• Reductor de alimentación • Finales de carrera.
• Limitadores mecánicos de carrera. • Mandos manuales.
• Electroválvulas. -Transmisores de posición
A pesar de la implantación de los posicionadores inteligentes digitales se sigue solicitando por los usuarios una transmisión de posición con señal de salida analógica 4-20 mA. para información de posición de válvula en sala de control. Se puede conseguir de varios modos:
-
Tarjeta ó módulo adicional dentro del propio posicionador ó un transmisor independiente con otra toma de movimiento del vástago distinta al posicionador. Esto a veces es así especificado por criterio de seguridad.- Relés neumáticos.
1. De bloqueo ó enclavamiento. Van acoplados entre salida de posicionador y actuador. Su
misión es dejar la válvula en la última posición en la que estaba regulando cuando se produzca un fallo de aire de alimentación ó baje la presión por debajo de un valor mínimo admisible por la válvula
2. Booster. Son amplificadores de caudal de aire que ayudan a una maniobra rápida cuando se especifica una determinada velocidad de operación ó por ser un actuador de gran volumen. Los hay de varios tamaños. Se seleccionen en función del tamaño del actuador y de la velocidad de operación que se pretenda conseguir.
3. Descarga rápida. (Quick exhaust) Es un accesorio que facilita el venteo rápido del actuador
cuando la presión baja de un determinado valor. 4.
En estos últimos casos no hay que descuidar el tamaño del tubing y racores neumáticos que tendrían que ser sobredimensionados para permitir mayor caudal de aire sin perdida de presión.
-
Reductores alimentación.Todo posicionador irá precedido y alimentado a través de un mano-reductor con filtro ajustado a la presión de alimentación reducida que precise el actuador de válvula. El tamaño standard es de ¼” NPT pero si fuera necesario – por caudal – se pondrán mayores ó bien dos en paralelo.
Los mano-reductores reúnen en un equipo la función reductora de presión con un filtro adicional para que al posicionador le llegue el aire completamente limpio. Previamente debe garantizarse una calidad de aire de instrumentos que normalmente se especifica como limpio, con un valor < a 3 micrones y seco, con un punto de rocío 10º C por debajo de la temperatura ambiente. Contenido en aceite < 1ppm.
Posicionador + electroválvulas + relé de bloqueo + reductor aire
• En la figura anterior se ve una válvula con posicionador electroneumático, relé de enclavamiento y electroválvula. Esta electroválvula permite el paso de la señal neumática al actuador.
- Finales de carrera. Si se quiere tener información de posiciones abierta – cerrada de las válvulas se pueden acoplar:
Finales de carrera SPDT ó DPDT. Detectores de proximidad inductivos.
El tipo, tamaño, poder de ruptura, etc. debe quedar bien indicado en la especificación técnica de la válvula.
- Limitadores mecánicos. Además de poder limitar por software la señal para recortar por arriba ó por debajo la carrera, en algunas aplicaciones es mejor colocar limitadores mecánicos en el propio actuador:
Bien para que no cierre del todo, por ejemplo válvulas de combustible a mecheros que mantengan una llama piloto, etc.
Bien que no abra del todo a fin de limitar el caudal. Caso típico es el de las recirculaciones de bombas donde se ajusta la válvula a un determinado caudal máximo y no más.
- Mandos manuales. Se solicitan cuando no hay by-pass ó cuando se quiera tener la posibilidad de ajuste manual, fuera de control. Pueden ser laterales, es decir, situados lateralmente en el actuador, ó superiores.
Estos últimos empujan el vástago de forma directa, por esto se usan sólo en aquellos casos que tengamos actuadores pequeños ó con resortes blandos. Cualquiera que sea su diseño debe permitir el movimiento libre de válvula cuando esté regulando.
Volantes manuales laterales y superiores en actuadotes de membrana resorte
- Electroválvulas.
Se intercalan en el tubing neumático para hacer varias funciones:
- Anular (cortar) la señal neumática al actuador y llevar la válvula a posición segura. - Ventear el actuador y permitir que el resorte abra ó cierre la válvula.
- Maniobras en válvulas on-off, con actuadores de simple ó doble efecto.
Lo más corriente es que sean de tres vías. En su selección se tendrá en cuenta el paso interno a fin de no provocar retrasos en la señal neumática.
Cuando se especifiquen electroválvulas hay que indicar: - Función a realizar: excitada con corriente, sin corriente. - Presión de aire a manejar.
- Tensión eléctrica de maniobra. - Protección eléctrica de la bobina. - Tipo de terminales.
- Si precisan rearme: manual ó eléctrico.
- Criterios de selección y compra
En la hoja de datos preliminar, se puede indicar el tipo de actuador preferido: neumático, de membrana resorte, de pistón, electrico, hidraulico, etc. Dentro de cada tipo, corresponde al fabricante estudiar y ofertar el tamaño más adecuado para cada aplicación.
Puede ocurrir que, aunque se pida un tipo, sea preciso usar otro por necesidades de esfuerzo y/o velocidad de operación ó nivel de estanqueidad, tipo de estopada, etc.
La acción por fallo de aire, la carrera y el nivel de cierre requerido, así como la presión de aire disponible para la maniobra, condicionan la selección. Por tanto. En la hoja de datos de consulta se deberán indicar todos estos datos. Su ausencia impiden la determinación del tipo-tamaño.
Es responsabilidad el fabricante el cálculo y selección del actuador.
En principio se debe adquirir aquel actuador que cumpla la mejor relación prestaciones/precio, considerando todos los accesorios requeridos y que vayan montados sobre él. El coste de montaje de estos accesorios puede variar de un actuador a otro y por esto pueden condicionar el proceso de selección.
En la medida de lo posible se atenderá a un criterio de homogeneidad cuando de un proyecto con muchas válvulas se trate, pero admitiendo excepciones para aplicaciones especiales que lo requieran.
Datos mínimos para la especificación actuadores: • Tipo ( en general)
• Posición por fallo de aire.
• Presión diferencial máxima de cierre. • Nivel de estanqueidad de la válvula • Tiempo de operación
• Presión de aire máxima disponible • Accesorios
5- TIPOS DE DERRAME
Previamente a definir las fórmulas y procedimientos de cálculo es preciso analizar los fenómenos que pueden ocurrir en las válvulas de control al circular un fluido líquido ó gaseoso y los coeficientes y parámetros que surgen de este análisis para su posterior aplicación en el proceso de cálculo y selección
1 - Derrame con líquidos
La circulación de un fluido líquido a través de una tubería depende de cuatro factores fundamentalmente, que son:
- DN de la tubería (d) - Densidad (ρ) - Viscosidad (Vis) - Velocidad (V)
Su combinación permite calcular el Nº de Reynolds para una sección circular, el nº de Re sería:
Re= ρ V d / Vis = ρ Q d / Vis A El cociente Q/A es la velocidad- “V”
Siendo: ρ = Densidad Kg/l.
V = Velocidad m/seg. A = Área (m) d = diámetro en cm.
Vis = Viscosidad dinámica en cp. [cp = Vis. Cinemática cst. x peso especifico]