Una válvula de retención , válvula de retención , válvula de reflujo , válvula de retención , válvula de pie o válvula unidireccional es una válvula que normalmente permite que un fluido ( líquido o gas ) fluya a través de ella en una sola dirección. [1]
Las válvulas de retención son válvulas de dos vías, lo que significa que tienen dos aberturas en el cuerpo, una para que entre el líquido y otra para que salga el líquido . Existen varios tipos de válvulas de retención que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. Las válvulas de retención suelen formar parte de artículos domésticos comunes. Aunque están disponibles en una amplia gama de tamaños y costos, las válvulas de retención generalmente son muy pequeñas, simples y económicas. Las válvulas de retención funcionan automáticamente y la mayoría no están controladas por una persona ni por ningún control externo; en consecuencia, la mayoría no tiene mango ni vástago de válvula. Los cuerpos (carcasas externas) de la mayoría de las válvulas de retención están hechos de plástico o metal.
Un concepto importante en las válvulas de retención es la presión de apertura , que es la presión diferencial mínima aguas arriba entre la entrada y la salida a la que funcionará la válvula. Normalmente, la válvula de retención está diseñada y, por lo tanto, puede especificarse para una presión de apertura específica.
Una válvula de retención de bola es una válvula de retención en la que el elemento de cierre, la parte móvil para bloquear el flujo, es una bola. En algunas válvulas de retención de bola, la bola tiene un resorte para ayudar a mantenerla cerrada. Para aquellos diseños sin resorte, se requiere flujo inverso para mover la bola hacia el asiento y crear un sello. La superficie interior de los asientos principales de las válvulas de retención de bola es más o menos cónica para guiar la bola hacia el asiento y formar un sello positivo al detener el flujo inverso.
Las válvulas de retención de bola suelen ser muy pequeñas, sencillas y económicas. Se utilizan comúnmente en grifos dispensadores de minibombas de líquido o gel, dispositivos de pulverización, algunas peras de goma para bombear aire, etc., bombas de aire manuales y algunas otras bombas , y jeringas dispensadoras recargables. Aunque las bolas suelen estar hechas de metal, pueden estar hechas de otros materiales; en algunos casos especializados de materiales muy duraderos o inertes, como el zafiro . Las bombas de cromatografía líquida de alto rendimiento y aplicaciones similares de alta presión suelen utilizar pequeñas válvulas de retención de bola de entrada y salida con bolas de rubí (artificial) y asientos hechos de zafiro [6] o tanto la bola como el asiento de rubí, [7] tanto para dureza como resistencia química. Después de un uso prolongado, estas válvulas de retención pueden eventualmente desgastarse o el asiento puede agrietarse y requerir reemplazo. Por lo tanto, estas válvulas están hechas para ser reemplazables, a veces colocadas en un pequeño cuerpo de plástico encajado herméticamente dentro de un accesorio metálico que puede soportar alta presión y que se atornilla al cabezal de la bomba. [ cita necesaria ]
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Hay válvulas de retención similares donde el disco no es una bola, sino alguna otra forma, como un disco accionado por un resorte. Las válvulas de retención de bola no deben confundirse con las válvulas de bola , que son un tipo diferente de válvula en la que una bola que gira sobre un pasador actúa como un rotor controlable para detener o dirigir el flujo.
Una válvula de retención de diafragma utiliza un diafragma de goma flexible colocado para crear una válvula normalmente cerrada. La presión en el lado aguas arriba debe ser mayor que la presión en el lado aguas abajo en una cierta cantidad, conocida como diferencial de presión, para que la válvula de retención se abra permitiendo el flujo. Una vez que se detiene la presión positiva, el diafragma se flexiona automáticamente a su posición cerrada original. [8] Este tipo se utiliza en respiradores (mascarillas) con válvula de exhalación .
