Torrent 400Y: Válvula de diluvio de alto rendimiento para hidráulica extrema

Las válvulas de diluvio deben ofrecer una amplia variedad de funciones, desde el modo ‘on-off’ hasta la regulación precisa de la presión aguas abajo, a veces con caudales extremadamente altos y altas presiones de entrada actuando sobre ellas.

Si bien el diseño del cuerpo de la válvula de diluvio accionada por diafragma es importante, el diseño y la construcción del diafragma de la válvula en sí es crucial en:

1. La capacidad de la válvula para resistir las grandes fuerzas generadas por los caudales, y
2. Posibles grandes reducciones de presión actuando a través de la válvula.

Diseño de la 400Y para un rendimiento robusto

El equipo de Bermad consideró la posibilidad de condiciones hidráulicas severas y diseñó la 400Y para manejar de la mejor manera estas condiciones. Bermad tomó la válvula de diafragma tipo Weir como punto de partida para el diseño de la válvula 400Y Torrent. Luego, Bermad decidió aprovechar los aspectos positivos de este diseño, como su simplicidad, al contar solo con 3 componentes: la tapa de la válvula, el cuerpo y el diafragma de la válvula, y buscar la manera de minimizar las debilidades del diseño, como el diafragma de espesor único y sin soporte que sella sobre un asiento de weir pequeño.

El equipo de Bermad ha considerado cuidadosamente todos los componentes del Torrent 400Y para un rendimiento óptimo en condiciones hidráulicas de demanda extrema.

La solución mejorada

El diafragma de caucho Torrent 400Y consta de dos secciones.

La sección superior es un diafragma flexible reforzado con fibra. La sección inferior es un tapón sólido reforzado con fibra, con un disco de acero vulcanizado dentro del tapón. El diafragma también está equilibrado hidráulicamente y apoyado periféricamente por el cuerpo de la válvula para evitar tensiones en el diafragma.

La sección superior del diafragma

La sección superior, más delgada y reforzada con tela, consiste en un diafragma rodante que está continuamente soportado por el cuerpo de la válvula.

El objetivo principal de esta sección es proporcionar la sensibilidad de regulación necesaria para lograr un control de presión de alta precisión, además de ofrecer capacidades de cierre con baja presión diferencial.

La sección inferior del diafragma

La sección inferior del diafragma es un tapón sólido reforzado. Está diseñada para resistir el efecto de las fuerzas elevadas que intentarán arrastrar el diafragma aguas abajo, así como para resistir las fuerzas que intentarán inflar la superficie interna del diafragma hacia afuera debido a la presión de la cámara de control de la válvula.

Además, el tapón siempre permanece en un solo plano, lo que garantiza que siempre selle contra el asiento de 360 grados mecanizado en el cuerpo de la válvula

Esto significa que se obtiene la resistencia del diafragma donde se requiere y la sensibilidad donde se necesita.

Comprender el impacto potencial de las condiciones hidráulicas de alto nivel

Actualmente, existen varias válvulas de diluvio accionadas por diafragma disponibles en el mercado de protección contra incendios, las cuales están basadas en el diseño tipo Weir.

La válvula tipo Weir consiste en un diafragma de espesor único y un cuerpo de válvula que tiene un asiento en forma de vertedero contra el cual se presiona el diafragma para sellar mediante la presión de la cámara de control de la válvula.

En situaciones de alto caudal o condiciones con diferenciales de presión elevados, el diseño inherente del cuerpo de la válvula de diluvio—combinado con el diafragma de espesor simple—puede dificultar el funcionamiento de la válvula o contribuir a una menor durabilidad de la misma.

Además, el diafragma cuenta con una pequeña zona de apoyo en el cuerpo de la válvula para ayudar a resistir las grandes fuerzas que arrastran el diafragma hacia aguas abajo cuando se producen altos caudales y grandes caídas de presión en la válvula. Asimismo, cuando hay alta presión en la cámara de control de la válvula, existe la posibilidad de que la presión expanda el diafragma, lo que—combinado con las fuerzas de arrastre—puede causar problemas en el sellado y deformación del diafragma.

¿Qué puede sucederle a estas válvulas en aplicaciones de demanda extrema?

Las siguientes pruebas demuestran lo que puede ocurrir cuando una válvula tipo Weir se somete a condiciones hidráulicas de alto nivel.

Se realizaron pruebas en una válvula de diluvio tipo Weir de 150 mm de diámetro, operada por solenoide, que también contaba con función de regulación de presión.

Estas pruebas se realizaron recientemente en las instalaciones de pruebas de la planta de fabricación de Bermad en Israel.

La válvula fue probada en las siguientes condiciones hidráulicas:

Pruebas dinámicas:

• Presión aguas arriba: 2000 kPa
• Presión de regulación aguas abajo: 350 kPa
• Caudal: 120 litros por segundo

Prueba estática:

• 2000 kPa en la cámara de control de la válvula
• Presión cero aguas arriba
• Presión cero aguas abajo

Procedimiento de prueba:

Las pruebas consistieron en dos periodos de pruebas dinámicas de 1 hora, seguidos de cinco días de pruebas estáticas, antes de realizar una prueba dinámica adicional de 1 hora.

El diafragma se degradó progresivamente hasta fallar completamente al finalizar la tercera prueba dinámica.

2000 kPA de presión estática mostrando la deformación del diafragma

Fallo del diafragma

Acerca de los resultados de la prueba

Es importante señalar que estos resultados se basan únicamente en un fabricante y destacan el resultado de pruebas bajo condiciones hidráulicas muy severas. En ningún momento estamos sugiriendo que las válvulas de diluvio tipo Weir no sean adecuadas para su uso cuando actúan sobre ellas condiciones hidráulicas generales.

Bermad ha realizado una serie similar de pruebas en la válvula 400Y Torrent, e incluso la ha sometido a velocidades de flujo y presiones mucho más altas que las detalladas anteriormente. Las válvulas han superado todas estas pruebas para cumplir con las exigencias de condiciones de operación de alto nivel.

Para ver el funcionamiento del Torrent, vea el siguiente video :