La válvula de asiento angular es una válvula de todo o nada (on/off) cuyo asiento se dispone de forma inclinada respecto al conducto de flujo (por lo general en torno a los 45 grados) y que abre y cierra mediante un actuador de tipo pistón. Gracias al asiento inclinado y a un recorrido de flujo casi rectilíneo, la resistencia al paso del fluido en apertura total es reducida y, como el obturador se separa ampliamente del conducto al abrir, se caracteriza por una estructura que permite el paso relativamente fácil de fluidos a alta temperatura, como el vapor o el agua caliente, así como de fluidos que contienen partículas o fibras. En este artículo ordenamos las características estructurales de la válvula de asiento angular y para qué fluidos y aplicaciones se elige.
Puntos clave de este artículo
- Con su asiento inclinado y su recorrido de flujo rectilíneo, ofrece una baja resistencia al fluido y una estructura que facilita obtener un valor Cv elevado.
- Como el obturador se eleva ampliamente respecto al conducto, tiende a evitar la acumulación de sólidos incluso con fluidos que contienen partículas o de cierta viscosidad.
- Es adecuada para aplicaciones de apertura y cierre de alta frecuencia y para el todo o nada de fluidos a alta temperatura, ajustándose a la temperatura de servicio y al fluido mediante la selección de materiales.
Estructura y características de la válvula de asiento angular
La baja resistencia al fluido que aporta la estructura de asiento inclinado
La mayor característica de la válvula de asiento angular es que el asiento se dispone de forma inclinada respecto al eje del conducto de flujo. En apertura total, el obturador (émbolo) se retira ampliamente del conducto y el flujo circula por un recorrido casi rectilíneo, por lo que, en comparación con una válvula de globo del mismo diámetro nominal, resulta más fácil limitar la pérdida de carga y obtener un valor Cv (coeficiente de caudal) elevado. Es un tipo fácil de manejar en tuberías donde se desea asegurar el caudal o en sistemas en los que se busca reducir la pérdida de carga.
Apertura y cierre seguros mediante el actuador de tipo pistón
Muchas válvulas de asiento angular incorporan un actuador de tipo pistón accionado por aire comprimido, cuyo empuje desplaza el obturador hacia arriba y hacia abajo para abrir y cerrar. Mediante la combinación de resorte y presión de aire, se puede elegir entre normalmente cerrada (NC), que abre al energizarse (al suministrar aire) y cierra sin suministro, o normalmente abierta (NO), que funciona a la inversa. Es mecánicamente sencilla, tiene pocas piezas móviles y su respuesta de apertura y cierre es rápida, por lo que también resulta adecuada para aplicaciones de todo o nada de alta frecuencia que se repiten muchas veces al día.
Motivos por los que se elige para fluidos a alta temperatura o con sólidos
Que la válvula de asiento angular se emplee con fluidos a alta temperatura no se debe a que «por ser de alta temperatura otras válvulas se obstruyan con facilidad», sino a las ventajas estructurales que posee este tipo. Como el obturador se eleva ampliamente respecto al conducto al abrir, tiende a evitar que queden sólidos cerca del asiento incluso con fluidos que contienen partículas, fibras o de cierta viscosidad, y a mantener el paso despejado. La aptitud para altas temperaturas en sí depende de la selección del material del asiento y de la junta (empaquetadura), como el PTFE, y se elige según las condiciones de vapor, agua caliente, fluidos térmicos, etc. No obstante, la resistencia a la acumulación varía según las propiedades del fluido y las condiciones de operación, por lo que la aplicación real presupone una comprobación caso por caso.
Aplicaciones idóneas y aspectos a tener en cuenta en la selección
Aplicaciones idóneas
Es adecuada para el todo o nada de fluidos a alta temperatura como vapor, agua caliente y agua templada, para fluidos que contienen partículas o fibras, para la apertura y cierre de fluidos con cierta viscosidad y para líneas automáticas de todo o nada que repiten la apertura y el cierre en ciclos cortos. También es un tipo fácil de manejar en tuberías donde se desea asegurar el caudal limitando la resistencia al fluido.
Aspectos a tener en cuenta
La válvula de asiento angular es, en esencia, una válvula de todo o nada que se utiliza en dos posiciones, «abierta» y «cerrada», y por lo general no es adecuada para el control proporcional que regula el caudal de forma continua en aperturas intermedias. Cuando se desea controlar el caudal o la presión con precisión, es necesario estudiar una válvula de control acorde a la aplicación. Además, para su accionamiento se requieren por separado una fuente de energía como aire comprimido y una electroválvula de conmutación. En la selección, se comprueban según las condiciones la compatibilidad del material con la temperatura de servicio y el fluido, el valor Cv necesario, el diámetro nominal, la distinción entre normalmente abierta y normalmente cerrada, y el rango de presión de trabajo. Tanto los valores como la compatibilidad son orientativos, y la viabilidad real varía según las condiciones de operación.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cuál es la diferencia entre la válvula de asiento angular y la válvula de globo?
A1. La diferencia principal es que el asiento se dispone de forma inclinada respecto al conducto y que, en apertura total, el recorrido del flujo es casi rectilíneo. Con el mismo diámetro nominal, tiende a limitar mejor la pérdida de carga y a facilitar la obtención de un valor Cv elevado.
Q2. ¿Por qué se usa con frecuencia en fluidos a alta temperatura?
A2. Porque, por su estructura, el obturador se eleva ampliamente y tiende a evitar que queden sólidos, y porque resulta fácil adaptarla a altas temperaturas mediante la selección de materiales. La alta temperatura en sí no es la causa de las obstrucciones.
Q3. ¿Puede usarse para regular (estrangular) el caudal?
A3. En principio es para aplicaciones de todo o nada y, por lo general, no es adecuada para la regulación continua del caudal en aperturas intermedias. Para un control fino del caudal, considere una válvula de control de otro tipo.
Q4. ¿Qué se necesita para accionarla?
A4. Como en la mayoría de los casos funciona con aire comprimido, se necesitan el aire comprimido como fuente de energía y una electroválvula que conmute la admisión y el escape. La opción normalmente abierta o normalmente cerrada puede elegirse en las especificaciones.
Q5. ¿Hasta qué temperatura puede utilizarse?
A5. Depende del material del asiento y de la junta. Si nos indica el fluido que va a utilizar y las condiciones de temperatura y presión, podemos orientarle sobre las especificaciones compatibles.
Q6. ¿Nunca se obstruye si el fluido contiene sólidos?
A6. Tiende a evitar la acumulación, pero el resultado varía según las propiedades del fluido, el tamaño de partícula y las condiciones de operación. Recomendamos valorarlo de forma individual a partir de las condiciones del fluido real.
Conclusión
La válvula de asiento angular es una válvula fácil de manejar para el todo o nada de fluidos a alta temperatura o con sólidos, gracias a la baja resistencia al fluido de su estructura de asiento inclinado y a la amplia elevación del obturador. La aptitud para altas temperaturas y la resistencia a la acumulación solo se cumplen tras la selección de materiales y la comprobación del fluido y de las condiciones de operación.
Si tiene alguna dificultad como «quiero conocer una especificación apta para una línea de vapor a alta temperatura», «el fluido contiene partículas y me preocupan las obstrucciones», «no puedo determinar si el valor Cv o el diámetro nominal son adecuados» o «quiero seleccionar un equivalente a una válvula ya instalada», indíquenos las condiciones de fluido, temperatura, presión y diámetro nominal. Yoshitake le ayudará a seleccionar la especificación más adecuada.