La válvula de retención de diafragma ha experimentado un rápido desarrollo en los últimos años. Si bien el material del diafragma limita la temperatura y la presión de operación, estas válvulas ofrecen una excelente prevención del golpe de ariete, un diseño simple, bajo costo y mínimo ruido, lo que las hace ideales para aplicaciones de baja presión y baja temperatura. válvulas de retención de diafragma Vienen en varias configuraciones.
Como se muestra en la Figura 1, la válvula de retención de diafragma plano cuenta con un diafragma elástico anular como disco y una placa de acero perforada como asiento. Sus principales ventajas incluyen la ausencia de piezas mecánicas móviles, un funcionamiento silencioso y su idoneidad para sistemas con condiciones de caudal fluctuantes. En comparación con las válvulas de retención de clapeta convencionales, ofrece una reducción sustancial de la presión del golpe de ariete.
Figura 1: Válvula de retención de disco
Cuando el fluido fluye hacia adelante, el diafragma elástico se desvía y se separa de la placa de orificio, abriendo la válvula. Cuando el fluido se invierte, el diafragma elástico se mueve y sella el orificio. Esta válvula se recomienda generalmente para su uso exclusivo con fluidos limpios. El cuerpo de la válvula es de hierro fundido, opcionalmente recubierto con politetrafluoroetileno (PTFE). La placa de acero perforada puede recubrirse con Rilsan™ o politetrafluoroetileno (PTFE). El material del diafragma elástico debe seleccionarse en función de su compatibilidad con el fluido de trabajo, ya que esto determina la temperatura máxima de funcionamiento de la válvula.
La válvula de retención de goma para aguas residuales que se muestra en la Figura 2 se conoce comúnmente como "válvula de pico de pato". En España, se le conoce como "válvula de retención flexible de pico de pato", mientras que en Estados Unidos se le conoce como "válvula de retención de goma de pico de pato". Las válvulas de retención de goma para aguas residuales están disponibles con conexiones bridadas o con abrazadera.
La válvula de pico de pato se utiliza ampliamente en sistemas de drenaje urbano, sistemas de control de inundaciones y tuberías de intercepción de aguas residuales. Presenta un diseño integrado, fabricado íntegramente en caucho, reforzado con una capa de cordón de nailon y sin piezas mecánicas móviles. Ofrece un rendimiento fiable de apertura y cierre, funcionando únicamente en función de la presión interna de la tubería y la contrapresión externa. No requiere componentes externos, esfuerzo manual ni electricidad. La válvula es totalmente resistente a la corrosión de las aguas residuales, lo que garantiza cero fugas y un excelente sellado al cerrarse.
Figura 2: Válvula de retención de pico de pato
La válvula de retención de caucho para aguas residuales (válvula de pico de pato) se utiliza ampliamente para el control de inundaciones, la gestión de aguas residuales y la descarga de aguas residuales en ciudades costeras e infraestructuras marinas. Sirve como alternativa a las válvulas de retención de compuerta tradicionales. Las válvulas de retención de caucho para aguas residuales de hasta DN800 suelen utilizar conexiones de abrazadera o brida, siendo preferibles las conexiones de brida para tamaños superiores a DN800.
La válvula de pico de pato de caucho está fabricada con caucho de alta calidad, con una estructura completamente engomada y reforzada con fibra. Incorpora diversas características de diseño y compuestos de caucho optimizados mediante análisis de fuerza y cálculos para diferentes condiciones de operación. Fabricada mediante procesos especializados, el cuerpo de la válvula es altamente flexible, optimizando la resistencia a la presión y minimizando la resistencia al flujo, lo que garantiza un equilibrio óptimo entre la capacidad de descarga y el rendimiento de presión.
La válvula de retención de pico de pato crea un sello mediante su membrana moldeada. Un extremo se conecta a la tubería, mientras que el otro tiene forma de "pico de pato" para funcionar como orificio de apertura y cierre. Cuando la presión interna aumenta lo suficiente como para expandir el extremo aplanado, el "pico de pato" se abre, permitiendo el flujo. Si la presión cae por debajo del umbral preestablecido, la válvula se cierra y sella automáticamente.
