Qué es el interruptor de caudal : Funcionamiento y sus aplicaciones

En un sistema industrial, la supervisión de la medición del caudal es necesaria para controlar el movimiento de los fluidos con seguridad. Por tanto, la monitorización y el control del caudal son necesarios en todo proceso industrial. El caudal es el movimiento de gases, líquidos y vapor a lo largo de un sistema de procesamiento. La medición del caudal se utiliza principalmente para medir el volumen de los medios de procesamiento de fluidos en una región transversal concreta por unidad de tiempo. Por ello, este artículo trata de una visión general de un interruptor de caudal y su funcionamiento con aplicaciones.


¿Qué es el interruptor de flujo?

Un interruptor mecánico que se utiliza para controlar el caudal y la presión del líquido en un conducto, bucle o sistema se conoce como interruptor de caudal. Este interruptor también se conoce como sensor de caudal o indicador de caudal. El principal función del interruptor de caudal es controlar el flujo de líquido, gas o vapor en un periodo de tiempo determinado para controlar el flujo total de forma continua. El símbolo del interruptor de caudal se muestra a continuación.

Símbolo del interruptor de flujo

Construcción

El interruptor de caudal está construido con un sistema de paletas, un imán permanente, un contacto reed y un segundo imán.

Construcción del interruptor de caudal
Construcción del interruptor de caudal

Sistema de paletas

El flujo de líquido dentro de la tubería empuja la paleta del interruptor para que se mueva en la dirección del flujo de líquido. El flujo de fluido necesario para activar la paleta depende principalmente del tamaño de la línea.

Imán permanente

En la parte superior de la paleta, hay un imán permanente que acciona un interruptor de láminas para proporcionar una salida sin potencial.

Contacto Reed

Un contacto Reed está dispuesto fuera del flujo de fluido por encima del imán.

Segundo imán

Un segundo imán tiene una polaridad opuesta que se utiliza para generar una fuerza de reposición.

El sistema de paletas se mueve cuando se acerca al contacto con el flujo de líquido que se quiere controlar. El imán permanente cambiará su posición en relación con el contacto del interruptor de láminas. El contacto de este interruptor estará en ON o en OFF en función del tipo de contacto.

En cuanto se interrumpa el flujo de líquido, la paleta del interruptor volverá a su posición real. Este cambio en el contacto se utiliza principalmente para especificar la señal de flujo de salida requerida. Estos interruptores se utilizan principalmente para vigilar una bomba cuando se requiere controlar el flujo de aire, líquido o gas a lo largo de la línea particular.

Principio de funcionamiento de los interruptores de caudal

El principio de funcionamiento de un interruptor de caudal depende principalmente del tipo de medio. Este interruptor se utiliza principalmente para controlar la presión y el caudal de los fluidos, el aire o los gases en un sistema.

Para conocer el funcionamiento de este interruptor, es útil esbozar los componentes principales que conforman un circuito típico de interruptor de caudal. Por lo general, muchos tipos de interruptores de caudal disponen de un disparador magnético o una paleta (dispositivo primario). Así, esta paleta se conecta siempre a un circuito y, después, se coloca en el carril por el que fluye el líquido. Una vez que se suministran los gases o fluidos, la paleta gira y entonces transmite la señal al dispositivo secundario como un transductor. Este transductor recibirá la señal y la pasará al transmisor en un formato legible. Después, el transmisor medirá las lecturas.

Una vez que el caudal de líquido alcanza el punto de ajuste del interruptor, éste puede cerrar o abrir el circuito encendiendo o apagando una bomba o generando una alarma. La configuración de estos interruptores puede hacerse tanto en modo NO (normalmente abierto) como en modo NC (normalmente cerrado), lo que se conoce como la condición por defecto del interruptor. Cuando el interruptor está en condición NO, el circuito está APAGADO (Abierto). Del mismo modo, cuando el interruptor está en condición NC, el circuito está ON (Cerrado).

