Los caudalímetros son los mayores contribuyentes a la eficiencia en muchas industrias. Se consideran una y otra vez la clave del éxito, ya sea en la fabricación de productos farmacéuticos o en aplicaciones aeronáuticas. A lo largo de este artículo repasaremos una de las tecnologías más empleadas para la medida de caudal: los caudalímetros de turbina.

Si al finalizar la lectura de este artículo, todavía tiene dudas sin resolver sobre esta tecnología o sobre los productos, no dude en ponerse en contacto con nosotros. ¡Estaremos encantados de ayudarle!

¿Cómo funciona un caudalímetro de turbina?

El caudalímetro de turbina (turbina axial) fue inventado por Reinhard Woltman y es un medidor de caudal preciso y fiable para líquidos y gases. Consiste en un tubo, con conexiones en sus extremos, y un rotor magnético de hélice libre (rotor) montado en el interior, en línea con el flujo. El rotor está soportado por un eje que descansa sobre soportes montados internamente.

Concretamente, los caudalímetros de turbina de Trigas DM están diseñados para actuar también como reguladores de caudal, estabilizando el flujo y minimizando los efectos negativos de la turbulencia. El diseño se completa con el empleo de cojinetes abiertos, permitiendo que los fluidos medidos los lubriquen, prolongando así la vida útil de los caudalímetros.

El rotor se asienta en un eje, que a su vez está suspendido en el flujo por dos soportes. A medida que fluye el medio, se aplica una fuerza sobre las alas del rotor. El ángulo y la forma de las alas transforman la fuerza horizontal en una fuerza perpendicular, creando rotación. Por lo tanto, la rotación del rotor es proporcional a la fuerza aplicada por el flujo. Debido a esto, el rotor girará inmediatamente tan pronto como los fluidos induzcan una fuerza hacia delante. Como el rotor no puede girar solo a través del medio, se detendrá tan pronto como el medio se detenga. Esto garantiza un tiempo de respuesta extremadamente rápido, lo que hace que el caudalímetro de turbina sea ideal para aplicaciones de dosificación.

Un sensor (pick-up) está montado encima del rotor. Cuando los álabes magnéticos pasan por el pick-up, se genera una señal por cada álabe que pasa. Esto proporciona una señal pulsada proporcional a la velocidad del rotor y representa pulsos por unidad volumétrica. Y como tal, la velocidad del caudal también.

Diseño del caudalímetro de turbina

Sencillamente, un caudalímetro de turbina es solo una hélice en un tubo. Lo más importante es mantener la turbina moviéndose libremente. El diseño de un caudalímetro de turbina produce una caída de presión muy baja (0.270 bar a máximo caudal) y es por esta razón, por la que se consideran como una de las herramientas de medición más precisas. Los componentes clave en un caudalímetro de turbina son el tubo o "cuerpo" de la unidad, el rotor y soporte, husillo y un captador magnético que mide la velocidad del líquido.

Los caudalímetros de turbina de Trigas DM tienen el cuerpo, el rotor y las conexiones a proceso de acero inoxidable. En combinación con el diseño general, son incomparables en calidad y durabilidad.

Entre las prestaciones más importantes de esta excelente gama, cabe mencionar:

• Linealidad:
  • ≤ ± 0.5% de la lectura en el rango de flujo lineal
  • ≤ ± 0.1% con linealización electrónica
• Precisión de calibración: ≤ ± 0.03% de la lectura DAkkS/ISO 17025
• Repetibilidad: ≤ ± 0.05% de la lectura
• Rangos de caudal: Desde 0.05 a 1.700 l/min
• Tiempo de respuesta:
• Rango de temperatura: -270/+400° C
• Medida bidireccional
• Acabado superficial: mejor que Ra=0.3um (Versiones higiénicas)
• Presión de trabajo: Hasta 540 bar dependiendo de la conexión
• Versiones ATEX disponibles

Consulte el catálogo de los caudalímetros de turbina aquí>>

Aplicaciones de un caudalímetro de turbina

Hay algunas situaciones en las que un caudalímetro de turbina es más adecuado, debido a la forma en que está construido. Un caudalímetro de turbina puede ser muy fiable cuando se trata de controlar y monitorizar, consumo de energía, así como en aplicaciones de dispensación, procesamiento por lotes, mezcla y transferencia de custodia. Son excelentes para establecer el caudal total y el caudal instantáneo.

