Este tipo de válvulas (foot valve / válvula de pie) encaja en el grupo conocido como válvulas de retención, funcionan de forma similar a una válvula de retención tipo bola pero en uno de sus extremos es abierto permitiendo que el líquido fluya hacia adentro, sin embargo se cierra rápidamente si el flujo cambia de dirección intentado salir de la linea, la válvula de pie cuenta con una pantalla "coloquialmente conocida como malla" que le sirve para evitar residuos dentro de la linea, dichos residuos deben ser retirados regularmente para evitar obstrucciones en la linea.

Las válvulas de pie son generalmente instaladas en la parte inferior  de una linea de tuberías,  o en una bomba, su función es que el cuerpo de la bomba y en si todo la linea de tuberías siempre este lleno con el fluido que se esta transportando (cebado), por este motivo generalmente las válvulas de pie son instaladas con un diámetro mayor (hasta 7 veces) al de la tubería, para evitar la perdida de carga/presión del fluido por la linea.

Partes de la válvula de pie con membrana:

Materiales de fabricación:

Cuerpo:

1. PVC (Policloruro de vinilo).
2. Acero inoxidable (AISI 316/AISI304).
3. HDPE (High Density Polyethylene) polietileno de alta densidad.
4. Bronce.
5. Latón.
6. CPVC (policloruro de vinilo clorado) "termoplástico".

Guia:

1. Teflon.
2. PTFE (politetrafluoroetileno), más conocido por el nombre comercial teflon.

Anillo de sello:

1.  FKM - Caucho fluorado - Viton. funciona en temperaturas entre los -20 °C a 200 °C.

Funcionamiento:

Uno de las mayores utilidades que se les da a este tipo de válvulas  es en la bombas y bombas centrifugas, utilizadas en estanque, piscina o pozos, en donde este tipo de válvulas ayudan a mantener la presión dentro de la linea así cese el trasporte de fluido por que la bomba se detenga o cualquier otra circunstancia que evite el transporte normal del fluido, Permitiendo regular el caudal y por tanto el consumo del motor(si este ultimo existe) conservando la succión y evitando así la sobrecarga y manteniendo la presión hidráulica dentro de la linea para mantener el flujo del fluido de acuerdo con la configuración dada.

Tipos por funcionalidad:

Alto flujo:

Casos donde la bomba tiene un fuerte succión, generalmente pozos de gran profundidad => 5Cm.

Bajo flujo:

Utilizadas generalmente en piezómetros con diámetro pequeño y que pueden levantar al menos de 100 pies (30,5 m) de agua.

Micro-flujo:

Las válvulas del sistema de micro-flujo se utilizan en micropocillos de tecnología de empuje directo y en instalaciones de pozos de múltiples niveles.

Tipos por diseño:

Elevación de asiento:

El recorrido de la válvula de retención se controla mediante una parada en el extremo de las patas de la misma que actúa como soporte para que el resorte de retorno se apoye en una arandela.

De bola:

La bola se desplaza lateralmente a lo largo de su cámara con el flujo hacia adentro, pero corre hacia abajo de la cámara sobre su asiento cuando el caudal disminuye.

Membrana:

Una membrana de goma cilíndrica ajustada dentro de un filtro de acero. Cuando se desarrolla una succión en el filtro, la membrana se desplaza para permitir que el fluido fluya a través de la válvula.

Mantenimiento:

Generalmente en las válvula de pie todas las partes son reemplazables y fácil de mantener, sin embargo es recomendable limpiezas esporádicas a su pantalla, y a la hora de la implementación escoger muy bien el tipo de material para evitar la corrosión atmosférica u otros fenómenos medioambientales.

Ejemplo de uso:

Instalaciones domesticas o industriales donde sea necesario el transporte de un fluido como  agua, aceite, aire y algunos hidrocarburos, generalmente antes de una bomba de autocebante.

Vídeo funcionamiento:

¿Que es el golpe de ariete?

El término técnico es choque hidráulico, y ocurre cuando el fluido que pasa por la linea se detiene o cambia de dirección repentinamente debido al cierre brusco de una válvula o un grifo instalado en el extremo de una tubería, Este golpe es causado ​​por la onda de choque que hace que las tuberías y otros elementos se muevan y golpeen entre sí o contra otros elementos de la linea.

Ademas de ser molesto si se presentan ruidos, las consecuencias del golpe de ariete puede ser tan contundentes que puede romper elementos de la linea y aflojar las uniones de tuberías y demás elementos.