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Tipos de interruptores de caudal

Estos interruptores se clasifican en cuatro tipos: de flujo de gas, de flujo de líquido, de flujo volumétrico y de flujo de velocidad, que se analizan a continuación.

Interruptores de flujo de líquido

Estos interruptores se utilizan para medir agua, productos químicos, lodos y lubricantes. Por eso se utilizan en una amplia gama de aplicaciones industriales. Los sistemas industriales automatizados que procesan medios líquidos dependen principalmente de estos interruptores para garantizar un caudal seguro y óptimo.

Interruptor de flujo de líquidos
Interruptor de flujo de líquido

Interruptores de flujo de gas

Los interruptores de flujo de gas son dispositivos que se utilizan principalmente para medir el gas en términos de velocidad. Pueden ser sistemas de sensores o simples sensores con indicadores. Las especificaciones importantes de estos interruptores son el caudal que se debe medir.El dispositivo contiene una paleta giratoria, que mide la cantidad de fluido que pasa por el interruptor de caudal. La veleta acciona un conjunto de contactos que completan un circuito eléctrico cuando el caudal alcanza una velocidad predeterminada. Estos interruptores también se utilizan para medir el caudal de aire y vapores. Estos interruptores se utilizan normalmente en aplicaciones de climatización. Las tecnologías de estos interruptores son muy diferentes.

Interruptor de flujo de gas
Interruptor de flujo de gas

Interruptores de flujo volumétrico

Estos interruptores se utilizan principalmente para medir el caudal de líquidos o gases. Esta medición puede realizarse en función del volumen por cada unidad de tiempo. Por tanto, estos tipos de interruptores miden el flujo de volumen en movimiento o la cantidad de fluido en función de una unidad de volumen por cada tiempo. Generalmente, el caudal volumétrico se utiliza para describir y medir las velocidades de bombeo.

Interruptor de caudal volumétrico
Interruptor de flujo volumétrico

Interruptores de flujo de velocidad

Estos tipos de interruptores se utilizan principalmente para medir la velocidad del flujo de los medios en movimiento. Así, esta medición puede realizarse en términos de velocidad o de pies por cada minuto.

Velocidad de flujo
Flujo de velocidad

Otros tipos de interruptores de caudal

Hay diferentes tipos de interruptores de caudal disponibles en el mercado en función de los requisitos que se exponen a continuación.

Interruptor de caudal tipo pala o aleta:-

El interruptor de caudal que incluye un dispositivo de paletas o aletas se conoce como interruptor de paletas. En este interruptor, la paleta puede estar conectada con la superficie plana y el flujo de dirección puede enfrentarse a través de una bisagra. En este extremo se puede acoplar un imán permanente y sobre este imán se conecta un contacto reed en el exterior del flujo de fluido.

Interruptor de flujo de paletas
Interruptor de flujo de paletas

Estos interruptores son aplicables en una variedad de industrias químicas para controlar el flujo de líquido dentro de las tuberías. Las características del interruptor de flujo de paletas incluyen principalmente: alto rendimiento, construcción robusta, diseño compacto, y su vida funcional es más larga.

Interruptor de flujo de diafragma

Los interruptores de caudal de diafragma son similares a los interruptores de presión diferencial o DP, pero la principal diferencia es que hay un espacio que permite que el líquido fluya a lo largo de la transición entre el puerto de entrada y el de salida.

Interruptor de caudal de diafragma
Interruptor de flujo de diafragma

El flujo de líquido en el interior del cuerpo del conmutador suele tomar una ruta en zigzag una vez que se ha completado. Por tanto, este efecto dará lugar a una importante caída de presión, que se produce cada vez que un líquido fluye por el interruptor de caudal.

Interruptor de flujo tipo lanzadera

Los interruptores de caudal de tipo lanzadera funcionan principalmente por la velocidad o la presión diferencial del fluido sobre un disco basado en el concepto de una fuerza en movimiento.