Los caudalímetros de turbina son excelentes si no quiere lidiar con la típica caída de presión que crean otros caudalímetros en línea.

Aplicaciones típicas para un caudalímetro de turbina:

• Medidas de precisión requeridas en aplicaciones criogénicas
• Aplicaciones higiénicas de mezcla y dosificación en lecherías, destilerías y cervecerías
• Medida de caudal en la industria petroquímica
• Medición de agua ultrapura en productos farmacéuticos
• Circuitos hidráulicos
• Monitorización del consumo de combustible en bancos de ensayo de la industria aeroespacial y automoción

Los caudalímetros de turbina son altamente ajustables y disponen de todo tipo de conexiones a proceso: Triclover (ISO2852), BSPT, BSPP, BSM/RJT, bridadas (DIN, ANSI & JIS), triclamp…

Su baja inercia y tiempos de respuesta rápidos los hacen ideales para caudales fluctuantes. Si se enfrenta a alguna aplicación como las mencionadas anteriormente, un caudalímetro de turbina podría ser la solución perfecta.

Vida útil de un caudalímetro de turbina

Si bien hay muchos factores diferentes que afectan la vida útil de los caudalímetros de turbina, la vida media debería ser de muchos años. Debe mantener y limpiar el caudalímetro con regularidad para asegurarse de que no haya arena o residuos que puedan causar problemas en el rotor. Principalmente, la “esperanza de vida” depende del tamaño de la turbina y del fluido que se está midiendo.

Pros y contras de un caudalímetro de turbina

El coste de fabricación de un caudalímetro de turbina es bastante bajo, lo que significa que su precio de venta es bajo. Un caudalímetro de turbina puede medir fluidos limpios, que tienen una baja viscosidad (como el agua) muy fácilmente y tienen un riesgo muy bajo de fallos o problemas. Los caudalímetros de turbina también se pueden usar con otros fluidos de baja viscosidad, pero el índice de averías o problemas aumenta si mide un fluido más viscoso.

Empleados ​​con los líquidos adecuados, son un sistema de medida muy fiable. Debido a su diseño simple, son fáciles de entender y, por lo tanto, no son difíciles de mantener y operar.

Pueden surgir problemas si la instalación no se realiza de forma cuidadosa y correcta, y será necesario verificarla de vez en cuando para asegurarse de que la calibración sea correcta.

Riesgo asociado con el fallo del caudalímetro de turbina

Uno de los principales problemas que puede encontrar con un caudalímetro de turbina no es con los álabes en sí, sino con los cojinetes que se encuentran en el extremo de la barra central. Es necesario que estos rodamientos funcionen perfectamente para garantizar que la turbina funcione como debería y de lecturas precisas del sensor interno.

El segundo problema es la corrosión del caudalímetro. Si hay signos de corrosión del metal, debe retirarse y reemplazarse lo antes posible. Esto evitará que su sistema sufra daños mayores.

Gestión de los fallos del caudalímetro de la turbina

Como los rodamientos son la parte del caudalímetro que puede desgastarse más rápido, hay que asegurarse de que sean inspeccionados y mantenidos regularmente. Si los rodamientos muestran signos de tensión o desgaste, habrá que reemplazarlos antes de que se rompan, ya que al dejarlos hasta que se rompan por completo pueden dañar otras partes del caudalímetro.

Las partes internas deben ser resistentes al desgaste, pero aún así hay que llevar a cabo un mantenimiento regular. Las vibraciones pueden hacer que el caudalímetro se rompa o se desgaste más rápido, por lo que debe hacerse todo lo posible para minimizar las vibraciones alrededor de la unidad.

Otro elemento que puede dañar a los caudalímetros es la pulsación del fluido, por lo que la velocidad a la que el fluido fluye a través del medidor debe mantenerse constante. Se debe instalar un filtro aguas arriba de la turbina para evitar que entren restos o grumos al sistema, y si existe la certeza de que puedan existir gases disueltos en el fluido habría que instalar un desgasificador ya que esto también puede dañar el funcionamiento interno de la turbina.

En Rosetta Technology disponemos de una amplia gama de soluciones para la medida de caudal: Caudalímetros másicos, desplazamiento, ultrasónicos, por presión diferencial etc. Puede consultar toda nuestra oferta aquí

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