Estudio
El estudio de la válvula K2
1) Una válvula de mariposa fácil de instalar
La aleta oscilante es un dispositivo que ahorra espacio, fácil de instalar incluso después de la terminación de la tubería, económico e indispensable como dispositivo de seguridad en muchas aplicaciones.
La nueva situación económica, ecológica y técnica nos ha llevado a replantearnos por completo el concepto de válvula antirretorno y a proponer importantes desarrollos técnicos en el mercado de las válvulas, lo que nos ha permitido obtener un producto que tiene la capacidad de generar menores pérdidas de carga y, por tanto, un importante ahorro energético.
Los recursos técnicos a disposición de la oficina de diseño nos permitieron facilitar el desarrollo del proyecto, con herramientas de CAD/CAM, simulación y dimensionamiento.
2) Estudio de viabilidad
Un estudio de viabilidad nos permitió saber si una innovación en este dispositivo, con caídas de presión reducidas, nos permitiría hacer beneficioso o no el desarrollo del proyecto.
El estudio aprobó el concepto, y una patente fue emitida algún tiempo después. Es con la ayuda de prototipos y archivos de planos que hemos podido patentar nuestro concepto, con nuestro proveedor de servicios especializado en gestión inmobiliaria.
3) Maximizar la compatibilidad de la instalación
En primer lugar, nuestro producto debía ser compatible con un máximo de instalación. Para ello, tuvimos que considerar cada tipo de tubería. Tras estudiar los materiales y cada norma que se podía utilizar, definimos el diámetro interior mínimo de las tuberías, para evitar cualquier riesgo de bloqueo de nuestro sistema.
El montaje de las bridas, los pernos de las bridas, la colocación de la válvula, la hoja y su eje son elementos y conexiones que tienen holguras y, por lo tanto, pueden tener diferentes posiciones dependiendo del montaje. Cada posición debe ser estudiada para definir la posición crítica con la mayor probabilidad de bloqueo.
Siguiendo este enfoque, pudimos dimensionar nuestro producto para asegurarnos de que funcionara en todos los casos.
Nuestra gama se extiende a ocho modelos de DN50 a DN250, y más allá a petición. Hemos decidido centrar todo nuestro estudio en los materiales poliméricos técnicos, que son más ligeros, mejores en términos de características y más actuales que el acero inoxidable o los plásticos para moldear.
4) Estudio preliminar
Para el DN equivalente, comparamos las superficies de paso y la ganancia de la versión optimizada. La rentabilidad del proyecto fue el resultado directo de este primer análisis, y los resultados fueron concluyentes. El proyecto de la válvula de mariposa optimizada acababa de ser validado.
Las articulaciones
Primera elección técnica: la colocación de la junta entre la hoja y el cuerpo. Una solución era colocar el sello en la hoja, que era más fácil de usar durante el montaje; la segunda posibilidad era insertar el sello en el cuerpo de la válvula de solapa. La segunda propuesta fue validada en la medida en que presentaba el menor riesgo de desgarramiento de las articulaciones, el principal riesgo de fracaso. Para reducir esta posible debilidad, se ha definido un dimensionamiento preciso de la ranura de la junta. Por las mismas razones, la junta tórica parecía ser la solución técnica más apropiada.
En el obturador hay otras dos juntas tóricas que permiten el sellado en el eje de las hojas. Estos elementos han sido dimensionados en función de los esfuerzos realizados. Como resultado, sus dimensiones aumentan con DN.
El pin codificado
Una vez diseñadas todas las gamas, los productos se colocaron en las posiciones más desfavorables dentro de los modelos de plantas completas.
Así surgió un segundo riesgo de anomalías: la inserción de la válvula de mariposa en la dirección equivocada (eje hacia abajo).
El riesgo fue eliminado por medio de un pasador metálico codificado insertado en la parte superior de la válvula.
Determinación de las pérdidas de presión
La simulación nos permitió cuantificar las ganancias obtenidas con el uso de nuestra versión optimizada. Incluso si se hubiera hecho una primera idea durante la comparación de las superficies de paso, un análisis exhaustivo nos permitió determinar con precisión la ganancia de energía subyacente del uso de nuestro elemento, dentro de una tubería, de acuerdo con la tasa de flujo.
Utilizamos potentes herramientas de diseño asistido por ordenador y de simulación de fluidos para determinar las caídas de presión generadas por nuestros distintos productos. Estos resultados, derivados de simulaciones numéricas, fueron verificados utilizando hojas de cálculo y estudios analíticos y computacionales para probar los supuestos subyacentes.
Resultados del estudio
MODELO ESTÁNDAR
Reducción porcentual de la caída de presión del modelo optimizado en comparación con el modelo estándar
MODELO OPTIMIZADO
Reducción porcentual de la velocidad en el paso más estrecho del tramo, es decir, el aumento de la velocidad favorece necesariamente las turbulencias en el paso de las singularidades.
En naranja: porcentaje de reducción de la caída de presión del modelo optimizado en comparación con el modelo estándar.
En azul: reducción porcentual de la velocidad en el paso más estrecho del tramo, es decir, un aumento de la velocidad favorece necesariamente la turbulencia durante el paso de las singularidades.
En conclusión, las pérdidas de carga son de dos a cinco veces menores en la válvula antirretorno optimizada.
¿Cómo se puede llevar esto a la práctica?
Su bomba simplemente consumirá de dos a cinco veces menos energía en la sección de tubería correspondiente!
Además, existe una buena posibilidad de que la válvula sea el elemento más deficitario de toda su instalación, ¡así que invierta en el lugar adecuado!