentino de la velocidad del flujo cuando la válvula se abre o se cierra rápidamente.
Las fluctuaciones de presión debidas al golpe de ariete pueden causar los siguientes problemas:
- Un aumento repentino de la presión provoca daños en las tuberías, las bombas conectadas, las válvulas y otros equipos, así como en los herrajes de soporte de las tuberías.
- Las caídas repentinas de presión provocan la deformación de las tuberías y daños en las mismas debido a los aumentos secundarios de presión causados por la separación de la columna de agua.
- Las fluctuaciones de presión dificultan el control de la presión.
Estructura de Válvulas de Compuerta
Las válvulas de compuerta constan principalmente de un cuerpo (caja de válvula), un disco (obturador), un vástago (vástago de válvula) y una maneta. Las válvulas de compuerta pueden accionarse mediante una maneta o un actuador.
Las válvulas de compuerta se accionan mediante manetas o actuadores. El mando está montado en el vástago y transmite la rotación al vástago. Cuando la válvula está abierta, la rotación de la maneta hace que el tornillo del vástago gire en una dirección que eleva el disco, mientras que el cierre de la válvula provoca la rotación opuesta para bajar el disco.
Tipos de Válvulas de Compuerta
1. Método de Funcionamiento para Abrir y Cerrar
Las válvulas de compuerta se pueden accionar y accionar para abrir y cerrar en los tres tipos principales siguientes
- Manual: rotación del vástago mediante una manivela, etc.
- Accionamiento neumático: rotación del vástago mediante un actuador neumático
- Accionamiento eléctrico: rotación del vástago mediante un actuador eléctrico.
2. Forma y Construcción del Disco
Las válvulas de compuerta se clasifican según la forma y construcción del disco en:
- Discos paralelos o en cuña: discos con sección transversal “paralela” o “en cuña”.
- Disco paralelo: combinación de dos discos paralelos entre sí, de modo que la presión del fluido ejerce una presión superficial sobre la superficie del asiento de salida.
- Doble disco: combinación de dos discos, en la que el vástago separa los discos y ejerce una presión sobre las superficies de asiento de entrada y de salida.
3. Versiones con y sin Elevación del Vástago
Las válvulas de compuerta tienen un vástago que gira para mover el disco hacia arriba y hacia abajo, pero puede o no cambiar de posición al girar el vástago.
- Tipo de vástago ascendente
Con el tipo de vástago ascendente, la posición del vástago o del mando sube o baja con la rotación del vástago. El grado de apertura y cierre puede determinarse mediante la posición del vástago o la maneta, por lo que el estado puede comprobarse visualmente. El vástago o la maneta se elevan, por lo que se necesita más espacio para accionar la maneta. - Vástago no ascendente
Con el tipo de vástago elevable, el vástago o la maneta no suben ni bajan con la rotación del vástago. El grado de apertura y cierre no puede determinarse por la posición del vástago o la maneta, por lo que no puede comprobarse visualmente. Además, como el vástago o la maneta no se elevan, se reduce el espacio disponible para accionar la maneta.
4. Material de la Carrocería
La selección del material del cuerpo se basa en los siguientes requisitos. Para más detalles, consulte el catálogo del fabricante correspondiente, etc.
- Tipo de fluido, presión, temperatura, velocidad de flujo, presencia o ausencia de impurezas
- Necesidad o no de resistencia a la corrosión