Una válvula reductora de presión es una válvula de funcionamiento automático que se utiliza para reducir cualquier exceso de presión en un sistema. A veces, esta válvula también se conoce como regulador reductor de presión. La función básica de las válvulas reductoras de presión es reducir la presión más alta a una más baja. Se utilizan comúnmente en las industrias de agua, vapor y petróleo y gas . Una válvula reductora de presión se puede definir como una válvula de control automático de acción automática para reducir una presión de entrada no regulada más alta a una presión de salida constante y reducida, independientemente de las fluctuaciones en la presión del agua aguas arriba. En este artículo, aprenderemos sobre las funciones, tipos, aplicaciones y ventajas de las válvulas reductoras de presión.
Funciones de las válvulas reductoras de presión
Una válvula reductora de presión puede controlar la presión a través de la operación autónoma completamente automática sin la necesidad de una fuente de alimentación externa. Las principales funciones de una válvula reductora de presión son:
- En los sistemas de vapor, las válvulas reductoras de presión se utilizan para obtener un control preciso de la presión aguas abajo. Estas válvulas ajustan automáticamente la apertura de la válvula y ajustan la presión para mantenerla constante durante las fluctuaciones de presión.
- Las válvulas reductoras de presión seleccionadas correctamente se pueden utilizar para la protección contra golpes de ariete en condiciones definidas.
- También se pueden utilizar como válvulas de derivación para salvar el sistema durante cortes de energía.
- Las válvulas reductoras de presión son capaces de actuar rápidamente mediante la detección y el ajuste inmediatos en función de la presión aguas abajo.
Tipos de válvulas reductoras de presión
Una válvula reductora de presión en un sistema de vapor funciona equilibrando la presión del vapor con un resorte. La mayoría de las válvulas reductoras de presión modernas se fabrican utilizando este concepto básico. Según el mecanismo de control de la apertura de la válvula, las válvulas reductoras de presión se clasifican en dos tipos:
- Válvula reductora de presión de acción directa y
- Válvula reductora de presión pilotada.
Válvula reductora de presión de acción directa:
Las válvulas reductoras de presión de acción directa son ideales para cargas pequeñas donde no se requiere un control de presión preciso. Se fabrican en un tamaño compacto, económico y muy fácil de instalar. Sin embargo, por lo general tienen más variación de la presión establecida en comparación con su contraparte operada por piloto.
Las válvulas reductoras de presión de acción directa están diseñadas para la instalación en el punto de uso. Este es el tipo más simple de válvula reductora de presión que opera con un diafragma plano o un fuelle contorneado. No necesita una línea de detección externa aguas abajo para funcionar, ya que es autónomo. La precisión de las PRV de acción directa es típicamente (+/-) 10 % del punto de ajuste aguas abajo.
En las válvulas reductoras de presión de acción directa, el movimiento del resorte de ajuste ayuda a que la válvula se abra directamente. La compresión del resorte crea una fuerza de apertura en la válvula reductora de presión que aumenta el flujo. A medida que aumenta la presión aguas abajo, la compensación se produce alimentando la presión aguas abajo a la parte inferior del resorte de ajuste, donde su fuerza hacia arriba se equilibra con la compresión del resorte. La fuerza de compresión del resorte está limitada para permitir suficiente sensibilidad del resorte para igualar los cambios de presión aguas abajo. Esto provoca un control de presión simple a través de un orificio de válvula. Sin embargo, las altas tasas de flujo pueden causar variaciones de presión.
Válvula reductora de presión operada por piloto:
Las válvulas reductoras de presión operadas por piloto se usan normalmente para cargas más grandes que requieren un control de presión estricto. Proporcionan una respuesta más rápida a la variación de la carga y son adecuados para una gama más amplia de caudales en comparación con los tipos de acción directa. Son más grandes en tamaño y costosos.
Una válvula reductora de presión operada por piloto utiliza una válvula piloto para cargar un pistón o diafragma que aumenta la fuerza descendente utilizada para abrir una válvula principal más grande. Esto ayuda a una mayor capacidad de flujo con una menor variación de presión. Al equilibrar la fuerza entre el resorte de ajuste y la presión secundaria, se controlan la apertura y el cierre de la válvula piloto. Esta válvula piloto entrega presión a propósito al pistón o diafragma de la válvula principal. La fuerza hacia abajo creada por esta presión de flujo piloto es amplificada por el área del pistón o diafragma que permite la apertura de una válvula principal mucho más grande que brinda la capacidad de caudales muy altos.