El golpe de ariete es directamente proporcional a la longitud de tubería, traduciendo así que el aumento de presión dentro de la linea podría aumentar entre 60 a 100 veces de lo que seria habitual en la linea.

Como evitar / resolver / solucionar el golpe de ariete:

Asegurando tubos sueltos:

Asegurar adecuadamente las tuberías es fundamental para evitar este efecto, existen sitios donde la tubería esta a la vista como sótanos, patios, terrazas; es aquí donde las correas, amarres, abrazaderas, abarcones, grapas entran a jugar un papel fundamental a la hora de fijar la tubería dándole una estabilidad contra los muros, en estas áreas abiertas también se pueden utilizar segmentos de espumas para amortiguar el golpe de ariete.

Cámara de aire:

Un segmento corto de tubería vertical cerca de las válvulas o grifo que esta causando el golpe de ariete, es conocido como cámara de aire, este segmento ayudara a amortiguar gracias a la tubería llena de aire para que el fluido rebote, cuando el mismo cambia de dirección; cabe la pena resaltar que este método podría necesitar un mantenimiento en el tiempo, ya que el fluido podría ocupar el espacio del aire dejando de funcionar.

Pararrayos mecánicos de agua:

Actualmente es el método comercial mas utilizado, conocidos como "hammer arrestors", "amortiguador" son unidades selladas que contienen un resorte y una cámara de aire que absorbe el movimiento del fluido para mitigar los efectos del golpe de ariete.

Regulador de presión de agua:

Un regulador de presión en la alimentación principal de la linea puede llegar a solucionar el golpe de ariete, dado que este se puede estar produciendo por una sobre presión dentro de la linea, por poner un ejemplo en las ciudades una presión normal esta entre 30 y 55 psi (libras por pulgada cuadrada), encima de estos rangos podría estar la causa del golpe de ariete.

REFERENCIAS:

https://homequicks.com/how-does-foot-valve-work

https://www.cranecpe.com/go.cfm?path=/chem-energy/products/valves/check-valves/foot-valves/krombach-rk-540-check/foot-valves&page=2C18FFA5-0545-55C5-140E46E5D05213E5&&language=en_US

https://www.tlv.com/global/LA/steam-theory/what-is-waterhammer.html

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Las válvulas de alivio y/o protección (Pressure and Safety Relief Valves), como su nombre lo indica, es “aliviar ” o hacer un by-pass de la presión o temperatura de forma controlada (reguladora), cuando esta supera el limite para la cual fue diseñada la linea o instalación, con esto mantener protegidos de personas, bombas, filtros, tanques, tuberías y otros elementos que cuentan con limites establecidos por sus fabricantes y que mediante por estos se transporta fluidos o líquidos presurizados.

Generalmente las linea sometidas a presión cuentan con instrumentos de control y automatización que deben actuar a la hora de una sobrepresión extrema, pero si por alguna razón estos elementos fallan, en ese instante deben entran en funcionamiento las válvulas de seguridad y evitar posibles explosiones.

Cabe la pena resaltar que aunque cumple funciones similares son elementos distintos, y dichas consideraciones deben ser tenidas en cuenta para el diseño de la linea que estará sometida a presión o temperatura ademas de otras variables como  espesor del material, tipo de material para su fabricación, tipo de soldadura, tipo de fluido a contener, configuración geométrica, geografía, etc; ademas de los estándares que poseen los diseños de las mismas como:

1. Normas ISO-4126: 1 - 7: Dispositivos de seguridad para la protección contra la presión excesiva.
2. ASME (American Society of Mechanical Engineers) - USA.
3. Normas API (American Petroleum Institute) - USA

Partes de la válvula:

#	Válvula de seguridad	#	Válvula de alivio
1.	Tapa o caperuza.	1.	Tapa o caperuza.
2.	Tornillo de ajuste.	2.	Cuerpo.
3.	Sombrerete o bonete.	3.	Resorte.
4.	Tuerca de fijación del ajuste.	4.	Sello en teflón.
5.	Palanca de apertura manual.	5.	Disco.
6.	Base superior del resorte.	6.	Conector.
7.	Resorte.
8.	Cuerpo.
9.	Base inferior del resorte.
10.	Boca de salida lateral.
11.	Husillo o vástago.
12.	Tornillo de fijación del anillo de ajuste.
13.	Elemento de guiado de la parte inferior.
14.	Disco de cierre de la válvula.
15.	Asiento.
16.	Conexión roscada.

Materiales de fabricación:

1. Acero inoxidable.
2. Acero carbono.
3. Acero / politetrafluoroetileno(PTFE)(Teflón).
4. Latón / politetrafluoroetileno(PTFE)(Teflón).
5. Acero / Latón / Viton, Teflon, Buna-N, Etileno Propileno, Naoprene.

