A partir de apuntes tomados en capacitaciones dictadas por Giora Heimann
Technical Consultant E-Mail: giorah@dorot.org.il
CONTROL DE NIVEL EN RESERVORIOS
Parte
3
‐
Conceptos
complementarios
Veamos aquí algunos conceptos complementarios sobre las válvulas de control de nivel.
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BAJA
PRESION
DE
ENTRADA(P.
DINAMICA).
la
válvula
no
abre.
Dado que la válvula de control de nivel suele estar al final de los acueductos, es frecuente que la presión de llegada o de entrada a la válvula (presión dinámica o piezométrica con la válvula abierta) sea muy baja y entonces la válvula no se abra o se abre parcialmente.
−En válvulas Serie 100 deberá ocuparse un diafragma más delgado (diafragma de baja presión).
−En válvulas Serie 300 se podrá invertir el sentido de entrada del agua, de forma tal que la fuerza de “aguas arriba” actúe sobre el diafragma, en lugar de actuar sobre el disco de cierre como lo hace en la válvula flujo standard. Dado que Fuerza = Presión x Superficie, al aumentar la Superficie, con la misma Presión, aumenta la Fuerza resultante.
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Válvulas
FLDI:
el
flotante
esta
bajo,
pero
la
válvula
no
abre.
Hay situaciones de instalación, donde el flotante queda muy por arriba de la válvula y por más que el mismo este en el nivel mínimo, la válvula no abre. Esto es debido a que el tubo de comando que llega a la válvula queda “cargado” de la presión estática dado por la altura. En estos casos, hay veces que podemos ayudarnos de un relé hidráulico o bien colocar una placa orificio a la salida y así aumentar la presión de entrada (P1)
Válvula 30-8-FLDI/EL Nótese La presencia del relé 28-300
Placa orificio
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LAS
VALVULAS
DE
CONTROL
DE
NIVEL
‐
sugerencias
para
su
instalación
El ruido generado por las válvulas de control, es un fenómeno asociado con la disipación de la energía.
Hay algunos elementos a tener en cuenta:
- Diseño de la válvula. Las válvulas de cierre por disco rígido generan menos ruido que las de
cierre por diafragma y dentro de las primeras, se prefieren las válvulas con cuerpo en globo (Dorot S300 / Dorot S500).
- Ubicación de la cisterna / sala de bombas. Se recomienda ubicar dichas instalaciones lo más
lejos posible de la zona residencial.
- Vibraciones y conexiones rígidas. Las vibraciones son sinónimo de ruido,
siendo capaces de viajar y de ser amplificadas a lo largo de la tubería. De ser posible, la válvula de control deberá ser instalada con juntas de unión flexible en ambas caras, o al menos en la cara de aguas
arriba. De igual manera, la vinculación de los tubos metálicos con las paredes y muros no debe ser hecho en forma rígida. Cuando un tubo metálico debe atravesar una pared, es conveniente “envainar” o “entubar” el mismo, de forma tal que este no este unido en forma rígida con el muro.
- Salto de presión. En caso que la presión de llegada a la válvula sea muy alta (por ejemplo
superior a los 3 bar), podemos estar sometiendo a la válvula a condiciones de cavitación. Para evitarla, se podrá colocar una placa
orificio aguas abajo de la válvula de control de nivel, en la boca de descarga del tubo.
- Vertical u horizontal? La válvula podrá ser
instalada en posición vertical u horizontal (consultar a Dorot sobre las recomendaciones de instalación para el modelo en cuestión).
- Válvula de aislamiento y filtro. Aguas arriba de
la válvula, se recomienda la instalación de una válvula de aislamiento y de un filtro en Y (filtro “de piedras” - strainer).
- Descarga inferior. Si la alimentación a la cisterna es inferior, es conveniente la presencia de
una válvula de aislamiento aguas abajo de la válvula de control, la cual permitirá realizar tareas de mantenimiento sin necesidad del desaguar la cisterna.
- Descarga superior. Si la alimentación de la cisterna es superior, se recomienda que la
descarga sea por debajo del nivel mínimo. Esto va a garantizar menor nivel de ruido, de salpicaduras y de oleaje. La presencia de una válvula de ruptura de vacío, evitará una eventual descarga de la cisterna por efecto sifón (flujo inverso).
−Depósito-visor fuera de la cisterna. En ciertos casos es
conveniente que el piloto flotante se instale en un depósito exterior a la cisterna, el cual podrá o no ser transparente. La
instalación del piloto-flotante en un depósito exterior, permite observar la posición del piloto aislado del oleaje y de la turbulencia.
Dorot Serie 300
Coeficiente de cavitación
σ= (P1-Pv) / (P1-P2) P1 = presión aguas arriba (m) P2 = presión aguas abajo (m) Pv = tensión de vapor del fluido (-9 m)
Æσ < 1.45 hay riego de cavitación destructiva
Æσ > 1.45 no hay riego de cavitación destructiva
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DISPOSITIVO
F
ANTICAVITACION
De igual forma que la presión de entrada a la válvula puede ser muy baja, también es posible que la misma sea muy alta. Y como bien es sabido, la presión aguas abajo de la válvula suele ser cero de muy pocos metros. Si el diferencial entre ambas es muy alto, la válvula puede estar operando en condiciones de cavitación destructiva.
