Cómo funciona una válvula de aire: La guía completa

Este es el trato:

Las válvulas de aire pueden parecer dispositivos sencillos, pero en realidad son los héroes anónimos de los sistemas de distribución de agua. ¿Cómo puede un válvula de aire ¿Trabajar? En términos sencillos, estos dispositivos mecánicos controlan automáticamente el movimiento del aire dentro y fuera de las tuberías mediante un mecanismo de flotador que funciona según los principios de flotabilidad. Liberan el aire atrapado durante el funcionamiento normal, admiten aire para evitar la formación de vacío y purgan aire durante el llenado de la tubería.

Pero hay mucho más que eso.

De hecho, sin válvulas de aire que funcionen correctamente, su sistema de tuberías podría enfrentarse a graves problemas como golpes de ariete, reducción de la eficacia del caudal e incluso el colapso catastrófico de las tuberías.

Hoy como profesional fabricante de válvulas de aireEn este artículo, explicaré exactamente cómo funcionan las válvulas de aire, por qué son importantes y cómo sacarles el máximo partido.

¿Qué es exactamente una válvula de aire?

Un válvula de aire es un dispositivo hidromecánico de control de caudal diseñado para gestionar automáticamente el aire en los sistemas de tuberías de líquidos.

Piense en ello como si fuera el sistema de respiración de su tubería.

Estas válvulas cumplen tres funciones fundamentales:

1. Liberación de aire durante el funcionamiento - Ventilación continua de las pequeñas bolsas de aire que se acumulan
2. Admite aire durante el vaciado - Prevención de condiciones de vacío peligrosas
3. Liberación de aire durante el llenado - Purga rápida de grandes volúmenes de aire al llenar tuberías vacías

¿Lo mejor de las válvulas neumáticas? Funcionan automáticamente sin energía externa ni intervención manual.

La ciencia del funcionamiento del mecanismo de flotación

Pasemos ahora a la mecánica.

La mayoría de las válvulas de aire utilizan un mecanismo de flotación que funciona según un principio simple: la flotabilidad.

Funciona exactamente así:

Cuando la tubería está llena (funcionamiento normal)

Cuando su tubería funciona normalmente, el líquido llena el cuerpo de la válvula. El flotador interior sube con el nivel de líquido, como un flotador de pesca. Este movimiento ascendente empuja el flotador contra un pequeño orificio (abertura), creando un sello que mantiene la válvula cerrada.

No se escapa ningún líquido. Sin problemas.

Cuando el aire se acumula

Pero aquí es donde se pone interesante.

Al acumularse pequeñas bolsas de aire en la válvula, desplazan el líquido. El nivel del líquido desciende, al igual que el flotador. Cuando el flotador desciende lo suficiente, se separa del orificio y abre la válvula.

El aire atrapado escapa a la atmósfera hasta que el líquido vuelve a entrar en la válvula, elevando el flotador y sellándolo de nuevo.

Este ciclo se repite automáticamente cada vez que se acumula aire.

En condiciones de vacío

Cuando una tubería se vacía o experimenta caídas repentinas de presión, las cosas se ponen críticas.

El líquido se precipita fuera del cuerpo de la válvula, haciendo que el flotador baje completamente. Esto abre un gran orificio que permite la entrada masiva de aire. Este prevención del vacío es crucial: sin ella, sus tuberías podrían colapsarse literalmente por la presión negativa.

Tipos de válvulas de aire (y cuándo utilizar cada una)

No todas las válvulas de aire son iguales.

De hecho, elegir el tipo equivocado puede ser tan malo como no tener ninguna válvula.

He aquí los tres tipos principales:

1. Válvulas de escape de aire

Lo mejor para: Liberación de pequeñas acumulaciones continuas de aire a presión

Cómo funcionan: Diseño de orificio pequeño con sistema de flotador ponderado

Características principales:

• Libera burbujas de aire durante el funcionamiento normal
• Funciona a plena presión del sistema
• Capacidad limitada para grandes volúmenes de aire

2. Válvulas de aire/vacío

Lo mejor para: Protección contra condiciones de vacío y operaciones de llenado y vaciado

Cómo funcionan: Gran orificio normalmente abierto que se cierra cuando entra agua

Características principales:

• Admite grandes volúmenes de aire rápidamente
• Evita el colapso de las tuberías
• No puede liberar aire bajo presión

3. Válvulas de aire combinadas

Lo mejor para: Gestión completa del aire (mi favorito personal)

Cómo funcionan: Incorpora orificios grandes y pequeños en una sola unidad

Características principales:

• Maneja todos válvula de aire funciones
• La opción más versátil
• Mayor coste pero mejor protección

Por qué las válvulas de aire son fundamentales para la eficiencia de las tuberías

Que quede claro:

Ignorar el aire en las tuberías es como ignorar el colesterol en las arterias. Al final, algo va a ceder.

Esto es lo que ocurre sin válvulas de aire adecuadas:

Eficiencia de bombeo reducida

Las bolsas de aire crean bloqueos que obligan a las bombas a trabajar más. He visto sistemas en los que el aire atrapado aumentaba el consumo de energía en 15-20%.

