Dimensionamiento del actuador de válvula de mariposa: par y guía de selección

El dimensionamiento del actuador de una válvula de mariposa consiste en seleccionar un actuador capaz de proporcionar el par suficiente para accionar la válvula de forma fiable y, al mismo tiempo, cumplir los requisitos de control en las condiciones reales de funcionamiento.

En términos sencillos, el dimensionamiento del actuador responde principalmente a dos preguntas:

• ¿Cuánto par de operación necesita realmente la válvula de mariposa?
• ¿Qué actuador puede proporcionar un par suficiente en las condiciones reales de trabajo?

La presión diferencial, el material del asiento, el fluido, la temperatura y el diseño de la válvula de mariposa pueden afectar al par real de operación.

Por lo tanto, la selección del actuador no debe basarse únicamente en el tamaño de la válvula. También deben tenerse en cuenta el par requerido por la válvula, la presión diferencial, el material del asiento, la presión de aire o la alimentación eléctrica disponibles y el tipo de control necesario.

¿Qué es el par de una válvula de mariposa?

El par de una válvula de mariposa es la fuerza de giro necesaria en el eje de la válvula para abrir, cerrar o hacer girar el disco. Normalmente se expresa en N·m (newton metro).

Si el actuador no puede proporcionar el par suficiente para las necesidades reales de la válvula, esta puede no abrirse o cerrarse correctamente, o no alcanzar la posición de cierre totalmente estanca.

El par requerido por una válvula de mariposa no es el mismo durante todo el ciclo de apertura y cierre. Los principales tipos de par incluyen:

• Par de arranque: par necesario para iniciar la apertura de la válvula desde la posición totalmente cerrada.
• Par de operación: par necesario para hacer girar el disco durante la apertura o el cierre.
• Par de asentamiento: par necesario cuando la válvula se aproxima a la posición totalmente cerrada y el disco entra en contacto con el asiento para conseguir el sellado.

Para dimensionar un actuador, normalmente no basta con considerar solo uno de estos valores. El actuador debe seleccionarse teniendo en cuenta el par máximo de operación que pueda producirse en las condiciones reales de trabajo.

En la mayoría de los casos, el comprador no necesita calcular estos valores de par por su cuenta. Durante la selección real del actuador, el fabricante de la válvula de mariposa suele proporcionar los datos de par teniendo en cuenta factores como el tamaño de la válvula, su diseño, el material del asiento y la presión diferencial, y a partir de estos datos selecciona el actuador adecuado.

Para realizar una estimación preliminar, puede utilizar nuestra calculadora de par para válvulas de mariposa y obtener rápidamente un valor de referencia en función del tamaño de la válvula, la presión diferencial y las condiciones de funcionamiento.

El resultado calculado debe utilizarse únicamente como referencia para un dimensionamiento preliminar. El modelo final del actuador debe confirmarse siempre de acuerdo con los datos reales de par de la válvula y las condiciones específicas de funcionamiento.

¿Cómo se selecciona el par del actuador?

Una vez determinado el par de operación requerido por la válvula de mariposa, el actuador suele seleccionarse aplicando un margen de seguridad adicional, en lugar de igualar el par del actuador y el de la válvula en una relación 1:1.

Puede expresarse mediante una fórmula sencilla:

Par requerido del actuador = Par de la válvula × Factor de seguridad

Por ejemplo, si el par máximo de operación requerido por la válvula de mariposa en las condiciones reales de trabajo es de 200 N·m y se utiliza un factor de seguridad de 1,25:

200 × 1,25 = 250 N·m

Esto significa que el actuador seleccionado debe ser capaz de proporcionar al menos 250 N·m de par de salida en las condiciones reales de funcionamiento.

El factor de seguridad proporciona un margen adicional frente a posibles cambios durante el funcionamiento, como fluctuaciones de presión, variaciones en la fricción del asiento o un aumento de la resistencia después de un uso prolongado.

Es importante tener en cuenta que el factor de seguridad no es un valor fijo. Debe determinarse en función del diseño de la válvula, el fluido, la presión diferencial, la frecuencia de operación y las recomendaciones de dimensionamiento del fabricante del actuador.

Cómo seleccionar un actuador neumático

Al seleccionar un actuador neumático, además de confirmar el par requerido por la válvula de mariposa, también deben tenerse en cuenta varios parámetros importantes:

1. Presión del aire de alimentación

La presión del aire de alimentación afecta directamente al par de salida que puede proporcionar un actuador neumático.

Las presiones de aire más habituales incluyen:

• 4 bar
• 5 bar
• 6 bar

El mismo modelo de actuador puede proporcionar diferentes valores de par según la presión de aire disponible. Por lo tanto, el dimensionamiento debe realizarse en función de la presión real disponible en el lugar de instalación.

2. Doble efecto o retorno por resorte

Los actuadores neumáticos se dividen principalmente en dos tipos:

• Doble efecto: el aire comprimido se utiliza tanto para abrir como para cerrar la válvula.
• Retorno por resorte: el aire comprimido acciona el actuador en una dirección, mientras que el resorte lo devuelve a una posición predeterminada cuando se pierde el suministro de aire.

Si el proyecto requiere que la válvula se cierre o se abra automáticamente en caso de pérdida de aire, debe confirmarse la posición de seguridad requerida.

3. Tipo de control

Si la válvula de mariposa solo necesita abrirse o cerrarse completamente, puede utilizarse una configuración estándar de control On-Off.

Si es necesario regular el grado de apertura de la válvula, normalmente se requiere un posicionador.

4. Accesorios

Según los requisitos del proyecto, el actuador también puede equiparse con accesorios como caja de finales de carrera, electroválvula, filtro regulador de aire o posicionador.

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Sobre el autor

Steven Jin

Gerente de Ventas · Tianjin Union Valve Co., Ltd

Con más de 8 años de experiencia en el sector de la venta de válvulas, Steven cuenta con una amplia experiencia y sólidos conocimientos profesionales.