Válvula de alivio operada por piloto

Al igual que otras válvulas de alivio de presión (PRV), las válvulas de alivio operadas por piloto ( PORV ) se utilizan para alivio de emergencia durante eventos de sobrepresión (por ejemplo, un tanque se calienta demasiado y el fluido en expansión aumenta la presión a niveles peligrosos). Las PORV también se denominan válvula de seguridad operada por piloto ( POSV ), válvula de alivio de presión operada por piloto ( POPRV ) o válvula de alivio de seguridad operada por piloto ( POSRV ), según el fabricante y la aplicación. Técnicamente POPRV es el término más genérico, pero PORV a menudo se usa de manera genérica (como en este artículo) aunque debería referirse a válvulas en servicio de líquidos.

En las PRV convencionales, la válvula se mantiene normalmente cerrada mediante un resorte o mecanismo similar que presiona un disco o pistón sobre un asiento, que se abre a la fuerza si la presión es mayor que el valor mecánico del resorte. En la PORV, la válvula se mantiene cerrada al canalizar una pequeña cantidad de fluido hacia la parte trasera del disco de sellado, con la presión equilibrada en ambos lados. Un actuador independiente en la tubería libera la presión en la línea si cruza un umbral. Esto libera la presión en la parte posterior del sello, lo que hace que la válvula se abra.

Las partes esenciales de una válvula de control por vacío (PORV) son una válvula piloto (o piloto de control), una válvula principal , un tubo piloto, la cúpula, un disco o pistón y un asiento. El volumen que se encuentra por encima del pistón se denomina cúpula. ^[1]

La presión se suministra desde el lado de aguas arriba (el sistema que se está protegiendo) hasta la cúpula, a menudo mediante un pequeño tubo piloto. El lado de aguas abajo es la tubería o el aire libre donde la válvula PORV dirige su escape. La tubería de salida suele ser más grande que la de entrada. 2 in × 3 in (51 mm × 76 mm), 3 in × 4 in (76 mm × 102 mm), 4 in × 6 in (100 mm × 150 mm), 6 in × 8 in (150 mm × 200 mm), 8 in × 10 in (200 mm × 250 mm) son algunos tamaños comunes.

La presión ascendente intenta empujar el pistón para abrirlo, pero se opone a ello, ya que la presión se dirige hacia la cúpula que se encuentra por encima del pistón. El área del pistón sobre la que actúa la fuerza del fluido es mayor en la cúpula que en el lado ascendente; el resultado es una fuerza mayor en el lado de la cúpula que en el lado ascendente. Esto produce una fuerza de sellado neta.

La presión del tubo piloto al domo se dirige a través de la válvula piloto de control real. Hay muchos diseños, pero la válvula piloto de control es esencialmente una PRV convencional con la función especial de controlar la presión al domo de la válvula principal. La presión a la que se libera la válvula piloto de control es la presión de ajuste funcional de la PORV. Cuando la válvula piloto alcanza la presión de ajuste, se abre y libera la presión del domo. El pistón queda entonces libre para abrirse y la válvula principal expulsa el fluido del sistema. La válvula piloto de control se abre hacia el tubo de escape de la válvula principal o hacia la atmósfera.

Actuación rápida

Cuando la presión es la adecuada, la válvula se eleva por completo. Esto puede ser bastante violento en tuberías grandes con una presión significativa. La presión debe caer por debajo de la presión establecida para que el pistón vuelva a asentarse (consulte el artículo sobre purga en la válvula de alivio ).

Modulación

El piloto está diseñado para abrirse gradualmente, de modo que se pierda menos fluido del sistema durante cada evento de alivio. El pistón se eleva en proporción a la sobrepresión. La purga suele ser breve.

• Paquete más pequeño en los tamaños de tubería más grandes.
• Más opciones de control.
• Se sella más herméticamente a medida que la presión del sistema se acerca pero no alcanza la presión establecida.
• El piloto de control se puede montar de forma remota.
• Algunos diseños permiten cambios en el tamaño del orificio dentro de la válvula principal.
• Se puede utilizar en motores.
• Mayor relación entre presión de operación y presión de ajuste.

• Más complejo, resultando en varios modos de falla de apertura y cierre.
• Más caro en tamaños más pequeños (comienza a equilibrarse a medida que aumenta el tamaño de la tubería).
• Las piezas pequeñas de la válvula piloto son sensibles a las partículas contaminantes.
• Los materiales blandos que normalmente se instalan en las válvulas piloto no pueden soportar fluidos a temperaturas más altas.

• Accidente en Three Mile Island
• Válvula de alivio
• Válvula de seguridad