Las válvulas de aguja o de punzón (needle valves) se diferencian de las de globo en la forma de su obturador. En este caso, es una especie de aguja (de ahí su nombre), terminada en punta cónica que cierra sobre un asiento del mismo perfil y de amplia superficie, lo que proporciona mejor regulación que una válvula de globo normal.
El cierre y la apertura se producen de forma muy lenta debido a la forma del asiento y a que la rosca del vástago es de paso muy fino. Por todo lo anterior, este tipo de válvulas se utiliza cuando se requiere una regulación muy fina del caudal.
Las válvulas de aguja se fabrican únicamente en pequeños tamaños y con extremos son roscados. El orificio de paso suele ser de diámetro inferior al de paso de la tubería.
Tipos de obturador usados
Como ocurre con los discos de las válvulas de globo, las de aguja pueden incorporar distintos tipos de aguja, según su perfil de asiento y cuya elección depende del servicio deseado.
Los tipos de obturador más comunes son:
¿En qué tipos de servicios se aplican válvulas de aguja?
Las válvulas de aguja se utilizan en aplicaciones de servicio general, para aislar o ventilar el fluido del sistema. Su obturador de acero inoxidable endurecido no giratorio, cierra sin fugas y tiene una mayor vida de servicio. La rosca del vástago está aislada del fluido del sistema.
Partes de una válvula de aguja
El mando de acero inoxidable con orificio para el vástago de cuatro caras y la tuerca de sujeción aseguran una actuación efectiva.
La rosca del vástago está laminada en frío para aumentar la resistencia y suavizar la operación.
La unión giratoria de dos piezas permite el vástago no gire. La unión está ubicada por encima de la empaquetadura, aislada del fluido del sistema. El vástago endurecido no giratorio cierra consistentemente.
La cubierta protege la rosca del vástago de posibles contaminantes. Rosca del vástago por encima de la empaquetadura, protegida del fluido del sistema.
El diseño de vástago con cierre posterior de seguridad cierra en posición totalmente abierta.
Características para una correcta instalación
Las válvulas deben ser instaladas en el sentido del flujo indicado por la flecha marcada en el cuerpo. Existen tres tipos de instalaciones según su tipo de unión.
1. Instalación de válvulas roscadas
Las conexiones con la tubería deberán estar limpias y sin virutas.
Recomendamos el uso de la cinta de PTFE aplicada en varias vueltas como sellador. Para conseguir una buena unión, primero deberá apretarse a mano la válvula a la tubería, después se utilizará una llave para apretar la unión girando desde 1/2 a 1-1/2 vueltas. No deberá apretarse más allá de este punto, pues podríamos provocar daños inducidos por una excesiva tensión.
2. Instalación de válvulas de aguja para soldar
Instalar la válvula en posición abierta. Preparar bien la tubería es fundamental para obtener una buena unión. La tubería debe ser cortada perpendicularmente, desbarbada y limpiada con disolvente.
Asegurar que las conexiones a la tubería están bien encaradas y con buen soporte para evitar tensiones.
Nunca exceder de 70 amperios de intensidad de la corriente al soldar. Aplicar el calor al soldar lejos del cuerpo de la válvula. Es importante que la temperatura sea la menor posible (menos de 200ºC). Un calentamiento excesivo puede dañar las juntas y la empaquetadura.
3. Válvulas de aguja en sistemas con actuador
En las válvulas operadas por piloto, o de acción indirecta, una válvula piloto (1), normalmente de diafragma, percibe la presión aguas abajo a través de la toma de presión (2). Si la presión se eleva por encima del valor predefinido, el piloto envía la sobrepresión a la cámara superior (3) de la válvula principal. Esta sobrepresión hace descender el diafragma (4), provocando un cierre parcial del obturador (5) y así la presión aguas abajo desciende a un nivel inferior al predefinido.
Si, en cambio, la presión aguas abajo es menor que el valor predefinido, el piloto libera la presión acumulada haciendo que la válvula principal se abra. Entre la válvula piloto y la cámara superior de la válvula principal, se instala una válvula de aguja (6) de control de caudal unidireccional que estabiliza la reacción de la válvula en condiciones difíciles de regulación, restringiendo la salida del flujo de la cámara de control.
Adicionalmente se instalan válvulas de bloqueo (7) para permitir aislar la válvula piloto para tareas de mantenimiento.
¿Cómo funcionan?
El ajuste del caudal se logra girando la manecilla, si se gira en dirección de las agujas del reloj, se disminuye el caudal, y si se gira en sentido contrario, se aumenta el caudal.
Para cerrar la válvula, usar solamente la fuerza de la mano. No utilizar nunca llaves o tubos. Cuando la válvula se somete a alta temperatura, deberá accionarse previniendo posibles quemaduras en las manos. En las válvulas actuadas, los actuadores poseen indicadores mecánicos que muestran si la válvula está abierta o cerrada.
No es recomendable dejar la válvula inmovilizada durante mucho tiempo. Si es posible, convendría que fuera accionada a intervalos regulares para asegurar un correcto y continuo funcionamiento.
Mantención
Esperar a que el sistema esté despresurizado y frío para considerar lo siguiente:
Si trabajamos con fluidos peligrosos, deberemos drenar el sistema antes de cualquier operación de mantenimiento y probar la válvula en el banco de pruebas antes de instalarla de nuevo.
Para ajustar la empaquetadura, abrir la válvula una vuelta entera (una vuelta en sentido contrario a las agujas del reloj), después apretar suficientemente la tuerca (parte 4) para evitar fugas en el eje (parte 8) manteniendo un aceptable par de giro.
Si la empaquetadura es de caucho, esperar 2 minutos después de apretar la tuerca antes de comprobar el funcionamiento de la válvula. Presurizar de nuevo y comprobar filtraciones y funcionamiento. Solamente las válvulas con asiento posterior permiten el cambio de la empaquetadura estando bajo servicio sin presión. El bonete (parte 7) nunca debe aflojarse. Ver despiece de mantención.
Curva de comportamiento de caudal
Resumen de parámetros técnicos
Aplicaciones e industrias
- Para mediciones de flujo calibrado y de bajo caudal.
- Suministro de agua potable e industria agrícola.
- Industria farmacéutica.
- Industria del proceso de papel.
