Aplicaciones comunes de tres

May 20, 2023

La gestión del flujo de fluidos en diferentes aplicaciones industriales requiere el uso de múltiples válvulas que inician, detienen o redirigen el flujo de fluidos. La mayoría de estas válvulas son de dos vías, lo que significa que tienen un puerto de entrada y un puerto de salida.

Sin embargo, algunas aplicaciones de flujo requieren un tercer puerto, que proporciona dos puertos de entrada y una única salida o dos salidas y un puerto de entrada. Esto implica que estas válvulas pueden realizar las mismas funciones que las válvulas de dos vías y exhibir mejores características de rendimiento.

Las válvulas de tres vías ofrecen un medio rentable para controlar el flujo de fluido en diferentes aplicaciones al minimizar o eliminar múltiples válvulas de dos vías para ciertas operaciones. Por ejemplo, las válvulas de tres vías pueden mezclar fluidos con diferentes propiedades físicas y químicas o desviar la dirección del flujo según la configuración de los puertos. Existen en el mercado varios tipos de válvulas de tres vías para satisfacer las necesidades de control de flujo de diferentes aplicaciones industriales. Entre ellas se incluyen válvulas de bola de tres vías, válvulas de solenoide de tres vías, válvulas de mariposa de tres vías y válvulas de obturador multivía. En este artículo, la atención se centra en las válvulas de bola de tres vías. Estas válvulas contienen tres puertos identificados como A, B y AB.

Las válvulas de tres vías son populares en calderas industriales, tuberías de mezcla de productos químicos, sistemas de recolección y distribución de vapor, dispositivos de aire acondicionado y sistemas de tuberías complejos que contienen circuitos primarios y secundarios. Estas válvulas están disponibles en dos configuraciones internas, que afectan su rendimiento en las aplicaciones mencionadas.

Hay dos categorías amplias de válvulas de tres vías, a saber, puerto L y puerto T. La nomenclatura L y T representa la ruta del flujo de fluido a través de los tres puertos, dependiendo de la configuración de los puertos y la conexión a tuberías adyacentes.

Las válvulas de puerto L también se denominan válvulas desviadoras o válvulas de patrón L. El patrón en L describe la trayectoria del flujo de fluido a medida que viaja desde la entrada hasta las salidas. Por lo general, las válvulas de puerto L tienen dos puertos de salida y un único puerto de entrada.

Los puertos están identificados como A, B y AB. Por lo tanto, cuando el puerto A se utiliza como entrada, los puertos B y AB son salidas. Si el puerto B es la entrada principal, los puertos A y AB se convierten en las salidas. En otras configuraciones, el puerto AB es el puerto de entrada, mientras que los puertos A y B actúan como puertos de salida.

Para ilustrar cómo funcionan los puertos L, considere una válvula de bola de tres vías con el puerto AB como entrada. Suponga que el fluido fluye desde el puerto de entrada y viaja en la dirección correcta hacia el puerto de salida B, como se ilustra a continuación (Posición A). La válvula de tres vías contiene una palanca o actuador que se mueve 90 grados para alternar la dirección del flujo de fluido. Cuando la palanca se desplaza 90 grados en el sentido de las agujas del reloj, la bola bloquea el flujo de fluido a través del puerto B y lo redirige hacia el puerto A izquierdo, que se convierte en la nueva salida.

Otro cuarto de vuelta mueve las válvulas 180 grados desde su posición original. En este punto, la bola bloquea el flujo de fluido a través de ambos puertos de salida y se produce un cierre total del flujo de fluido. Ciertas válvulas de puerto L pueden girar 360 grados y tener dos posiciones de cierre. Los puertos L se pueden instalar en configuraciones horizontales y verticales. El puerto AB permanece en una posición abierta si la válvula de puerto L está instalada en una configuración de tubería vertical.

Las válvulas de puerto en T son vitales para hacer converger (mezclar) fluidos de dos fuentes y entregarlos a través de una salida común. Las válvulas son esenciales para dividir fluidos de una fuente en dos direcciones. Por tanto, estas válvulas pueden tener dos entradas y un único puerto de salida o una entrada y dos salidas. Cuando se utilizan puertos en T para el control de fluidos en procesos industriales, todos los puertos están en posición abierta a la vez. Implica que las válvulas pueden lograr un flujo directo e ininterrumpido de fluidos de servicio. Al igual que el puerto L, las válvulas de puerto T pueden caber en tuberías configuradas vertical y horizontalmente.

Accionar las válvulas de puerto T 90 grados hace que presenten características de rendimiento similares a las válvulas de tres vías de puerto L. El fluido fluirá desde la entrada común y viajará a través de un solo puerto de salida. Accionar la válvula 180 grados no tiene consecuencias para el flujo de fluido. Una desventaja de las válvulas de puerto T es su falta de cierre hermético. Estas válvulas no son adecuadas para tuberías que exigen un control estricto de fugas y emisiones fugitivas. Las válvulas de puerto T están equipadas con manijas de bloqueo que controlan las transiciones de cuarto de vuelta de los mecanismos de control de flujo. Esta característica facilita un mejor control volumétrico al mezclar o desviar fluidos de servicio.

Las válvulas de puerto en T se utilizan principalmente para servicios de mezcla en aplicaciones industriales. Las válvulas están conectadas a tuberías que transportan diferentes composiciones de fluidos. A medida que los fluidos de las diversas fuentes se fusionan en la válvula, se mezclan en proporciones controladas antes de pasar a secciones o procesos de tubería posteriores. Las válvulas de puerto en T generalmente brindan un control de flujo constante, lo que ayuda a los ingenieros a mezclar y tomar muestras de fluidos en diferentes secciones de tubería.

Es posible desviar el flujo de fluido utilizando válvulas de puerto L y T. Las válvulas de puerto L proporcionan una desviación de fluido en una dirección en un momento particular. Sin embargo, las válvulas de puerto en T pueden desviar fluidos a dos destinos a la vez. Las válvulas de puerto T también pueden permitir un flujo directo (desde el puerto de entrada A al puerto de salida B), que podría desviarse 90 grados al segundo puerto de salida AB. Es una configuración común en válvulas de puerto T utilizadas en aplicaciones de desvío, ya que esto no se puede lograr con una disposición de puerto L. Las válvulas de puerto L pueden desviar fluido entre dos tanques de almacenamiento. Una vez que un tanque se llena, la válvula (si está automatizada) cambia su posición y dirige el fluido entrante al tanque vacío. Dependiendo de la configuración, las válvulas de puerto T también pueden actuar como válvulas de puerto L para desviar el flujo de fluido entre tanques de almacenamiento.

Las válvulas de tres vías pueden operarse manualmente o automatizarse mediante actuadores eléctricos, neumáticos o hidráulicos. El tipo de actuador utilizado depende del nivel deseado de automatización de la válvula, el nivel de respuesta y las fuerzas de actuación requeridas.

Los actuadores neumáticos son preferibles por su rentabilidad y capacidad para sostener múltiples ciclos de válvula. Los actuadores hidráulicos pueden proporcionar un mejor par de accionamiento pero son más costosos que los actuadores neumáticos. Algunas válvulas de tres vías se accionan mediante actuadores eléctricos, que ofrecen mayor precisión pero tienen ciclos de trabajo más bajos que los actuadores neumáticos. Las válvulas de tres vías pueden proporcionar un control de flujo flexible en diferentes aplicaciones. Los múltiples puertos permiten a los ingenieros de procesos personalizar los procesos industriales utilizando menos válvulas.

Gilbert Welsford Jr. es el fundador de www.valveman.com y empresario de válvulas de tercera generación.