La importancia de un arranque suave para aplicaciones críticas que requieren alta precisión

1 de mayo de 2023 Por contenido patrocinado

Al seleccionar una válvula, hay muchos parámetros que considerar, pero cuando se trata de equipos sensibles y la precisión es vital para la aplicación, como en los análisis de fluidos, se deben considerar las características del despegue del flujo porque el flujo inicial puede tener un efecto sorprendente. impacto en la vida y operación del sistema en general. Por ejemplo, si una válvula permite un aumento brusco del flujo, puede provocar un choque hidráulico (también conocido como golpe de ariete o de fluido). Esto se puede ver en el Diagrama 1, donde el área rodeada por un círculo muestra un pico brusco de flujo que se produce al levantar o abrir la válvula.

Causas comunes de despegues abruptos

Los despegues abruptos generalmente se deben a cómo la superficie de sellado interna de la entrada (generalmente una boquilla) se acopla con la superficie de sellado de accionamiento de la válvula, que, más comúnmente, es un asiento con caucho adherido a su superficie. Desafortunadamente, la naturaleza del caucho (Viton, EPDM, etc.) se presta a pegarse, deformarse y degradarse, lo que en ciertas circunstancias da como resultado que el obturador se adhiera a la boquilla antes de soltarse bruscamente. Las irregularidades mecánicas también pueden causar o contribuir a un aumento repentino del flujo, pero son muy específicas del diseño de la válvula, como el resorte o incluso las fuerzas de fricción.

Ciertos tipos de válvulas tienen características que las hacen más adecuadas para reducir la elevación del flujo o el martilleo, como las válvulas de compuerta, las válvulas de bola o las válvulas de aguja. Para limitar el flujo de entrada en su aplicación, el orificio de trabajo de la válvula debe ser variable en su área libre. Una válvula de control típica, como una válvula de asiento o de carrete, tiene un orificio fijo y, por lo tanto, la elevación de la cara del sello se realiza a lo largo de toda la circunferencia del orificio. Esto da como resultado un pico inicial en el flujo. Por ejemplo, un orificio de 0,006 con una elevación controlada de 0,001 representaría un flujo total del 6,5%, equivalente a un despegue o salto abrupto.

Impacto del flujo en el sistema y la aplicación

El choque hidráulico puede provocar vibraciones, ruido e incluso roturas o fallos de tuberías o sellos. Especialmente para los sistemas sensibles, garantizar un despegue suave y constante del flujo es clave, y no solo para la vida útil o el programa de mantenimiento de la máquina. Los cambios repentinos en el flujo, por breves que sean, pueden ser especialmente perjudiciales y costosos en aplicaciones de control crítico, como medicación o control de ventilación, pero también en casos en los que se utiliza instrumentación para medir aspectos de un sistema, como manguitos de presión arterial en miniatura. Un aumento repentino en el flujo podría ser demasiado alto y rápido para que un medidor lo mida y transmita a tiempo, lo que resultará en una lectura inexacta o incompleta.

Diagrama 1: Despegue abrupto

Diagrama 2: Arranque suave

Impacto del flujo en el medio

Los picos bruscos de flujo también pueden significar que entran cantidades prematuras o excesivas de medios en las líneas, lo que para aplicaciones críticas, como la extracción de muestras, puede desperdiciar reactivos/disolventes costosos o incluso dar como resultado análisis inexactos. También hay que considerar el estado del propio medio, como la sangre u otros fluidos sensibles susceptibles a la hemólisis o la fisión homolítica, en los que las células o compuestos dentro del fluido se descomponen. La turbulencia aumenta el aflojamiento de los enlaces químicos, por lo que minimizar las interrupciones o sacudidas en el flujo evitará la destrucción o ruina de muestras delicadas. Por lo tanto, una válvula para aplicaciones delicadas debe proporcionar un perfil de flujo que minimice el flujo turbulento, protegiendo los componentes, la instrumentación interna y la composición del fluido contra daños. Para lograr esto, se recomiendan “arranques suaves” (ver Diagrama 2). A diferencia de los despegues anteriores que se muestran, un "arranque suave" proporciona una introducción suave del flujo antes de disminuir suavemente a un caudal proporcional (por corriente o pasos proporcionados).

Consistencia de la curva

Garantizar que la curva de flujo siga la misma tendencia de válvula a válvula, especialmente las características de despegue, es importante para lograr consistencia en la producción y generar confianza en el producto; después de todo, un control superior y de gama baja que permite microlitros de flujo sólo es superior si es repetible. Sin embargo, también hay que reconocer que no hay dos válvulas que funcionen exactamente igual porque no hay dos que puedan ser perfectamente idénticas; por lo tanto, debe haber un rango dentro del cual todas las válvulas funcionarán. Al seleccionar una válvula, se debe conocer y comprender este rango para que todas las válvulas dentro de un lote determinado sean adecuadamente uniformes y puedan funcionar como se espera en una aplicación determinada. Esto puede afectar especialmente a los despegues.

Por lo tanto, al seleccionar una válvula, es importante tener en cuenta las características de despegue de la válvula y considerar si apoyará o dificultará la aplicación.

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