Funcionamiento / uso:

Las válvulas de alivio y seguridad limitan la máxima presión para la cual esta diseñado un sistema, la función en particular es mantenerse cerrada durante los periodos de operación cuando la presión del fluido es menor que lo máximo permitido a la linea la presión mas alta o máxima que se puede dar en una linea es llamada "presión máxima de trabajo".

Al pasar la presión máxima de trabajo y presentarse una sobrepresión,  la válvula de alivio es accionada también llamada presión de "tarado" esta liberara de forma controlada(manual o automática) una parte del fluido, gases, vapor o aire para proteger la linea  presiones que superan sus niveles máximos para los que estos elementos fueron diseñados, luego de esto se puede presentar una sobre presión que es el incremento de presión que se produce por encima de la presión de tarado estando la válvula completamente abierta y trabajando al máximo de presión también llamada presión de “timbre”.

Seguidamente la válvula vuelve a su estado inicial (Presión de cierre) tras que el fluido llegue a niveles normales o inferiores a la presión máxima de la linea y finalice el motivo por el cual esta entro en funcionamiento,  durante este motivo se produce un "escape" este es  la diferencia existente entre la presión de tarado y la de cierre.

Esta actuación de la válvula sirve para evitar los riesgos y posibles averías en el numero de elementos que componen la linea, dichos riesgos que están derivados de las subidas de presión en el fluido dentro de una linea.

En algunos casos puede tratarse de un control de seguridad de temperatura en una linea, seguramente con válvulas de seguridad con palanca encargadas de vapor y aire, en el interior de la linea suele haber un rango de temperaturas para el funcionamiento normal, este es conocido como temperatura de servicio, dicho esto este también estará prevista la temperatura máxima en que puede trabajar la linea conocida como temperatura máxima de servicio, en cuyo caso también se deben estar contempladas las válvulas para la evacuación en caso de que la temperatura sobre pase dicho máximo.

Tipos:

Tipo de ascensión:

Válvulas de seguridad de apertura instantánea:
Cuando en la linea se supera la presión de tarado, la válvula abre inesperadamente y al 100%(On).

Válvulas de alivio de presión:
Cuando en la linea se supera la presión de tarado, la válvula abre proporcionalmente al aumento de
presión.

Tipo de actuación:

Válvulas de actuación directa:
Son válvulas cargadas en el eje, al alcanzar la presión de tarado abren automáticamente debido a la acción del fluido a presión sobre el cierre de la válvula.

Válvulas de actuación indirecta:
Estas tipo de válvulas actúan sin ayuda de ninguna fuente alterna que le proporcione energía, también llamado piloto "se gobierna así mismo".

Numero de asientos:

Válvulas de seguridad sencilla:
En el interior de su cuerpo contienen un solo asiento.

Válvulas de seguridad dobles o múltiples:
En el interior de su cuerpo contienen dos o mas asientos.

Tipo de conexión:

1. Brida.
2. Roscar.
3. Soldar.

Aplicaciones generales:

(Alivio = Agua)

• Calentadores de agua por acumulación.
• Impulsión de una bomba.
• Sobrecalentadores y recalentadores.
• Sistemas de tuberías con fluidos a presión.
• Reactores.
• Acumuladores.

(Seguridad = palanca Vapor-Aire)

• Gas Natural.
• Gas licuado del petróleo (GLP).
• Compresores de aire.
• Calderas de vapor.

Mantenimiento:

• Mantenimiento preventivo:

Este tipo de mantenimiento de realiza con tipo de frecuencia en el tiempo, y con un adecuado cronograma (abrir ventana de mantenimiento) ya que en algunos casos hay que desviar o detener el paso del fluido en la linea para su debido mantenimiento, ademas del tiempo que toma la revisión, limpieza, cambio de sellos o juntas, pintura, re calibración o el cambio de alguna pieza de la válvula.

• Mantenimiento correctivo:

Este tipo de mantenimiento se da cuando la válvula ya tiene una falla evidente en su funcionamiento o un rompimiento en su estructura física, que evitan que su dispositivo instrumento funcione correctamente. Lo cual traduce en un desvió o alto total en la conducción de fluido entre otras consecuencias.