Eso es dinero real tirado por el desagüe.

Golpe de ariete y daños por sobretensión

Cuando las bolsas de aire se desprenden y se desplazan aguas abajo, pueden provocar picos de presión devastadores. Estamos hablando de fuerzas que pueden destrozar literalmente las tuberías.

Errores de medición

Las burbujas de aire desajustan los caudalímetros y la instrumentación. No se puede gestionar lo que no se puede medir con precisión.

Aceleración de la corrosión

El oxígeno del aire atrapado acelera la tubería corrosiónespecialmente en los puntos de alta temperatura. Esto acorta drásticamente la vida útil de las tuberías.

Colocación estratégica: Dónde instalar las válvulas de aire

La ubicación lo es todo con las válvulas de aire.

Si se instalan en el lugar equivocado, son básicamente adornos caros.

Aquí es donde NECESITAS válvulas de aire:

Puntos álgidos

El aire sube de forma natural y se acumula en los picos. Esta es la prioridad #1 para válvula de purga de aire colocación.

Largos recorridos horizontales

Incluso las tuberías "planas" tienen pequeños cambios de elevación en los que se acumula el aire. Instale válvulas cada 1.500-2.500 pies en tramos largos.

Cambios en la pendiente de la tubería

Cualquier lugar donde la tubería cambie de ascendente a descendente necesita protección.

Después de bombas y reforzadores

Las bombas pueden introducir aire por cavitación o por fugas en las juntas. Instale siempre válvulas combinadas aguas abajo.

Válvulas antes y después

Las válvulas de aislamiento, las válvulas de control y las PRV crean turbulencias que liberan el aire disuelto.

Buenas prácticas de instalación que realmente importan

Esto es lo que pasa:

Incluso los mejores válvula de aire no funcionará si está mal instalado.

Sigue estas directrices:

Instalar siempre en vertical

Las válvulas de aire deben montarse verticalmente con la entrada hacia abajo. Cualquier otra orientación y simplemente no funcionarán.

Añadir válvulas de aislamiento

Instale una válvula de cierre debajo de cada válvula de aire. Me lo agradecerás cuando llegue el momento del mantenimiento.

Garantizar una ventilación adecuada

Las válvulas de aire necesitan respirar. Instálalas donde el aire expulsado pueda escapar y el aire fresco pueda entrar libremente.

Talla correcta

Las válvulas sobredimensionadas no pueden contener la acumulación de aire. Las válvulas sobredimensionadas malgastan dinero. Utilice las tablas de dimensionamiento del fabricante basadas en el diámetro de la tubería y los caudales.

Problemas comunes (y cómo solucionarlos)

Incluso con una instalación adecuada, pueden surgir problemas.

Estos son los problemas más comunes que veo:

La válvula no libera el aire

Causa: Suelen ser residuos que obstruyen el orificio

Arréglalo: Desmontar y limpiar a fondo

Descarga continua de agua

Causa: Flotador dañado o juntas desgastadas

Arréglalo: Sustituir componentes internos

Parloteo de válvulas

Causa: Válvula sobredimensionada o flujo turbulento

Arréglalo: Instalar un dispositivo de estrangulación o redimensionar la válvula

Fracaso prematuro

Causa: Material de válvula inadecuado para la aplicación

Arréglalo: Actualización a materiales adecuados (acero inoxidable para entornos corrosivos)

Aplicaciones avanzadas que debe conocer

Las válvulas neumáticas no son sólo para tuberías de agua.

He aquí algunas aplicaciones especializadas:

Sistemas de aguas residuales

Las aguas residuales generan gases por descomposición. Las válvulas de aire especiales para aguas residuales gestionan estos gases corrosivos al tiempo que evitan el ensuciamiento.

Procesado químico

Las válvulas de acero inoxidable con juntas especiales manejan con seguridad los productos químicos agresivos.

Sistemas de alta presión

Las válvulas reforzadas soportan presiones de hasta 300 PSI para aplicaciones industriales.

Retorno de la inversión y costes

Hablemos de dinero.

Las válvulas de aire de calidad no son baratas. Pero tampoco lo son:

• Sustitución de tuberías rotas
• Aumento de los costes energéticos
• Tiempo de inactividad del sistema
• Fallo prematuro de la bomba

He visto válvula de aire La instalación se amortiza en 12-18 meses sólo con el ahorro de energía.

Funcionamiento de las válvulas neumáticas

¿Cómo puede un válvula de aire ¿Trabajar? Mediante un ingenioso uso de los principios de flotabilidad y funcionamiento automáticoEstos dispositivos protegen las tuberías de los problemas relacionados con el aire sin necesidad de energía ni intervención manual. El sitio mecanismo de flotación sube y baja con los niveles de líquido, abriendo y cerrando los orificios para liberar el aire atrapado, admitir aire en condiciones de vacío y mantener un nivel óptimo. eficiencia de las tuberías. Ya sea gestionando bolsas de aire en puntos álgidos en tramitación de vacío catastróficas, las válvulas de aire son componentes esenciales que mantienen nuestros sistemas de agua que fluya sin problemas y con seguridad.