¡Conocimientos sobre los motores eléctricos para válvulas!

Thread Content

Este mensaje fue editado por última vez por yinkuilin6868 el 21-12-2015 a las 10:14. Los dispositivos eléctricos para válvulas son equipos esenciales para lograr su control programado, automático y a distancia. El movimiento de las válvulas puede ser controlado en función de la distancia recorrida, del par de torsión o de la fuerza axial aplicada. Las características de funcionamiento y el grado de utilización del actuador eléctrico de la válvula dependen del tipo de válvula, de las especificaciones de funcionamiento del actuador y de la ubicación de la válvula en las tuberías o equipos. 1. Un dispositivo eléctrico generalmente está compuesto por las siguientes partes: un motor especial, cuyas características son una gran capacidad de sobrecarga, un alto par de arranque y un momento de inercia bajo; además, está diseñado para funcionar de forma intermitente durante períodos cortos de tiempo. También cuenta con un mecanismo de reducción de velocidad, que sirve para disminuir la velocidad de rotación del motor. Existe además un mecanismo de control de posición, que permite regular y controlar con precisión la posición de apertura y cierre de la válvula. Hay también un mecanismo de limitación de par, que sirve para ajustar el par (o fuerza) aplicado, evitando que supere un valor predeterminado. Además, existe un mecanismo de conmutación entre modo manual y eléctrico, así como un indicador de posición, que muestra en qué fase se encuentra la válvula durante su proceso de apertura y cierre.

