Sector Minera
Valvulas de Control
Valvulas de Control Hidraulico
Funcionamiento de Valvulas de Control
Golpe de Ariete - Definicion.Golpe de Ariete=Cambios drasticos en la
presion causado por rapidos cambios en el caudal del fluido en la linea. Esto debido a los cambios en la continuidad del flujo, que causa que la energia Cinetica se convierta en energia potencial (y viceversa) en el fluido.
Valvulas de Control
Las principales razones para Golpe de Ariete
Arranque de la Bomba Parada de la Bomba Apertura y cierre de Valvulas Cierre rapido de Valvulas Flotadora y Altitud Corte de Energia Cierre de Ventosas Bajada drastica del consumo
Valvulas de Control
Interrupcin de corrienteCaudal normal
Inicio de la onda negativa
Desarrollo de la onda negativa
Peligro de separacin de columnasLa onda cambia de direccin y se hace positiva
Desarrollo de la onda positivaContina el desarrollo de la onda positiva
La onda positiva llega a la vlvula de retencin
Desarrollo de la onda (golpe de ariete)
La energa cinticase transforma enenerga de presin
Liberacin de energa
Grosor de pared[mm]
6 12
Dimetrointerno [mm] 300 276
Mdulo de Young (elasticidad)
2,100,000 28,000
Aceleracin calculada [mps]
933 268
Longitud del tubo [m]
3,250 3,250
Intervalo crtico[seg]
6.9 24.2
Velocidad del flujo [mps] 1.65 1.95
Aumento de presin [mwh]
156 53
TUBO DE ACERO TUBO DE PVC
Ejemplo
Calculo de la presion en Golpe de Ariete
Formula basica: La ecuacion de Joukowsky H=C*V/g H=el cambio de la presion(mt) C=la velocidad de la onda(1000 mt/sec.) V=cambio en la velocidad del flujo(mt/sec.) g=gravedad(9.8 mt/sec^2) Ejemplo -cuando la velocidad del flujo cambia de 2
mt/sec a 0 mt/sec(H=1000*2/9.8=204mt) Siempre y cuando el cambio de la velocidad sea menor
que el critical time critical time(tiempo critico)=2L/C
Valvulas de Control
Golpe de Ariete en Estaciones de Bombeo
En cada operacin de Arranque y Parada de la bomba se producira un golpe de ariete, el cual se propagara a traves de la tuberia, originando la rotura de la misma y de los diversos accesorios de la linea.
Por tanto se requiere instalar un sistema que permita reducir y/o eliminar los efectos negativos del golpe.
Valvulas de Control
Simulacin del golpe de ariete en sistemas de
bombeo, con vlvulas de retencin convencionales
Valvulas de Control
Analizando el comportamiento del fenmeno
aguas abajo de la vlvula de retencin mediante graficas
presin vs. tiempo
Valvulas de Control
Valvulas Bermad para Mineria
Paro repentino de bombasSin proteccion contra golpe de ariete
Nivel hidraulico - al principio de l a tuberia
Analizando el comportamiento del fenmeno
a lo largo de la tuberamediante la grafica de la
envolvente de las presiones mximas y mnimas
Valvulas de Control
Valvulas Bermad para Saneamiento
Paro repentino de bombasSin proteccion contra golpe de ariete
Nivel hidraulico - a lo largo de la tuberia
Sistema de bombeo sin proteccion
Sobre-presiones durante el arranque
Posibles caudales altos en el sistema
Golpe de ariete en la parada de la bomba
Posibles daos a la bomba y sistema de distribucion.
Valvulas Bermad para Mineria
Soluciones posibles para eliminar el Golpe de Ariete
Tanque sin Presion Alivio de Presion Tanque de Presion Anticipadora de Onda Contra Golpe de Ariete
Valvulas BERMAD para Mineria
Tanque sin Presion
Ventajas: Elimina el Golpe de Ariete. Desventajas: Costo alto La presion en la linea no puede ser mas que la
altura del Tanque.
Valvulas de Control para Mineria
Tanque sin Presion
Valvulas de Control para Mineria
Alivio de Presion
Ventajas: Costo bajo. Desventajas: No es suficientemente rapido para eliminar el
Golpe
Valvulas BERMAD para Mineria
Tanque de Presion
Desventajas: Costo alto Problema de mantener el nivel del agua en el
tanque.
Valvulas de Control
QUE LE PARECE ?
