La principal clasificación de las bombas según el funcionamiento en que se base:
Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas, en las que el principio de funcionamiento está basado en la hidroestática, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en
- Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.
- Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.
- Radiales o centrífugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.
- Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.
- Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete
on unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta mas de 20000 lb/in
La palabra flujo expresa el movimiento de un fluido, pero también significa para nosotros la cantidad total de fluido que ha pasado por una sección de terminada de un conducto. Caudal es el flujo por unidad de tiempo; es decir, la cantidad de fluido que circula por una sección determinada del conducto en la unidad de tiempo.
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.
La válvula de aguja es llamada así por el vástago cónico que hace de obturador.
El desplazamiento del vástago, si es de rosca fina, es lento y el hecho de que hasta que no se gira un buen número de vueltas la sección de paso del fluido es mínima, convierte esta válvula en una buena reguladora de caudal, con poco desgate y cavitación a grandes presiones diferenciales.
Una aplicación de esta válvula está en los bypasses de la válvula entrada de las turbinas, normalmente de tipo mariposa o esférica y que no estan preparadas a trabajar contra toda la presión. La lenta obertura y el cierre regulado evita el golpe de ariete en la instalación.
Válvula Anular (Annular valve)
La válvula anular permite la regulacion de presión y caudal. No padece cavitación. Puede cerrar contra toda la presión.
El obturador tiene de forma cónica, se desplaza en la dirección axial de la tubería. El fluido pasa rodeando el obturador.
Válvula de Compuerta (Gate valve)
Es utilizada para el flujo de fluidos limpios y sin interrupción.
Cuando la válvula está totalmente abierta, el área de flujo coincide con el diámetro nominal de la tubería, por lo que las pérdidas de carga son relativamente pequeñas.
Este tipo de válvula no es recomendable para regulación o estrangulamiento ya que el disco podría resultar erosionado. Parcialmente abierta puede sufrir vibraciones.
Tienen un uso bastante extendido en el sector petroquímico ya que permite estanqueidades del tipo metal-metal. La operación de obertura/cierre es lenta. Debido al desgaste producido por la fricción no se recomienda en instalaciones donde su uso sea frecuente.
Requiere de grandes actuadores difíciles de automatizar. Son difíciles de reparar en la instalación. 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.
Las válvulas de diafragma se utilizan para el corte y estrangulación de líquidos que pueden llevar una gran cantidad de sólidos en suspensión.
En las válvulas de diafragma se aísla el fluido de las partes del mecanismo de operación. Esto las hace idóneas en servicios corrosivos o viscosos, ya que evita cualquier contaminación hacia o del exterior. La estanqueidad se consigue mediante una membrana flexible, generalmente de elastómero, pudiendo ser reforzada con algún metal, que se tensa por el efecto de un eje-punzón de movimiento lineal, hasta hacer contacto con el cuerpo, que hace de asiento.
Las aplicaciones de este tipo de válvula son principalmente para presiones bajas y pastas aguadas que a la mayoría de los demás equipos los corroerían y obstruirían. Son de rápida obertura.
Recomendada para • Servicio con apertura total o cierre total. • 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.
Variaciones • Tipo con vertedero y tipo en línea recta. • Materiales • Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.
Válvula de Globo (Globe valve) Las válvulas de globo son de uso frecuente gracias a su poca fricción y pueden controlar el fluido con la estrangulación al grado deseado. Las pérdidas de carga son importantes. El movimiento lineal del eje es más corto que en las de compuerta, lo que ahorra tiempo y desgaste. Aún así, las válvulas de globo de grandes tamaños requieren de grandes actuadores. La válvula es reparable en la instalación 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.
Variaciones Normal (estándar), en “Y”, en ángulo, de tres vías.
Materiales Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos. Componentes: diversos.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.
Registro en lubricación. Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura.
En la válvula de bola un macho esférico agujereado controla la circulación del líquido. El sellado en válvulas de bola es excelente, la bola contacta de forma circunferencial y uniforme el asiento, el cual suele ser de materiales blandos. Las aplicaciones más frecuentes de la válvula de bola son de obertura/cierre. No son recomendables usarlas en servicios de parcialmente abiertas por un largo tiempo bajo condiciones de alta caída de presión a través de la válvula, ya que los asientos blandos pueden tener tendencia a salir de su sitio y obstruir el movimiento de la bola. Dependiendo del tipo de cuerpo la válvula, su mantenimiento puede ser fácil. La perdida de presión en relación al tamaño del orificio de la bola es pequeña. El uso de la válvula está limitada por la resistencia a temperatura y presión del material del asiento, metálico o plástico. Se emplean en vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y materiales pulverizados secos. Según que abrasivos o fluidos fibrosos pueden dañar la superficie de la bola y asiento. Tipos de válvulas de bola: -Válvula de bola flotante (Float ball valve): La válvula se sostiene sobre dos asientos en forma de anillos. -Válvula de bola tipo “Trunnion”: La bola es soportada en su eje vertical de rotación por unos muñones. Estos absorben los esfuerzos que realizan la presión del fluido sobre la bola, liberando de tales esfuerzos el contacto entre la bola y el asiento por lo que el par operativo de la válvula se mantiene bajo. Este diseño es recomendado en aplicaciones de alta presión o grandes diámetros.
Tipos de Cuerpo: -Soldado: Las válvulas de bola soldadas garantizas la ausencia de fugas durante la vida de la válvula, y no requiere de mantenimiento operativo. Esto puede ser un factor muy importante especialmente para válvulas de bola instaladas en tuberías bajo tierra o submarinas. También se elige este diseño en fluidos peligrosos. -Entrada superior: La bola se puede extraer desmontando la tapa superior. La válvula puede ser reparada en la instalación. -Entrada lateral: Cuerpo de una sola pieza. La bola se monta desde una entrada axial. -Cuerpo partido: El cuerpo lo forma dos o tres piezas. Permite la inspección y mantenimiento de todas las parte internas.
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.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga.
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