Tipo lanzadera
Tipo de lanzadera

Una lanzadera está conectada en la base del interruptor y un imán está conectado por encima del disco. La parte superior del cuerpo de la lanzadera, al igual que el eje, trabaja contra una fuerza gravitatoria.

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Una vez que el flujo de líquido aumenta hasta la zona de actuación, la lanzadera se desplaza. Esta lanzadera controla el interruptor de láminas en el vástago de la unidad una vez desplazada por el flujo de líquido; la lanzadera vuelve una vez que el flujo de líquido se reduce.

Interruptor de flujo de estado sólido o interruptor de flujo térmico

Estos interruptores funcionan según el principio de transferencia de calor. Un tipo de interruptor de flujo de estado sólido, como el de dispersión térmica, incluye dos sensores de temperatura. Un sensor se utiliza para medir la temperatura del medio en el que está sumergido el interruptor y el segundo sensor puede estar dispuesto cerca de un elemento calefactor fijo.

Interruptor de flujo térmico
Interruptor térmico de flujo

Cuando el caudal del medio aumenta, tiene el efecto de enfriar el sensor calentado. Por tanto, si el caudal de líquido es mayor, el enfriamiento es mayor. La reducción de la temperatura entre los dos sensores especifica que el caudal de líquido supera el punto de consigna ajustable. Cuando el caudal de líquido disminuye, el enfriamiento es menor, lo que provoca un aumento del diferencial de temperatura.

Interruptor de caudal de pistón

Un interruptor de flujo de pistón tiene un imán permanente que está dispuesto en el recorrido del flujo de líquido de la carcasa de la unidad. Una vez que se desplaza por el diferencial de presión del flujo de líquido, el pistón activa un interruptor de láminas herméticamente sellado magnéticamente en la unidad.

Interruptor de flujo de pistón
Interruptor de flujo de pistón

El diámetro de la base de la medición del pistón establece exactamente el punto de accionamiento al cambiar la holgura de la derivación. Cuando se acciona el interruptor de láminas, se utiliza para accionar indicadores y alarmas remotas o puede incorporarse a los controles automáticos del sistema.

Diagrama del circuito del interruptor de caudal

A continuación se muestra el esquema del circuito del interruptor de caudal. Este circuito se utiliza para controlar el flujo de fluido. Sabemos que un interruptor de flujo puede disponerse dentro de una tubería, de modo que una vez que el fluido o el aire suministra contra una paleta que forma parte del dispositivo, el interruptor puede activarse. Este interruptor abre o cierra un conjunto de contactos eléctricos que están conectados para reforzar las bobinas de arranque del motor, las luces indicadoras o los relés. Generalmente, este interruptor incluye contactos eléctricos normalmente abiertos (NO) y normalmente cerrados (NC).

Diagrama del circuito del interruptor de flujo
Diagrama del circuito del interruptor de flujo

En el diagrama del circuito del interruptor de caudal anterior, una vez que el contacto de este interruptor se cierra con suficiente movimiento de líquido/aire, la bobina «M» puede activarse y el motor se pone en marcha. Aquí se utiliza un interruptor de flujo con un circuito monofásico. Así, cuando se produce el flujo de líquido, el motor se pone en marcha. Del mismo modo, si no hay flujo de líquido, el motor deja de funcionar. En este caso, los calentadores de sobrecarga del circuito anterior se utilizan para proteger los motores de la sobrecorriente.

Diferencia entre el interruptor de flujo y el interruptor de manipulación

La principal diferencia entre un interruptor de caudal y un interruptor de manipulación es la siguiente

Interruptor de flujo

Interruptor de manipulación

El interruptor de caudal también se llama indicador de caudal.El interruptor de manipulación también se llama interruptor de supervisión.
La función principal de un interruptor de caudal es detectar y controlar el caudal de los medios de proceso, como líquidos, gases y vapor.La función principal de un interruptor de manipulación es detectar cuando una válvula de aspersión se ha cerrado parcial o totalmente.
El peso del interruptor de flujo es de 569 gramos.El peso del interruptor de manipulación es de 1,5 kg.
La construcción de este interruptor puede realizarse mediante una paleta con bisagra o con resorte.La construcción de este interruptor antisabotaje puede realizarse mediante una unidad de accionamiento, generalmente una palanca o un cable con una posición de reposo
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Ventajas y desventajas

El ventajas del interruptor de caudal incluyen las siguientes.