Anticipadora de Onda contra Golpe de Ariete-735`
Ventajas: Elimina totalmente
el Golpe de Ariete. Facil mantenimiento Funciona tambien como
alivio de Presion Costo bajo.
Valvulas BERMAD para Mineria
Arranque de la Bomba con Anticipadora de Onda contra
Golpe de Ariete Modelo BERMAD-735
Valvulas BERMAD para Saneamiento
Valvulas Bermad para SaneamientoOperacion de vlvula 735 - Arranque normal.
Apagado de la Bomba con Anticipadora de Onda contra
Golpe de Ariete Modelo BERMAD-735
Valvulas BERMAD para Saneamiento
Bermad 735Operacion de vlvula 735 - Corte de energia electrica.
Valvulas BERMAD para Saneamiento
La Presion en la linea usando Anticipadora de Onda
Valvulas BERMAD para Mineria
ES ESTA REALMENTE LA SOLUCION OPTIMA?
Valvulas BERMAD para Mineria
Se esta trabajando realmente con un sistema de operacin bajo control?
Las soluciones planteadas anteriormente permiten reducir y/o eliminar los efectos del golpe de ariete a producirse EN CADA UNA de las operaciones de arranque y parada de las bombas.
Sin embargo se trabaja mediante un sistema de operacin sin control, ya que no se ataca el problema desde su inicio, sino solo se limita a mitigar sus efectos
Valvulas BERMAD para Mineria
LA SOLUCIONEvitar la aparicin del fenmeno de
golpe de ariete en cada operacin de Arranque y Parada de la Bomba,
y no solo tratar de eliminar sus efectos negativos
Valvulas BERMAD para Saneamiento
COMO????
Valvulas BERMAD para Mineria
Implementando un Sistema de
Operacin bajo Control
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas
para
Control de Bombas
Modelo 740
Valvulas
para
Control de Bombas
Modelo 740
Valvulas BERMAD para Mineria
VLVULA BERMAD 740
Valvulas Bermad para la Mineria
Operacion bajo control
Control de caudal del sistema.
Control de presion del sistema.
Control de apertura de la vlvula
Control de cierre de la vlvula.
Control completo de la bomba
Valvulas BERMAD para Mineria
Operacion bajoControl
Vlvula 740?
NoSi
Posible daoal sistema
Operacion correctadel sistema
Control de arranque y/o parada del sistema
Valvulas BERMAD para Mineria
VALVULA CONTROL DE BOMBA BERMAD 740
Automatiza los arranques y paradas de las bombas.
ARRANQUE: Al darse la orden de arranque de la bomba, la valvula se
encuentra cerrada, pero libre de poder aperturarse en funcion de la presion de bombeo. La bomba arranca.
Conforme se incrementa la presion de la bomba la valvula empieza a abrirse lentamente llenando la linea.
Valvulas BERMAD para Mineria
APAGADO Al darse la orden de parada de la bomba, primero se
energiza la solenoide de la vlvula. La vlvulas control de bomba empieza a cerrarse
lentamente. Al llegar al cierre total de la vlvula, el limit switch
ordena el apagado de la bomba.
CONCLUSION Para cada operacin de arranque y parada programada
de la bomba no se presentaran fenmenos de golpe de ariete
Valvulas BERMAD para Mineria
Funcionamiento de la Valvula Control de Bomba
Modelo BERMAD-740
Valvulas BERMAD para Mineria
Componentes internos de la Valvula Control de Bomba
Modelo BERMAD-740y su cordinacion con el tablero
de la bomba
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Controlador Electronico Bermad BR740-E
Vlvula Bermad 740
Solenoide S. Limitador
V. de retencion
Filtro
t
Solenoide
Valvula
Bomba
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
Operacion de vlvula con logica Normalmente Cerrada
t
Solenoide
Valvula
Bomba
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
Operacion de vlvula con logica Normalmente Abierta
Valvulas BERMAD para Mineria
740-16-TOQUEPALA-PERU
LINEA DE RAFF
Valvulas BERMAD para Mineria
QUE PASA CUANDO OCURRE UNA FALLA
DE ENERGIA?
Valvulas BERMAD para Mineria
En caso ocurra una falla de energia electrica, la valvula control de bomba funcionara como una valvula de retencion convencional y se cerrara de forma inmediata evitando el flujo inverso hacia la bomba.