La válvula garantiza un sellado fiable y es adecuada para condiciones exigentes, incluyendo aquellas con medios sólidos o cargados de partículas. Cuando está completamente abierta, la válvula ofrece una resistencia mínima al flujo, permitiendo el paso de partículas sólidas de gran tamaño. La geometría de diseño de la válvula hace que la longitud del extremo aplanado sea un factor crítico. La membrana de "pico de pato" puede fabricarse con diversos materiales, como caucho natural, caucho de clorobutilo, caucho de cloropreno, caucho butílico sódico, poliuretano, caucho de polietileno clorosulfonado, caucho fluorado y caucho EPDM. Para su uso como válvula de retención de mareas, la válvula de pico de pato está disponible en tamaños desde DN3 (NPS 1 1/8) hasta DN3000 (NPS 1120).
Como se muestra en la Figura 3, la válvula de retención incorpora un diafragma anular de caucho plisado como mecanismo de cierre. Al cerrarse, el labio del diafragma, dentro de los pliegues, sella la vía central del flujo. A medida que el flujo desciende, el diafragma plisado se expande y el labio se retrae del asiento de la válvula.
La tensión elástica del diafragma cuando la válvula está abierta, combinada con la corta carrera del labio desde la apertura total hasta el cierre, resulta en una velocidad de cierre excepcionalmente rápida. Esta válvula es especialmente adecuada para aplicaciones con fluctuaciones de caudal significativas. Sin embargo, la diferencia de presión no debe superar los 10 bar (145 lbf/in²) y la temperatura máxima de funcionamiento es de aproximadamente 74 °C (158 °F).
Figura 3: Válvula de retención con diafragma de caucho anular plisado
1. Cuerpo de la válvula derecha 2. Diafragma de caucho anular plisado 3. Disco de la válvula 4. Cuerpo de la válvula izquierda
Figura 4: Válvula de retención de diafragma con manguito elástico
1. Cuerpo de la válvula superior 2. Cuerpo de la válvula inferior 3. Junta 4. Manguito de goma
La Figura 4 ilustra el mecanismo de cierre de la válvula de retención de diafragma con manguito elástico, que cuenta con un manguito flexible con un extremo aplanado. Cuando el fluido fluye hacia adelante, el extremo aplanado del manguito se abre; cuando el flujo se invierte, sella automáticamente la válvula.
El manguito está fabricado con diversos elastómeros y reforzado externamente con fibras de nailon, similares a las utilizadas en la fabricación de neumáticos para automóviles. La superficie interior del manguito es más blanda, lo que le permite alojar partículas sólidas. Por lo tanto, la válvula es ideal para aplicaciones con medios o lodos cargados de sólidos.
La válvula de retención de diafragma con manguito elástico está diseñada para su uso con lodos abrasivos, aguas residuales, lodos y otros medios difíciles. El núcleo de la válvula consiste en un manguito de retención de caucho sintético reforzado con fibra que minimiza la resistencia al flujo. La válvula se abre automáticamente bajo presión positiva y se cierra bajo presión inversa.
El manguito de retención de caucho integrado reduce el desgaste y la erosión causados por el flujo continuo de lodos abrasivos. La válvula de retención no contiene componentes mecánicos, como balancín, disco o asiento metálico, susceptibles a la corrosión, fallos de funcionamiento o atascos. El exclusivo manguito de retención de caucho garantiza un sellado fiable en aplicaciones con fluidos con carga de partículas. La válvula funciona silenciosamente y sin vibraciones.
Un soporte integrado mejora la capacidad de contrapresión de la válvula de retención de diafragma en línea. El soporte, fabricado en acero al carbono soldado o acero inoxidable, soporta la sección arqueada del manguito de retención de caucho.
- Es altamente resistente al desgaste y proporciona una prevención completa del reflujo.
- Garantiza un sellado fiable incluso en condiciones de medios granulares.
- No hay vínculos mecánicos ni asientos de válvulas móviles, lo que garantiza un diseño que no requiere mantenimiento.
- Es adecuado para su instalación en cualquier orientación.
- Funciona silenciosamente, sin impacto ni vibración.
La figura 5 ilustra una válvula de retención de diafragma de vertedero revestido, similar en estructura a una válvula de diafragma de vertedero estándar.
Figura 5: Válvula de retención de diafragma de vertedero con revestimiento