2. Según el tipo de válvula, se puede elegir entre actuadores eléctricos de ángulo limitado. Los actuadores eléctricos de ángulo limitado (con un ángulo de rotación inferior a 360 grados) son adecuados para válvulas de mariposa, válvulas esféricas, válvulas de globo, etc. La rotación del eje de salida del actuador eléctrico es inferior a una vuelta, es decir, menor a 360 grados; por lo general, 90 grados son suficientes para controlar el proceso de apertura y cierre de la válvula. Estos actuadores eléctricos se dividen, según el tipo de conexión de instalación, en dos categorías: de conexión directa y de tipo manivela con base. Con conexión directa: se refiere a la configuración en la que el eje de salida del actuador eléctrico está conectado directamente al vástago de la válvula. Con manivela en la base: se refiere a la configuración en la que el eje de salida está conectado al vástago de la válvula a través de una manivela. Actuadores eléctricos de múltiples giros: Actuadores eléctricos de múltiples giros (ángulo de giro > 360 grados) – adecuados para válvulas de compuerta, válvulas de cierre, etc. La rotación del eje de salida del actuador eléctrico supera una vuelta, es decir, más de 360 grados; por lo general, se necesitan varias vueltas para poder controlar el proceso de apertura y cierre de la válvula. Desplazamiento lineal: Desplazamiento lineal (movimiento rectilíneo) – adecuado para válvulas de control de un asiento, válvulas de control de doble asiento, etc. El movimiento del eje de salida del actuador eléctrico es de tipo lineal, y no rotativo. Según los requisitos de control del proceso de producción, se determina el modo de control del actuador eléctrico. El modo de control del actuador eléctrico puede ser de tipo conmutador (control en bucle abierto). Los actuadores eléctricos de este tipo suelen servir para controlar si la válvula está abierta o cerrada; la válvula puede encontrarse o bien en posición completamente abierta, o bien en posición completamente cerrada. Este tipo de válvulas no requiere un control preciso del caudal del fluido. Cabe mencionar especialmente que los actuadores eléctricos de tipo conmutador, debido a sus diferentes formas estructurales, también se pueden dividir en estructuras separadas e integradas. Es necesario indicar esto al momento de elegir el modelo; de lo contrario, es común que se produzcan problemas de incompatibilidad durante la instalación en el sitio, como conflictos con el sistema de control. I. Estructura separada (generalmente denominada tipo convencional): La unidad de control está separada del actuador eléctrico. El actuador eléctrico no puede controlar la válvula por sí solo; es necesario contar con una unidad de control adicional para lograr ese control. Por lo general, se utiliza un controlador o un gabinete de control como componente complementario. La desventaja de esta estructura es que no facilita la instalación del sistema en su conjunto; además, aumenta los costos de conexión e instalación. También es propensa a fallas, y cuando estas ocurren, resulta difícil diagnosticarlas y repararlas. Por lo tanto, su relación calidad-precio no es óptima.
II. Estructura integrada (también conocida como tipo integral): La unidad de control y el actuador eléctrico están integrados en una sola unidad. No se necesita una unidad de control separada para poder operarlo localmente; desde distancia, basta con enviar las informaciones de control necesarias para controlarlo. La ventaja de esta estructura es que facilita la instalación general del sistema, reduce los costos de cableado e instalación, y permite diagnosticar y solucionar las fallas con facilidad. Pero los productos con estructura integrada tradicional también presentan muchas deficiencias. Por eso surgieron los actuadores eléctricos inteligentes de tipo regulable (control en bucle cerrado). Estos actuadores no solo tienen las mismas funciones que los actuadores de tipo interruptor, sino que también permiten un control preciso de la válvula, lo que permite regular el caudal del fluido. I. Tipos de señales de control (corriente, voltaje). Las señales de control de los actuadores eléctricos de tipo regulable suelen ser señales de corriente (4~20mA, 0~10mA) o señales de voltaje (0~5V, 1~5V). Al elegir uno de estos actuadores, es necesario determinar claramente el tipo de señal de control y sus parámetros. Segundo punto: el modo de funcionamiento (modo de encendido por electricidad, modo de apagado por electricidad). El modo de funcionamiento de los actuadores eléctricos de tipo regulable suele ser de tipo “encendido por señal eléctrica” (tomando como ejemplo el control con señales de 4~20 mA: en este caso, 4 mA corresponde a la posición cerrada de la válvula, mientras que 20 mA corresponde a la posición abierta). Existe también el tipo “apagado por señal eléctrica” (en este caso, 4 mA corresponde a la posición abierta de la válvula, y 20 mA a la posición cerrada). Tercero: protección contra la pérdida de señal. La protección contra la pérdida de señal se refiere a la capacidad del actuador eléctrico para abrir o cerrar la válvula hasta alcanzar un valor de protección establecido, cuando se produce la pérdida de la señal de control debido a fallos en las líneas de transmisión, etc. Los valores de protección más comunes son: completamente abierto, completamente cerrado o mantenerse en la posición actual. Los dispositivos eléctricos para válvulas se clasifican según el entorno en el que se utilizarán y su nivel de protección contra explosiones. Según estos criterios, los dispositivos eléctricos para válvulas pueden ser de tipo normal, para uso en exteriores, con protección contra explosiones, etc. La fuerza de torsión necesaria para abrir o cerrar la válvula determina cuál debe ser la fuerza de torsión del actuador eléctrico. Generalmente, esta fuerza es determinada por el usuario o por el fabricante de la válvula. El fabricante del actuador solo es responsable de la fuerza de torsión que genera. La fuerza necesaria para abrir o cerrar la válvula depende del diámetro de la válvula y de la presión de trabajo. Sin embargo, debido a las diferencias en la precisión de fabricación y en los procesos de montaje entre los diferentes fabricantes, las válvulas del mismo modelo producidas por distintos fabricantes pueden requerir diferentes fuerzas de torsión. Incluso las válvulas del mismo modelo producidas por el mismo fabricante pueden tener diferencias en cuanto a la fuerza de torsión necesaria. Por lo tanto, al elegir el actuador, es importante seleccionar un rango de fuerza de torsión adecuado, ya que si esta fuerza es demasiado baja, la válvula no podrá abrirse o cerrarse correctamente. 4. Criterios para elegir correctamente el dispositivo de accionamiento de la válvula: Par de torsión necesario para su operación: El par de torsión necesario es el parámetro más importante a la hora de seleccionar el dispositivo eléctrico para la válvula. La fuerza que genera dicho dispositivo debe ser de 1,2 a 1,5 veces mayor que el par máximo necesario para operar la válvula. Fuerza de accionamiento: La estructura principal del actuador eléctrico de la válvula tiene dos variantes: una no cuenta con plato de empuje y genera par directamente ； Otra opción es utilizar un disco de empuje; el par de fuerza generado se convierte en empuje real a través de la tuerca del vástago de la válvula que se encuentra en dicho disco. Número de vueltas del eje de salida: El número de vueltas que da el eje de salida del actuador eléctrico está relacionado con el diámetro nominal de la válvula, el paso de la rosca del vástago de la válvula y el número de vueltas de la rosca. Se calcula mediante la fórmula M = H/ZS (donde M es el número total de vueltas que debe dar el actuador eléctrico; H es la altura de apertura de la válvula; S es el paso de la rosca del vástago de la válvula; y Z es el número de vueltas de la rosca en el vástago). Diámetro del vástago: En el caso de las válvulas de vástago visible de múltiples giros, si el diámetro máximo del vástago que permite el dispositivo eléctrico es menor que el diámetro del vástago de la válvula en cuestión, no será posible montarla como válvula eléctrica. Por lo tanto, el diámetro interno del eje de salida hueco del dispositivo eléctrico debe ser mayor que el diámetro externo del vástago de la válvula de vástago visible. En el caso de algunas válvulas de giro parcial y de las válvulas de múltiple giro con vástago oculto, aunque no es necesario tener en cuenta el diámetro del vástago para su paso, al seleccionarlas también se debe considerar cuidadosamente el diámetro del vástago en relación con las dimensiones de las ranuras de los pasadores, a fin de que la válvula funcione correctamente una vez ensamblada. Velocidad de salida: Si la velocidad de apertura y cierre de la válvula es demasiado alta, es fácil que se produzca el fenómeno del golpe de ariete. Por lo tanto, se debe elegir la velocidad adecuada de apertura y cierre según las diferentes condiciones de uso.