CONCLUSION: Operacin sin Control Presencia de GOLPE DE ARIETE
SOLUCION: Instalar una Valvula Anticipadora de Onda 735 para estos
casos
Valvulas BERMAD para Mineria
Funcionamiento de la Valvula Control de Bomba
conjuntamente con laValvula Anticipadora de Onda
Valvulas BERMAD para Mineria
Consecuencias del diseno:
( bajo condicones de corte de energia)
Arranque suave del sistema.
Paro protegido del sistema.
Presiones normales en sistema
Valvulas BERMAD para Mineria
Instalacion completa de sistema para Proteccion Golpe de Ariete.
Valvulas BERMAD para Mineria
Sistema de bombeo - completo
Vlvula de Control de BombaVlvula Anticipadora de Ariete
Vlvula de Aire
Valvulas Bermad para la Mineria
Metodologia de Calculo
en Proyectos
Metodologia de Calculo
en Proyectos
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 1:
Sistema sin Proteccion
Simulacion del golpe de ariete 1:
Sistema sin Proteccion
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 1:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula Anticipadora
Para las depresiones: Valvulas Ventosas
Simulacion del golpe de ariete 1:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula Anticipadora
Para las depresiones: Valvulas Ventosas
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 2:
Sistema sin Proteccion
Simulacion del golpe de ariete 2:
Sistema sin Proteccion
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 2:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula AnticipadoraPara las depresiones: Valvulas Ventosas
Simulacion del golpe de ariete 2:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula AnticipadoraPara las depresiones: Valvulas Ventosas
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 3:
Sistema sin Proteccion
Simulacion del golpe de ariete 3:
Sistema sin Proteccion
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Simulacion del golpe de ariete 3:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula AnticipadoraPara las depresiones: Valvulas Ventosas
Simulacion del golpe de ariete 3:
Sistema CON Proteccion
Para las sobre presiones: Valvula AnticipadoraPara las depresiones: Valvulas Ventosas
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Centro de BombeoMina Southern-PeruCentro de Bombeo
Mina Southern-PeruSistema de Control de Bomba Presiones de 700 PSI
MINSUR SAN RAFAEL
Valvulas BERMAD para Mineria
Vlvula Ventosa
Vlvula Control de Bomba 840
Centro de BombeoMina Southern-PeruCentro de Bombeo
Mina Southern-PeruSistema de Control de Bomba
MINSUR SAN RAFAEL
Valvulas BERMAD para Mineria
Vlvula VentosaVlvula
Anticipadora de Onda
Vlvula Control de Bomba
Sistema de Control de Bomba
Valvulas BERMAD para Mineria
Solenoide obstruido:
Debido a la presencia de sedimentos o suciedades hace que el solenoide se obstruya, y se comunica la presin desde P a A
El solenoide obstruido hace que todo el tiempo se comunique A con C, por tanto parte de la presin ingresa a la cmara de control y parte se drena por L. Consecuencia: Menor apertura de la vlvula y fuga constante de fluido. Tambin puede presentarse sedimentacin al interior de este acelerador y por tanto impedir el correcto funcionamiento de la vlvula.
Valvulas BERMAD para Mineria
Solenoide obstruido:
Debido a la presencia de sedimentos o suciedades, hace que el solenoide se obstruya, y nunca se comunique la presin desde P a A
El solenoide obstruido hace que todo el tiempo se comunique C con L, por tanto la cmara de control siempre esta conectada a la atmsfera. Consecuencia: Vlvula siempre abierta y no responde a la presin de cierre
Filtro Obstruido:
Al estar el filtro obstruido, la presin no ingresa al circuito de control, por tanto la vlvula no puede cerrarse. Vlvula HIDRAULICA
Sistema de Control de Bomba
Valvulas BERMAD para Mineria
Estos problemas se presentan cuando se tiene una mala calidad del fluido, que
puede presentar:
Valvulas BERMAD para Mineria
Partculas en suspensin que obstruyan el interior de las solenoides o accesorios del circuito de control.
Sedimentos, producto de los componentes propios del fluido, que al estar en reposo forman capas que obstruyen los pasos internos de las solenoides y accesorios del circuito de control, y llegan o obstruir el paso del fluido o bloquear a los mismos.
ALTERNATIVAS DE SOLUCION Valvulas BERMAD para Mineria
Realizar programas de mantenimiento peridico a fin de realizar limpieza interna de las solenoides y de los accesorios del circuito de control, con el propsito de retirar las sedimentaciones y evitar las obstrucciones de estos accesorios. La frecuencia dependera de la calidad del fluido, pudiendo ser inicialmente cada semana, y luego disminuir la frecuencia, en funcion de los resultados que se obtenga de las inspecciones semanales.