Una válvula de retención oscilante (o válvula de retención de disco basculante) es una válvula de retención en la que el disco, la parte móvil para bloquear el flujo, oscila sobre una bisagra o muñón , ya sea sobre el asiento para bloquear el flujo inverso o fuera del asiento para permitir el avance. fluir. La sección transversal de la abertura del asiento puede ser perpendicular a la línea central entre los dos puertos o en ángulo. Aunque las válvulas de retención oscilantes pueden venir en varios tamaños, las válvulas de retención grandes suelen ser válvulas de retención oscilantes. Un problema común causado por las válvulas de retención oscilantes se conoce como golpe de ariete . Esto puede ocurrir cuando el control de oscilación se cierra y el flujo se detiene abruptamente, lo que provoca un aumento de presión que genera ondas de choque de alta velocidad que actúan contra las tuberías y las válvulas, lo que genera una gran tensión sobre los metales y vibraciones en el sistema. Si no se detecta, el golpe de ariete puede romper bombas, válvulas y tuberías dentro del sistema. [9]
La válvula de aleta en un mecanismo de inodoro es un ejemplo de este tipo de válvula. La presión del tanque que lo mantiene cerrado se supera levantando manualmente la trampilla. Luego permanece abierto hasta que el tanque se drena y la trampilla cae por gravedad. Otra variación de este mecanismo es la válvula de clapeta , utilizada en aplicaciones como sistemas de extinción de incendios y seguridad humana. Una puerta batiente sólo permanece abierta en el sentido de entrada. La clapeta a menudo también tiene un resorte que mantiene la compuerta cerrada cuando no hay presión hacia adelante. Otro ejemplo es la válvula de retención (para sistema de drenaje sanitario) que protege contra inundaciones causadas por el flujo de retorno de aguas residuales. Este riesgo se produce con mayor frecuencia en los sistemas de drenaje sanitario conectados a sistemas de alcantarillado combinados y en los sistemas de drenaje de aguas pluviales. Puede ser causado por lluvias intensas, deshielo o inundaciones.
Una válvula de retención de mariposa es una variante de la válvula de retención oscilante, que tiene dos trampillas articuladas que actúan como válvulas de retención para evitar el flujo hacia atrás. No debe confundirse con la válvula de mariposa de nombre similar , que se utiliza para regular el flujo y no tiene función de flujo unidireccional.
Una válvula de retención es una válvula de retención con control de anulación para detener el flujo independientemente de la dirección o la presión del flujo. Además de cerrarse en respuesta al reflujo o a una presión de avance insuficiente (comportamiento normal de la válvula de retención), también puede cerrarse deliberadamente mediante un mecanismo externo, evitando así cualquier flujo independientemente de la presión de avance.
Una válvula de retención de elevación es una válvula de retención en la que el disco, a veces llamado elevador , se puede levantar de su asiento mediante una presión más alta del fluido de entrada o aguas arriba para permitir el flujo hacia la salida o el lado aguas abajo. Una guía mantiene el movimiento del disco en una línea vertical, para que luego la válvula pueda volver a asentarse correctamente. Cuando la presión ya no es más alta, la gravedad o una presión aguas abajo más alta harán que el disco descienda hasta su asiento, cerrando la válvula para detener el flujo inverso.
Una válvula de retención en línea es una válvula de retención similar a la válvula de retención de elevación. Sin embargo, esta válvula generalmente tiene un resorte que se "levantará" cuando haya presión en el lado aguas arriba de la válvula. La presión necesaria en el lado aguas arriba de la válvula para superar la tensión del resorte se llama "presión de apertura". Cuando la presión que pasa a través de la válvula cae por debajo de la presión de apertura, el resorte cerrará la válvula para evitar el reflujo en el proceso. [10]
Una válvula de pico de pato es una válvula de retención en la que el flujo pasa a través de un tubo blando que sobresale hacia el lado de aguas abajo. La contrapresión colapsa este tubo, cortando el flujo.
Una válvula de láminas es una válvula de retención formada por una lámina plana flexible que sella una placa de orificio. La presión de apertura es muy baja, la parte móvil tiene una masa baja que permite un funcionamiento rápido, la resistencia al flujo es moderada y el sellado mejora con la contrapresión. Se encuentran comúnmente en motores de combustión interna de dos tiempos como válvula de admisión de aire para el volumen del cárter y en compresores de aire como válvulas de admisión y escape para los cilindros. Aunque las válvulas de láminas se usan típicamente para gases en lugar de líquidos, la marca Autotrol de válvulas de control de tratamiento de agua está diseñada como un conjunto de válvulas de láminas que aprovechan la característica de sellado, forzando selectivamente la apertura de algunas de las láminas para establecer una ruta de flujo. [11]
Una retención de flujo es una válvula de retención que se utiliza en sistemas hidrónicos de calefacción y refrigeración para evitar el flujo por gravedad pasivo no deseado. Un control de flujo es un simple tapón de metal pesado cerrado por gravedad, elevado y elevado, diseñado para una baja resistencia al flujo, muchas décadas de servicio continuo y para autolimpiar las partículas finas que se encuentran comúnmente en los sistemas hidrónicos de las superficies de sellado. Para lograr la autolimpieza, el tapón normalmente no es cónico. Un diseño común es un hueco circular en un peso que encaja sobre una cresta estrecha correspondiente en el borde de un orificio. La aplicación tolera inherentemente una tasa de fuga inversa modesta; no se requiere un sello perfecto. Una válvula de retención de flujo tiene un tornillo de operación para permitir que la válvula se mantenga abierta, lo opuesto al control de una válvula de retención de parada, como ayuda para llenar el sistema y purgar el aire del sistema. [12]
Se pueden conectar varias válvulas de retención en serie. Por ejemplo, una válvula de retención doble se utiliza a menudo como dispositivo de prevención de reflujo para evitar que el agua potencialmente contaminada regrese a las líneas de suministro de agua municipales . También hay válvulas de retención de doble bola en las que hay dos combinaciones de bola/asiento secuencialmente en el mismo cuerpo para garantizar un cierre hermético positivo al bloquear el flujo inverso; y válvulas de retención de pistón, válvulas de retención tipo wafer y válvulas de retención de bola y cono.