Vídeo funcionamiento:

Referencias:

https://www.inoxpa.es/productos/producto/valvula de alivio 74700
https://www.emerson.com/es mx/automation/valves actuators regulators/pressure and safety relief valves
http://www.ashm.mx/blog/como funcionan las valvulas de alivio/
http://www.valnicrom.com/valvula de seguridad/
https://www.gliston.com.uy/queesunregulador.html

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Válvulas globo este tipo de válvulas utilizan un tapón o disco que sirve como obturador  en forma de cono o U, la regulación del paso del fluido se logro al accionar un vástago por medio de múltiples vueltas a su volante u otro tipo de actuador, esta válvula esta diseñada para la regulación(estrangulación) del fluido que pasa por una linea o sistema, dicho cierre de la válvula suele darse en el asiento de la válvula y si el asiento es flexible el cierre suele hermético.

En algunos diseño de válvula bola el fluido de la válvula suele estar paralelo a la linea pero el fluido cambia en de dirección en el interior de ella (circulación  en forma de 'S' ), dicho fluido hace una movimiento de columpio dentro de la válvula donde choca con el cono que regula cuanto fluido debe de pasar por la válvula, todo esto debido a su diseño por lo que ofrece una gran resistencia a su circulación y así las pérdidas de carga y presión dentro de la linea pueden ser significativas, la anterior característica debe ser tenida en cuenta para los cálculos técnicos del diseño de la linea y evitar problemas a la hora de llegada del fluido a su destino.

Partes de la válvula globo:

Este tipo de válvulas suelen ser mas costosas que otros tipos, pero su cierre/apertura es mucho mas rápido, entre los diseños mas particulares que hay de las válvulas globo son las de tres(3) vías estas cuentan con un obturador de doble tapón y doble salida.

Materiales de fabricación:

valvula-globo-hierro-fundido

valvula-globo-hierro-forjado

valvula-globo-inoxidable-roscada

valvula-globo-bronce

valvula-globo-pvc-cpvc

Funcionamiento:

Este tipo de válvula se dice que esta cerrada (Off),cuando el tapón de la misma está en contacto estable con el asiento,en caso contrario cuando el tapón se aleja del asiento se da el caso del control del caudal(estrangulamiento), que es uno de sus usos mas frecuentes, dado que así no este completamente abierta las posibilidades son extremadamente bajas de que el asiento o el tapón sufran deterioro por el paso de fluidos por la linea.

cierre: girando la rueda en sentido horario.
posición de montaje: cualquiera.

Aplicaciones generales:

Después de determinar las condiciones de la linea (tipo de fluido,presión y temperatura), los usos mas comunes de estas válvulas están:

• Sistemas de vapor.
• Control de caudal.
• Control abierto-cerrado (On-Off).
• Laminación y bloqueo para la industria del petróleo y el gas.
• Industria petroquímica.
• Sector energético.
• Lineas dispuestas en alta mar.

Ventajas	Desventajas
Control de fluido y caudal. Alta eficiencia del flujo. Estanqueidad perfecta. Larga vida útil. Uso diario de fluidos NO corrosivos y/o agresivos. Cierre/apertura son rápidos. Fabricadas en casi cualquier material.	Al no saber el punto exacto de cierre(Off) un exceso de fuerza podría accidentalmente dañar el asiento. Su paso en "S" causa cuida o perdida de presión en la linea. Suelen ser costosas.

Cuidados generales:

Si la válvula esta cerrada por largo tiempo, la empaquetadura a sido comprimida por mucho tiempo y perderá elasticidad y ya no aguantara presión en esta caso es indispensable cambiar el empaque.

El vástago de la válvula mas si es de tipo ascendente, al estar expuesta al medio ambiente puede dañarse en su superficie, considere cubrirlo y lubricarlo periódicamente.

Si la válvula tiene un actuador eléctrico, recuerde nunca arrancar el motor en la posición final de cierre / apertura sin verificar la conexión de fase, puede causar daños al motor debido a una sobrecarga .

En caso de que la válvula cuente con accionamiento manual(volante), girar el volante en la dirección de las agujas del reloj para cerrar (Off) y en dirección contraria para abrir (On).

Ensayos periódicos de apertura y cierre con el fin de detectar visualmente fallas en la válvula.

Normas:

En este link encontraras una lista de las normas aplicables a las válvulas globo.

Vídeo funcionamiento:

REFERENCIAS:

https://www.ecured.cu/V%C3%A1lvula_de_globo
https://www.tlv.com/global/LA/steam-theory/types-of-valves.html#toc_3
https://www.flourvalve.net/index.php/es/productos/valvulas-de-globo.html

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En la industria las válvulas compuerta son utilizadas permitir o boquear el paso en un sistema, mas no como un componente de moderación o regulación del paso, haciendo las veces de switch (on - off), dicha consideración se debe a la necesidad de que siempre deben estar completamente cerradas o abiertas para prevenir desgastes en sus componentes debido a la fricción del paso de fluidos.