Debido a esta amplificación, un pequeño cambio en la apertura de la válvula piloto da como resultado un gran cambio en el flujo y la presión aguas abajo a través de la válvula principal. Por lo tanto, un pequeño cambio en la fuerza del resorte de ajuste en el piloto logra una respuesta rápida en una amplia gama de caudales de vapor. La principal ventaja de la válvula reductora de presión operada por piloto es la respuesta rápida y el estricto control de presión aguas abajo.
Hay dos tipos de válvulas reductoras de presión operadas por piloto:
- Pistón operado internamente que incorpora dos válvulas, una piloto y una válvula principal, en una sola unidad. Proporciona una precisión de +/- 5%.
- Pilotado externamente donde los diafragmas dobles reemplazan al operador de pistón del diseño pilotado internamente. este tipo de válvula reductora de presión proporciona una precisión de +/- 1%.
La imagen en la Fig. 1 muestra los componentes de la válvula reductora de presión operada por piloto.
Aplicaciones de las válvulas reductoras de presión
Las válvulas reductoras de presión de acción automática se utilizan en los siguientes servicios:
Servicios de aire o gas: tanto las válvulas reductoras de presión de acción directa como las operadas por piloto para servicios de aire y gas se utilizan en sistemas de aire comprimido, herramientas eléctricas, sistemas de control neumático y válvulas de control para los sistemas de distribución y almacenamiento de gas industrial. La selección del tipo de válvula reductora de presión para estos servicios se basa en la precisión de control requerida.
Servicios de agua: Las válvulas reductoras de presión encuentran una amplia aplicación en los servicios de distribución de agua domésticos e industriales y en los sistemas de protección contra incendios. En general, se prefieren las válvulas reductoras de presión de acción directa para estos servicios. Durante escenarios de alta demanda, mantener las presiones del sistema se vuelve muy difícil. Las válvulas reductoras de presión se utilizan en aquellas líneas que pueden controlar efectivamente la presión aguas abajo hasta un límite aceptable.
Servicios de vapor: la mayoría de las válvulas reductoras de presión se utilizan en aplicaciones de vapor que involucran suministro directo de vapor, máquinas de vapor y turbinas.
Otros Servicios: Las válvulas reductoras de presión encuentran sus aplicaciones en los siguientes:
- Sistemas de lubricación de rodamientos en equipos industriales pesados y trenes de laminación.
- En prensas hidráulicas para controlar la presión del ariete.
- Para controlar la presión en los sistemas de fuel-oil.
- Para reducir la presión en esterilizadores, humidificadores, calefactores unitarios y pequeños equipos de proceso
Ventajas de las válvulas reductoras de presión
Las principales ventajas de una válvula reductora de presión son:
- Sin necesidad de fuente de alimentación externa.
- No se requieren elementos de medición separados o controladores de retroalimentación.
- Diseño simple con bajo costo.
- Alta fiabilidad y fácil mantenimiento
- Las fugas externas y la fuente de alta fricción se eliminan por la ausencia de empaquetadura en el vástago.
- Respuesta rapida
Válvula reductora de presión vs Válvula de alivio de presión
Las principales diferencias entre una válvula reductora de presión y una válvula de alivio de presión son
1.0 Las válvulas reductoras de presión mantienen una presión casi constante en el lado aguas abajo de la válvula. Entonces, esta válvula se usa solo para mantener o reducir la presión más alta. Mientras que las válvulas de alivio de presión se utilizan para proteger equipos y sistemas de alta presión cuando la presión del sistema o equipo excede el límite establecido.
2.0 Las válvulas reductoras de presión funcionan continuamente en la línea, mientras que las válvulas de alivio de presión aparecen solo cuando se excede el límite de presión establecida.
3.0 En una válvula reductora de presión, la línea piloto detecta la presión de salida, mientras que en una válvula de alivio de presión, la línea piloto detecta la presión de entrada.
4.0 En condiciones normales de trabajo, la válvula reductora de presión estará en la posición abierta pero la válvula de alivio de presión permanecerá en la posición cerrada.
