DETALLES
CONSTRUCTIVOS DE LAS VALVULAS PARA COMPRESORES
Tipos
Existen dos grandes grupos de válvulas para
compresores, las concéntricas ó de doble efecto
y las individuales ó de simple efecto, que a su vez
se subdividen en dos subgrupos, blindadas y
abiertas.
Las válvulas están compuestas por un conjunto de
piezas dimensionadas de acuerdo a los requerimientos
funcionales del equipo compresor, las cuales se
dimensionan de acuerdo a la presión, el caudal
volumétrico y el gas a comprimir y alguna otra
variable como ser la geometría del compresor o la
velocidad. Con estos datos podemos comenzar el
desarrollo de las válvulas y la tapa de cilindro que
las contienen.
En base a cálculos y desarrollos teóricos en los
cuales debemos tener en cuenta las dimensiones del
equipo donde tenemos que alojar estos cuerpos, es
normal que encontremos dificultades en el
dimensionamiento, tales como, el espesor de la tapa
de cilindro, conductos de refrigeración ó
simplemente la superficie del cilindro de pistón
donde deben atacar las Válvulas, en base a todo esto
se considerará el tipos y cantidad de Válvulas por
cilindro.
Luego de resolver este dimensionamiento, se pasa al
desarrollo del tipo y superficie de pasaje de
válvula.
Se pueden elegir varias formas básicas de
construcción. El cuerpo principal llamado asiento de
válvula, se pueden mecanizar sus canales de pasaje
de gas con perforaciones cilíndricas llegando a la
superficie necesaria para no superar la velocidad
crítica del gas ó bien se pueden mecanizar ranuras
semicirculares cónicas por fresado o de acuerdo a la
ultima tecnología disponible para tal fin el
mecanizado por corte Láser o con chorro de agua a
alta presión.
Análisis de ventajas y desventajas
De acuerdo al tipo de mecanizado encontramos que en
el cuerpo perforado nos dará mayor rigidez y pasaje
optimo, con condiciones de borde estables, pero
formara una corriente de flujo turbulento, mientras
que mecanizando las ranuras cónicas nos formara un
flujo laminar y en caso de ser fundidas el
comportamiento del flujo de gas es intermedio a los
anteriores.
De acuerdo al tipo de válvula y de los elementos de
cierre se deberá diseñar el tipo de canal teniendo
en cuenta la situación más ventajosa en comparación
con el resultado esperado.

Tapa Respaldo
La tapa de respaldo cumple con la misión de contener
los elementos de cierre tanto disco como resortes y
amortiguador.
Este respaldo debe estar diseñado lo suficientemente
resistente como para soportar la fuerza ejercida por
el paso de los gases sobre los elementos de cierre
sin que estos se deformen ó colapsen..
El pasaje por los canales de circulación debe ser
superior como mínimo un 20 % al del asiento de
válvula según el modelo que se hayan elegido,
utilizando el mismo criterio de cálculo.
Para el desarrollo de la válvula deberemos tener en
cuenta que elementos de cierre utilizaremos. Acorde
con el tipo de servicio.
Elementos de cierre
Estas piezas están divididas en tres grupos según su
función.
Membrana o platillo
Elemento fundamental para el cierre del conjunto
válvula, construidos en dos tipos de materiales
según el requerimiento del equipo. Pueden hallarse
de acero inoxidable martensítico o en
polieteretercetona (peek).
El primer grupo (metálicos) se subdividen en tres
subgrupos, según la geometría del equipo compresor.
Se diferencian básicamente por su centro y ellos
son:
a) Elásticos.
b) Semi-elástico
c) Rígido.
El uso de cada uno de ellos dependerá de las
condiciones de trabajo, como ser, velocidad de
rotación, presión de servicio, tipo de compresor
(Lubricado ó no lubricado), tipo de gas a comprimir,
etc.
El espesor de la membrana ó disco y el material del
mismo lo determinarán las presiones de trabajo del
compresor.
Amortiguador
Es una pieza utilizada como su nombre lo indica a
contrarrestar el “rebote” del disco ó membrana
debido a la velocidad de apertura que genera la
inercia del platillo de cierre, evitando que el
golpe de los elementos en movimiento sea violento.
Construidos normalmente en acero de alto porcentaje
de Carbono, tratados térmicamente. La forma externa
es copia exacta del centro de membrana platillo de
cierre a utilizar con los vacíos para que se oculten
los salientes de los resortes que dan tensión de
cierre.
El mismo no solamente protege la membrana de fuerzas
excesivas, si no que protege los resortes para
evitar que la flecha de tensión nunca llegue a valor
cero y la consiguiente compresión contra la tapa
respaldo.
Resortes
Los hay de distintas geometrías, de acción
concurrente, divergente o de distribución radial
uniforme, pero su material es básicamente el mismo,
acero de alto contenido de Carbono ó acero
inoxidable martensítico, tratado térmicamente,
resistente a la fatiga, manteniendo su forma y
elasticidad original después de millones de ciclos.
Pueden hallarse de muelle de apoyo simple o
múltiple.
La cantidad de resortes y los espesores varían según
las presiones de trabajo, como por ejemplo en
válvulas idénticas de acuerdo a que etapa de
compresión trabaja será el resorte utilizado.
Resortes helicoidales
Construidos en acero inoxidable, trefilado o
laminados, llegando a fabricarse cilíndricos
paralelos, cónicos ó bi cónicos, de sección circular
ó de forma rectangular, calibrados y rectificados
para un funcionamiento homogéneo.
Igual que los anteriores resortes pueden ser
utilizados en distintas etapas, variando cantidades
y cargas de acuerdo al tipo de trabajo.
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