Las válvulas de retención se utilizan a menudo con algunos tipos de bombas. Las bombas de pistón y de diafragma , como las bombas dosificadoras y las bombas para cromatografía , suelen utilizar válvulas de retención de bola de entrada y salida. Estas válvulas a menudo parecen pequeños cilindros conectados al cabezal de la bomba en las líneas de entrada y salida. Muchos mecanismos similares similares a bombas para mover volúmenes de fluidos utilizan válvulas de retención, como las válvulas de retención de bola. Las bombas de alimentación o inyectores que suministran agua a las calderas de vapor están equipadas con válvulas de retención para evitar el reflujo.
Las válvulas de retención también se utilizan en las bombas que suministran agua a los toboganes . El agua que llega al tobogán fluye a través de una tubería que también funciona como torre que sujeta los escalones del tobogán. Cuando la instalación con el tobogán se cierra por la noche, la válvula de retención detiene el flujo de agua a través de la tubería; cuando las instalaciones vuelven a abrir para el día siguiente, la válvula se abre y el flujo se reinicia, lo que deja el tobogán listo para su uso nuevamente. [13]
Las válvulas de retención se utilizan en muchos sistemas de fluidos, como los de plantas químicas y de energía , y en muchos otros procesos industriales.
Las aplicaciones típicas en la industria nuclear son sistemas de control de agua de alimentación, líneas de descarga, agua de reposición, sistemas de procesos diversos, sistemas de N2 y sistemas de monitoreo y muestreo. [14] En aviones y aeroespacial, las válvulas de retención se utilizan donde hay altas vibraciones, grandes temperaturas extremas y fluidos corrosivos. Por ejemplo, control de propulsor de propulsión de naves espaciales y vehículos de lanzamiento para sistemas de control de reacción (RCS) y sistemas de control de actitud (ACS) y sistemas hidráulicos de aeronaves. [15] [16]
Las válvulas de retención también se utilizan a menudo cuando se mezclan varios gases en una corriente de gas. Se instala una válvula de retención en cada una de las corrientes de gas individuales para evitar la mezcla de los gases en la fuente original. Por ejemplo, si se van a mezclar un combustible y un oxidante, entonces normalmente se usarán válvulas de retención tanto en la fuente de combustible como en la de oxidante para garantizar que los cilindros de gas originales permanezcan puros y, por lo tanto, no sean inflamables.
En 2010, el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA modificó ligeramente el diseño de una válvula de retención simple con la intención de almacenar muestras líquidas indicativas de vida en Marte en depósitos separados del dispositivo sin temor a contaminación cruzada. [17]
Cuando un suministro de agua potable sanitaria se conecta a un sistema insalubre, por ejemplo, rociadores de césped, un lavavajillas o una lavadora , se utiliza una válvula de retención llamada dispositivo de prevención de reflujo para evitar que el agua contaminada vuelva a ingresar al suministro de agua doméstica.
Algunos tipos de aspersores de riego y emisores de riego por goteo tienen pequeñas válvulas de retención integradas para evitar que las líneas se drene cuando el sistema está apagado.
Las válvulas de retención utilizadas en sistemas de calefacción doméstica para evitar la convección vertical, especialmente en combinación con instalaciones solares térmicas , también se denominan frenos de gravedad.
Es posible que se requiera que los sistemas de recolección de agua de lluvia que están conectados al suministro principal de agua de un proveedor de servicios públicos tengan instaladas una o más válvulas de retención para evitar la contaminación del suministro primario por el agua de lluvia.
Los gatos hidráulicos utilizan válvulas de retención de bola para generar presión en el lado de elevación del gato.
Las válvulas de retención se usan comúnmente en inflables , como juguetes, colchones y botes. Esto permite inflar el objeto sin presión de aire continua o ininterrumpida.
Frank P. Cotter desarrolló una "válvula de retención autosellante simple, adaptada para conectarse a las conexiones de tubería sin requerir accesorios especiales y que puede abrirse fácilmente para inspección o reparación" en 1907 (patente estadounidense 865,631).
Nikola Tesla inventó una válvula unidireccional para fluidos engañosamente simple en 1916, llamada válvula Tesla . Fue patentado en 1920 (patente estadounidense 1.329.559).
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