Implementar filtros de gran capacidad de control, que sean capaces de atrapar suciedades o sedimentaciones.
Emplear vlvulas solenoides de paso total, sin restricciones de seccin, a fin de evitar formacin de sedimentos.
Valvulas BERMAD para Mineria
PARA EL CASO DEL FILTRO DE CONTROL
Los filtros convencionales, no tienen la capacidad de filtrado requerida para fluidos no limpios o con sedimentos
Filtro Standard de Control:
Para fluidos limpios
Valvulas BERMAD para Mineria
FILTRO DE GRAN CAPACIDAD
FILTRO DE GRAN CAPACIDAD
PARA EL CASO DE LAS SOLENOIDES
Valvulas BERMAD para Mineria
Las solenoides convencionales para agua, tienen una seccin de paso reducido, por lo general de 1 mm., por lo que son propensas a sufrir obstrucciones cuando se trabajan con fluidos no limpios o con sedimentos.
Para esos casos, y en vlvulas de control, la solucin es emplear solenoides especiales, de paso nominal sin reducciones, de manera que no sufra de obstrucciones.
SOLENOIDE CONVENCIONAL AGUA LIMPIA
SOLENOIDE ESPECIAL PARA FLUIDOS NO LIMPIOS O CON SEDIMENTOS
SOLENOIDE ESPECIAL PARA FLUIDOS NO LIMPIOS O CON SEDIMENTOS
PARA EL CASO DE LAS SOLENOIDES
Valvulas BERMAD para Mineria
Otra alternativa de solucin, empleada de acuerdo a la experiencia en sistemas de bombeo de extraccin de agua de profundizacin en interiores de mina de socavn, es el empleo de VALVULAS DE BOLA MOTORIZADAS, de paso total nominal, sin reducciones, y libre de obstrucciones.
Estas vlvulas vienen provistas de un actuador elctrico de de vuelta que permite la automatizacin de la vlvula control de bomba.
Valvula Control de Bomba para fluidos no limpios BUENAVENTURA - ORCOPAMPA
Valvulas BERMAD para Mineria
Vlvula Ventosa
Vlvula de Bola Motorizada
Valvula Control de Bomba para fluidos no limpios BUENAVENTURA - ORCOPAMPA
Valvulas BERMAD para Mineria
Vlvula Ventosa
Vlvula de Bola Motorizada de gran paso. Evita las obstrucciones tpicas de las solenoides
para estos tipos de fluidosFiltro de Gran
capacidad
Otros casos de fenomenos de golpe de ariete:
Llenado de reservorios
Otros casos de fenomenos de golpe de ariete:
Llenado de reservorios
Valvulas BERMAD para Mineria
Ejemplos de Golpe de ArieteValvulas BERMAD para Mineria
Ejemplo de Golpe de Ariete
Golpe de Ariete producido debido al cierre brusco de
vlvulas de altitud.
Dependiendo de las condiciones hidrulicas, el
cierre de una vlvula de altitud puede provocar sobre
presiones y un consecuente golpe de ariete
Cual es la solucin?La 73Q de Bermad solucionara estos
problemas
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvula de Alivio de Presion
Al ingreso de los reservorios
Valvula de Alivio de Presion
Al ingreso de los reservorios
Valvulas BERMAD para Mineria
Valvula de Alivio de PresionValvula de Alivio de PresionValvulas BERMAD para Mineria
Valvulas BERMAD para Mineria
Vlvulas
Con Control
Electrnico
PARA REGULACION DE CAUDAL, PRESION, ETC.
Vlvulas
Con Control
Electrnico
PARA REGULACION DE CAUDAL, PRESION, ETC.
Vlvulas con Control Electrnico: Modelo 718
Vlvulas Bermad Modelo 718 con Control Electrnico
Vlvulas con Control Electrnico: Modelo 718
Controlador Bermad BE11/12 contiene:
Un modulo de logica segun algoritmo PID - Proportional Integral Deviation - control usado en sistemas auto-correctivos como lo son las valvulas Bermad 718.
Vlvulas Bermad Modelo 718 con Control Electrnico
Vlvulas con Control Electrnico: Modelo 718
Solenoides
Medidor de caudal
Caja de conexiones
Posicionador Electronico
Vlvula 718 instalada para controlar el caudal del sistema
Vlvulas con Control Electrnico: Modelo 718
LA RENOVACION ES NECESARIA