El funcionamiento de esta válvula esta referenciado en las múltiples vueltas que se da a su Volante (Engranes, dado, y actuadores neumáticos y eléctricos) el cual cierra o abre la válvula con una compuerta o cuchilla de cara plana, dicha compuerta puede ser redonda o rectangular también contiene un sello elástico y/o flexible(elastomero) que es el que garantiza el 100% del cierre.

Según el espacio que tengan en un sistema o línea pueden existir dos tipos de vástagos fijo y ascendente(saliente), una característica particular del saliente es que a la distancia nos permite ver si esta abierta o cerrada la válvula según la posición del vástago, veamos las imágenes con válvulas compuerta bridada:

Fijo (compuerta o cuchilla hueco para que entre o salga el vástago):

Ascendente 'Saliente'(vástago sale o entra por el volante u otro actuador):

Partes de la válvula compuerta:

Aplicaciones generales:

Después de determinar las condiciones de la linea (tipo de fluido,presión y temperatura), los usos mas comunes de estas válvulas están:

• Tratamiento de aguas.
• Sistemas contra incendio.
• Lineas de enfriamiento.
• Transporte de alimentos y/o bebidas.
• Sistemas de riego.
• Fluidos agresivos o/y corrosivos.

Materiales:

Cuerpo: Acero Al Carbón Fundido, Acero Forjado, Acero Inoxidable, ASTM A 216 WCB , Bridados, Bronce, Cpvc Con Extremos Roscados, Hierro, Soldables A Caja, Soldables A Tope, Pvc.

Vástago:  acero inoxidable ASTM A276 410T.

Planeación recomendada para su uso:

Las válvulas de compuerta están diseñadas pasar optimizar su duración en una linea, dicha duración puede estar dada por las siguientes condiciones:

1. La válvula se utiliza para hacer un cierre o apertura total, sin regulación del fluido.
2. Dicho cierres o aperturas son poco frecuentes.
3. La apertura o el cierre se realizan lentamente pero en lapsos cortos de tiempo.
4. Las aperturas o cierres se realizan con el mínimo de presión o circulación  del paso del fluido que pueda tener la linea.

Ventajas

Desventajas

Su capacidad en una línea es alta. La compuerta o cuchilla en cuanto el cierre (Off) suele ser 100% hermético. El costo de cambio o mantenimiento de estas válvulas suele ser bajo o razonable. El diseño de estas válvulas y su funcionalidad suele ser bastante instintivo. En el caso de las válvulas con vástago ascendente se puede apreciar a distancia el estado de la misma(On - Off). Esta válvula opera girando el volante hacia la derecha en contra de abrir o cerrar las agujas del reloj.

No están diseñadas para regular el paso(estrangulación). Al operar girando el volante suele necesitar bastante fuerza para accionar. A baja presión o poco fluido puede dar formación de cavidades llenas de vapor o de gas en el seno de un líquido en movimiento. Al ser una válvula tipo switch(On-Off) al estar en una posición intermedia producirá erosión del asiento y de la compuerta.

Cuidados generales:

1. Almacenamiento adecuado.
2. Mantenimiento periódico.
3. Limpieza de partículas duras en la linea.
4. La parte roscada del vástago debe ser protegida del polvo.
5. Una limpieza y lubricación adecuada debe ser aplicada de forma periódica.
6. Las fugas deben ser tratadas inmediatamente.
7. No utilizar extensiones y/o herramientas pasar forzar el cierre o apertura de la válvula.
8. el vástago debe estar completamente recto y  acoplarse adecuadamente en la cuña.
9. Maniobras de apertura y cierre periódicas para evitar encasquillamiento.
10. La operación en sentido contrario puede dañar la tuerca vástago.
11. Al ser desmontadas las válvulas, poner una junta nueva al volver a montarla.
12. Las válvulas con extremo bridado deben ser recubiertas para evitar  partículas extrañas o polvo en el cuerpo.

Ficha técnica:

Válvula compuerta ficha técnica SATEL bogota

Normas:

En este link encontraras una lista de las normas aplicables a las válvulas compuerta.

Vídeo funcionamiento:

REFERENCIAS:

• http://simexco.com.mx/productos/valvulas.pdf
• https://www.belg-w.com/valvulas-rud/34-valvulas-rud/sello-flexible/7-valvula-sello-flexible-d112-y-vs-d122
• http://www.valvulasymedidores.com/valvulas_de_compuerta.html

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