Para el caso de las válvulas Serie 300, una excelente alternativa para contrarrestar la cavitación es el dispositivo F-anticavitación. El mismo consta de un cilindro de Acero Inoxidable perforado, altamente resistente a la cavitación destructiva, el cual se instala por debajo del disco de cierre. La válvula 30F Anticavitación se instala “invertida”, por lo
que el flujo en la zona del disco de cierre, avanza de arriba hacia abajo.
El mismo puede ser utilizado tanto en válvulas de la serie 30 (PN16) como de la serie 31 (PN25). En ambos casos, se debe diseñar considerando una velocidad de circulación mínima de 0,1 m/seg. y máxima de 2,5 m/seg. Ver Boletín Técnico #6.
Aquí adentro se concentra la CAVITACION
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EL
CONTROL
DE
NIVEL
Y
LA
ELECTRONICA.
ConDor
La gran mayoría de las válvulas de control de nivel, son comandadas por un piloto hidromecánico (flotante modulante ó flotante diferencial) o por un piloto flotante eléctrico. Dorot ofrece otra alternativa.
El ConDor (Controlador Dorot), es un PLC creado por los técnicos de Dorot.
Su principal fortaleza es que ha sido desarrollo por técnicos hidráulicos, pensando y priorizando la hidráulica del sistema.
El ConDor controla una válvula provista de 2 solenoides 12VDC - NC (normalmente cerrado). Uno de entrada y otro de salida. Cuando el ConDor necesita ingresar agua a la cámara, energiza el primero y cuando necesita sacar agua de la cámara, energiza el segundo.
El ConDor incluye decenas de funciones de control pre-programadas. Desde la simple y popular “reducción de presión”, hasta la integración de varias funciones.
Algunos ejemplos de funciones vinculadas con el control de nivel:
−Control de niveles - llenado de depósito. Cuando el nivel llega al punto inferior, la válvula abre. Cuando el nivel llega al nivel superior, la válvula cierre.
−Idem a la anterior, pero la apertura y el cierre son en varias etapas, para evitar los golpes de ariete.
−Control de niveles - flujo bidireccional. Mientras la presión de entrada es mayor que cierto valor y la cisterna no esta llena, la válvula permite la entrada de agua. Si la presión de entrada decae, la válvula se abre, permitiendo la salida de agua.
Entrada (input) de nivel Entrada (input) de caudal
(análogo o por pulsos)
Válvula de aislamiento Caudalímetro electrónico Válvula de aislamiento Cuando el nivel... el caudal
5 m 0 m3/h Max nivel / min caudal 4 m 20 m3/h
3 m 50 m3/h 2 m 80 m3/h
1 m 100 m3/h Min nivel / max caudal
ConDor
El ConDor recibe información analógica (4-20mA) del CAUDALIMETRO y del SENSOR de NIVEL La válvula modifica el CAUDAL a partir del NIVEL de la cisterna
Sensor de nivel hidrostático Solenoides
12VDC , 2/2 N.C.
CASO #1 : modificación del caudal a partir de la variación del nivel.
Entrada (input) de nivel Entrada (input) de
presión remota
Transductor de presión remoto Válvula de
aislamiento ConDor
El ConDor recibe información analógica (4-20mA) del SENSOR de NIVEL y del TRANSDUCTOR DE PRESION REMOTO
Cuando el depósito llega al nivel mínimo, la válvula abre, pero SOSTENIENDO LA PRESION en un punto remoto de la red Sensor de nivel hidrostático Solenoides
12VDC , 2/2 N.C.
Entrada (input) de nivel Entrada (input) de caudal
(análogo o por pulsos)
Válvula de aislamiento Caudalímetro electrónico Válvula de aislamiento ConDor
El ConDor recibe información analógica (4-20mA) del CAUDALIMETRO y del SENSOR de NIVEL
Cuando el depósito llega la nivel máximo, la válvula cierra, pero lo hace por etapas, relacionando caudal con intervalo de tiempo. Sensor de nivel hidrostático Solenoides
12VDC , 2/2 N.C.
CASO #3 : control de nivel, pero con velocidad de cierre controlada (anti golpe de ariete)
Dorot Automatic Control Valves no es solo es una empresa que fabrica y comercializa soluciones de control. ALIMENTACION ELECTRICA - 220VAC - 24VAC - 12VDC - energía solar Respaldo de bat. 12VDC ENTRADAS ANALOGICAS Opciones eléctricas: - 0-5V - 1-5V - 0-20mA - 4-20mA 4 entradas analógicas ENTRADA DIGITAL 6 entradas digitales Admite contador de alta velocidad SALIDAS ANALOGICAS Opciones eléctricas: - 0-5V - 1-5V - 0-20mA - 4-20mA 2 salidas analógicas PULSOS ELECTRICOS Pulsos de 12VDC para energizado de solenoides 2/2 NC ó NO, instalados en la válvula de control
SALIDA PARA ALARMA
LOCAL Y/O REMOTO
Admite la programación local (operador) y/o remota analógica
