El principio de funcionamiento de la válvula de seguridad (segunda parte)
Tras la fase de sobrepresión, se alcanza la presión máxima de alivio B; se vuelve a la presión de reasiento C tras la fase de diferencia de presión de apertura y cierre. La válvula de seguridad con líquido no salta repentinamente como ocurre con el gas (Figura 3), ya que el flujo del líquido no genera la misma fuerza de expansión que el gas. La válvula de seguridad con líquido debe depender de la fuerza de reacción para alcanzar la altura de apertura.
Figura 3 Diagrama esquemático del principio de funcionamiento de la válvula de seguridad con líquido.
Cuando el válvula de seguridad Cuando la válvula está cerrada, la fuerza que actúa sobre el disco de la válvula es la misma que la aplicada al gas hasta que se alcanza el equilibrio de fuerzas; es decir, la fuerza resultante que mantiene cerrado el asiento de la válvula es cercana a cero. En la etapa inicial de apertura, el líquido que rebosa forma una capa muy fina, como se muestra en la Figura 3(a), que se expande rápidamente entre las superficies de los asientos de la válvula. El líquido impacta la superficie de reacción de la placa de retroceso del disco de la válvula y se desvía hacia abajo, lo que genera una fuerza de reacción ascendente que empuja el disco de la válvula y la placa de retroceso. En el rango inicial de sobrepresión del 2% al 4%, estas fuerzas suelen formarse muy lentamente.
A medida que el flujo aumenta gradualmente, la velocidad del líquido que fluye a través del asiento de la válvula también aumenta. Estas fuerzas de momento y la fuerza resultante de la superficie de actuación generada por el líquido liberado rápidamente debido a la deflexión hacia abajo de la superficie de reacción (Figura 3b) son suficientes para abrir completamente la válvula. En circunstancias normales, el disco de la válvula se elevará repentinamente hasta una altura de apertura total del 50 % al 100 % con una sobrepresión del 2 % al 6 %. A medida que aumenta la sobrepresión, estas fuerzas continúan aumentando, empujando el disco de la válvula a abrirse completamente. El volumen de descarga de la válvula de seguridad con líquido debe alcanzar el volumen de descarga nominal completo bajo un exceso de presión del 10 % o menos según ASME.
Al cerrar una válvula, al disminuir la sobrepresión, disminuyen el momento y la reacción del líquido, y la fuerza del resorte empuja el disco de la válvula hacia atrás para que entre en contacto con el asiento. Anteriormente, muchas válvulas de alivio de presión utilizadas para líquidos eran válvulas de seguridad o válvulas de alivio diseñadas para vapor compresible. Muchas de estas válvulas para líquidos requieren una sobrepresión elevada (25%) para lograr una apertura completa y un funcionamiento estable. Esto se debe a que el líquido no puede proporcionar la misma fuerza de expansión que el gas.
ASME Normas de calderas y recipientes a presiónEl Capítulo II exige que el líquido alcance la apertura completa, un funcionamiento estable y la capacidad de descarga nominal con una sobrepresión del 10 %, mientras que la norma GB/T 12223-2005 estipula que la presión de descarga nominal no debe superar 1,20 veces la presión de ajuste. La Figura 4 muestra el diagrama del principio de funcionamiento. válvula de seguridad operada por pilotoLa válvula de seguridad pilotada se compone de una válvula principal y una válvula piloto. La válvula piloto actúa con los cambios en la presión del medio del sistema, y la válvula principal es accionada o controlada por la válvula piloto.
Figura 4 El principio de la válvula de seguridad operada por piloto
Cuando el sistema protegido se encuentra en condiciones normales de funcionamiento, el disco de la válvula piloto está cerrado y la presión del sistema se transfiere desde la entrada de la válvula principal a la cámara de aire situada sobre el disco (pistón) a través del conducto y la válvula piloto. Dado que el área del pistón es mayor que la superficie de sellado del disco de la válvula, la presión del sistema genera una fuerza descendente sobre el disco, cerrando y sellando la válvula principal. Cuando la presión del sistema alcanza la presión de ajuste, la válvula piloto se abre y, simultáneamente, la válvula de corredera se mueve hacia arriba para cerrar el canal de admisión de la válvula piloto. El fluido en la cámara de aire situada sobre el disco de la válvula principal se descarga a través de la válvula piloto abierta, de modo que se puede reducir la presión (presión de la cavidad) sobre el disco de la válvula principal, y el disco de la válvula principal se abre bajo la presión de entrada para liberar la presión del sistema. Cuando la presión del sistema desciende a un valor determinado, la válvula piloto regresa a su asiento y acciona la varilla eyectora para abrir la válvula de corredera. La presión del sistema volverá a entrar en la cámara de aire sobre el disco de la válvula principal y lo empujará a cerrarse a través de la válvula piloto. La Figura 5 muestra el diagrama de la relación de presión de la prueba real de la válvula de seguridad accionada por piloto que saltó repentinamente.