  • Estos interruptores son dispositivos muy fiables para determinar los caudales.
  • Estos interruptores ofrecen precisión, versatilidad y economía.
  • Proporcionan una gran precisión.

El desventajas del interruptor de flujo incluyen las siguientes.

  • Las inclusiones de gas pueden provocar errores.
  • Menor conductividad.
  • La instalación es cara y requiere mantenimiento.
  • Es vulnerable a la oxidación por líquidos de base acuosa.
  • Su diseño es complejo.
  • Escasa estabilidad del cero.
  • No se pueden medir los fluidos de baja densidad.

Aplicaciones del interruptor de caudal

El aplicaciones del interruptor de caudal incluyen las siguientes.

  • Estos interruptores se utilizan principalmente para determinar los caudales.
  • Estos interruptores desempeñan un papel fundamental en la detección del caudal del fluido y la medición de la velocidad del ventilador.
  • Este interruptor protege un elemento calefactor de un sistema de calefacción central para que no se refuerce antes de que se reconozca el flujo de aire del ventilador.
  • Estos interruptores son aplicables en la protección de las bombas, la supervisión de la boquilla de pulverización de seguridad, la comprobación del sistema de pozos de petróleo, la supervisión de la válvula de alivio y el flujo de la línea de drenaje.
  • Estos interruptores se utilizan principalmente para supervisar y controlar el caudal de fluido en un sistema de proceso industrial.
  • Estos tipos de interruptores se utilizan en la puesta en escena de las bombas, en caso de fallo de la bomba o la válvula, en la protección del flujo y en la detección del flujo o el bloqueo.
  • Estos interruptores se utilizan normalmente en los sistemas de almacenamiento de los depósitos y en los embalses para mantener los depósitos en el nivel designado.
  • Los interruptores de caudal grandes se utilizan en edificios grandes y comerciales para los sistemas de climatización.

¿Cómo se instala un interruptor de caudal?

Los interruptores de caudal suelen instalarse en el sistema de tuberías de una aplicación industrial. Suelen tener forma cilíndrica o rectangular y tienen dos puertos a cada lado del dispositivo. Estos puertos permiten una fácil instalación del interruptor en cualquier sistema de tuberías. Los puertos deben estar conectados a dos tuberías separadas que transporten líquidos diferentes, de modo que puedan utilizarse para detectar qué líquido ha llegado primero a su destino cuando lleguen a sus respectivos extremos del sistema de tuberías al mismo tiempo. Cuando esto ocurre, una corriente eléctrica pasará por un puerto mientras que no pasará por otro debido a las diferencias entre las viscosidades (grosor) de los fluidos. Esto permite detectar qué fluido ha llegado primero para poder apagar o encender según se desee que lleguen simultáneamente o no»

¿Qué tipo de fluido detecta un interruptor de caudal?

Un interruptor de caudal detecta cualquier tipo de líquido, ya sea un líquido claro como el agua o un líquido opaco (turbio) como la arena.

Así pues, se trata de una visión general de un interruptor de caudal switch – trabajar con aplicaciones. Estos interruptores se utilizan para controlar el flujo a través de un canal y transmitir una señal de disparo a diferentes dispositivos del sistema, como las bombas. Hay algunos parámetros que hay que tener en cuenta al seleccionar este interruptor, como el tipo de medio, el diámetro de la tubería, el rango de temperatura del medio y la presión de funcionamiento. Estos interruptores se utilizan en sistemas de suministro de aire, calefacción por conductos, sistemas de tratamiento de agua y sistemas de mezcla o aditivos, etc. Aquí tienes una pregunta, ¿qué es un interruptor de láminas?

Javired
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