Figura 5 Relación de presión de la prueba real de la válvula de seguridad piloto que saltó repentinamente
Figura 3 Diagrama esquemático del principio de funcionamiento de la válvula de seguridad con líquido.
Cuando el válvula de seguridad Cuando la válvula está cerrada, la fuerza que actúa sobre el disco de la válvula es la misma que la aplicada al gas hasta que se alcanza el equilibrio de fuerzas; es decir, la fuerza resultante que mantiene cerrado el asiento de la válvula es cercana a cero. En la etapa inicial de apertura, el líquido que rebosa forma una capa muy fina, como se muestra en la Figura 3(a), que se expande rápidamente entre las superficies de los asientos de la válvula. El líquido impacta la superficie de reacción de la placa de retroceso del disco de la válvula y se desvía hacia abajo, lo que genera una fuerza de reacción ascendente que empuja el disco de la válvula y la placa de retroceso. En el rango inicial de sobrepresión del 2% al 4%, estas fuerzas suelen formarse muy lentamente.
A medida que el flujo aumenta gradualmente, la velocidad del líquido que fluye a través del asiento de la válvula también aumenta. Estas fuerzas de momento y la fuerza resultante de la superficie de actuación generada por el líquido liberado rápidamente debido a la deflexión hacia abajo de la superficie de reacción (Figura 3b) son suficientes para abrir completamente la válvula. En circunstancias normales, el disco de la válvula se elevará repentinamente hasta una altura de apertura total del 50 % al 100 % con una sobrepresión del 2 % al 6 %. A medida que aumenta la sobrepresión, estas fuerzas continúan aumentando, empujando el disco de la válvula a abrirse completamente. El volumen de descarga de la válvula de seguridad con líquido debe alcanzar el volumen de descarga nominal completo bajo un exceso de presión del 10 % o menos según ASME.
Al cerrar una válvula, al disminuir la sobrepresión, disminuyen el momento y la reacción del líquido, y la fuerza del resorte empuja el disco de la válvula hacia atrás para que entre en contacto con el asiento. Anteriormente, muchas válvulas de alivio de presión utilizadas para líquidos eran válvulas de seguridad o válvulas de alivio diseñadas para vapor compresible. Muchas de estas válvulas para líquidos requieren una sobrepresión elevada (25%) para lograr una apertura completa y un funcionamiento estable. Esto se debe a que el líquido no puede proporcionar la misma fuerza de expansión que el gas.
ASME Normas de calderas y recipientes a presiónEl Capítulo II exige que el líquido alcance la apertura completa, un funcionamiento estable y la capacidad de descarga nominal con una sobrepresión del 10 %, mientras que la norma GB/T 12223-2005 estipula que la presión de descarga nominal no debe superar 1,20 veces la presión de ajuste. La Figura 4 muestra el diagrama del principio de funcionamiento. válvula de seguridad operada por pilotoLa válvula de seguridad pilotada se compone de una válvula principal y una válvula piloto. La válvula piloto actúa con los cambios en la presión del medio del sistema, y la válvula principal es accionada o controlada por la válvula piloto.
Figura 4 El principio de la válvula de seguridad operada por piloto
Cuando el sistema protegido se encuentra en condiciones normales de funcionamiento, el disco de la válvula piloto está cerrado y la presión del sistema se transfiere desde la entrada de la válvula principal a la cámara de aire situada sobre el disco (pistón) a través del conducto y la válvula piloto. Dado que el área del pistón es mayor que la superficie de sellado del disco de la válvula, la presión del sistema genera una fuerza descendente sobre el disco, cerrando y sellando la válvula principal. Cuando la presión del sistema alcanza la presión de ajuste, la válvula piloto se abre y, simultáneamente, la válvula de corredera se mueve hacia arriba para cerrar el canal de admisión de la válvula piloto. El fluido en la cámara de aire situada sobre el disco de la válvula principal se descarga a través de la válvula piloto abierta, de modo que se puede reducir la presión (presión de la cavidad) sobre el disco de la válvula principal, y el disco de la válvula principal se abre bajo la presión de entrada para liberar la presión del sistema. Cuando la presión del sistema desciende a un valor determinado, la válvula piloto regresa a su asiento y acciona la varilla eyectora para abrir la válvula de corredera. La presión del sistema volverá a entrar en la cámara de aire sobre el disco de la válvula principal y lo empujará a cerrarse a través de la válvula piloto. La Figura 5 muestra el diagrama de la relación de presión de la prueba real de la válvula de seguridad accionada por piloto que saltó repentinamente.
Figura 5 Relación de presión de la prueba real de la válvula de seguridad piloto que saltó repentinamente
