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GamGram 34: El Fantasma que Taponea las Tuberías y Otras Historias Aterradoras

Una de las grandes verdades relacionadas con el control de la calidad tiene que ver mucho con el famoso refrán de que “en la confianza está el peligro”. Por muy insignificante que sea una falla, hay que prestarle atención y así evitamos males mayores. Si su instalación es de la que no tiene problemas debes ser más cuidadoso pues como está confiado los problemas son más difíciles de detectar.

En cualquier negocio los problemas que surgen no suelen ser divulgados al mundo, desafortunadamente, esta práctica dificulta que otros aprendan de estos errores. Este GAMGRAM reúne pequeñas historias sobre problemas que han sufrido otras personas ofrecemos a oportunidad de aprender de estos avatares y obviamos nombres y ubicaciones innecesarios y para evitar bochornos. Hemos hecho todo lo posible para contar las historias con la mayor precisión, aunque algunas se sustentan en información de segunda mano. Los problemas son reales y pueden ocurrir en cualquier lugar.

Imposible encontrar humor en estas historias. En realidad la probabilidad de un desastre es remota pues por lo general, tienen que ocurrir varios errores o fallas a la vez para llegar a una catástrofe. La pregunta es: Vivirías tranquilo al saber que eres responsable de la muerte o sufrimiento de un grupo de personas?. Las tenciones no bastan; lo importante es la acción. Un accidente al año en todo el mundo es demasiado.


POLÍTICA EQUILIBRADA– En la Antigüedad, era política matar al mensajero portador de malas noticias. Suponemos que no todo es malo ¡Pasó la noticia! ¡NO PUEDO HACER ESTO!

Revise sus métodos y no haga que el castigo por un error sea igual al castigo por encubrirlo Esto tiene que ver sobre todos con los derrames de combustible y otras situaciones legales y relacionadas con la seguridad. Hemos oído hablar de personas que trataron de ocultar las pérdidas de combustible para proteger sus trabajos! En un ejemplo, un empleado lavó el combustible en una corriente, lo que resulta en un desorden mucho más grande para limpiar. ¡El gobierno vera esto como su culpa y puede imponer multas mayores!

GamGram 34: El Fantasma que Taponea las Tuberías y Otras Historias Aterradoras2025-02-28T20:29:11+00:00

GamGram 34: The Pipe Plug Phantom and Other Frightening Stories

One of the truths of quality control is that the better it is, the easier it is to take it for granted. When you have very few problems, it is hard to be as careful as you should, and the problems you do have are more difficult to anticipate. In any business, you do not announce your problems to the world, and unfortunately, this makes it difficult for others to learn from your mistakes. This GAMGRAM is a collection of stories about problems other people have experienced. You may learn from their mistakes. To avoid embarrassment, no names or locations are given. We have tried our best to tell these stories accurately, although some are based on second hand information. The problems are real and can happen anywhere.

It is not possible to find humor in these stories. The chance of disaster is remote. Usually several errors, failure or mistakes have to occur simultaneously for a disaster. The question is, could you live with yourself if you were responsible for death or suffering? Intentions are not important, performance is. One accident a year worldwide is one too many. We have come too close to major disasters in the past — it can happen.


BALANCED POLICY – In ancient times, it was policy to kill the messenger that brought bad news. We assume that not all bad news got through! CAN’T DO THIS! Review your methods, and don’t make the punishment for a mistake equal to the punishment for covering up a mistake. This especially applies to fuel spills and other legal and safety related situations. Don’t laugh, we’ve heard of people who tried to hide fuel spills to protect their jobs! In one example, an employee washed the fuel into a stream — resulting in a much larger mess to clean up. The government sees this as your fault and may levy larger fines!!

GamGram 34: The Pipe Plug Phantom and Other Frightening Stories2025-03-03T14:51:09+00:00

GamGram 33: Válvula Controladora de Presión de Final de Manguera

La forma más segura de evitar que un caballo no se fugue de su finca es manteniendo las puertas del establo bien cerradas. Piense en la válvula de control de presión de punta de la manguera en inglés Hose End Control Valve (HECV), esta sería la “puerta del establo”. Pudiera atar el caballo a una cuerda sujeto a una estaca, pero si la cuerda se rompe o se zafa, el caballo sale por la puerta si está abierta, Bajo esta analogía piense en la “cuerda” como el análogo de la válvula de control de presión en línea del vehículo de reabastecimiento de combustible.

En la actualidad las especificaciones para los vehículos de suministro de combustible se requieren dos controles para la presión de combustible separado e independiente: Uno respalda al otro en caso de fallo ¡La puerta y la cuerda ofrece mejores probabilidades! La válvula HECV es el método menos costoso de todos los dispositivos de control de presión en el mercado y se ha vuelto muy popular como control secundario (aunque en Europa la utilizan como control primario).

Esta válvula comenzó a usarse en la década de los años 60 al elevarse el consumo de combustible en aeronaves y el caudal de abastecimiento aumento en consecuencia, entonces la industria reconoció la insuficiente atención que se le estaba prestando al control de la presión durante el suministro y, en particular, a la prevención de los picos de presión en la aeronave. El primer producto en el mercado fue una boquilla de abastecimiento de gran dimensión y peso con un dispositivo de control de presión integral. Sin embargo el complejo dispositivo dio paso rápidamente a la HECV que conocemos en la actualidad. Existen al menos cuatro versiones disponibles de este dispositivo; pero en este boletín haremos hincapié en la variedad más popular que está hecha por Carter Ground Fueling, división de Argo-Tech y Whittaker, división de Meggitt.

Antes de describir el funcionamiento de la HECV, debemos aclarar un aspecto. Si quiere medir longitud, presión, peso, luz, etc., debe tener un punto de partida razonable, una “línea de base”, un dato específico; por ejemplo, la altura de una persona no se mide desde su nariz! entonces si deseas medir la presión en un sistema de combustible, el único punto de partida será la presión atmosférica. Esto sucede porque utilizamos ese dato como referencia o sea si un manómetro de presión de aceite en un motor indica 100 psi, eso significa 100 psi por encima de la presión atmosférica.

En los sistemas de combustible se debe usar la presión atmosférica como nuestra base o dato. Si la válvula HECV controla a presión de nuestro sistema a un máximo de 45 psi, esto significa que la presión del mismo está a 45 psi por encima de la presión atmosférica. Pero ¿cómo es que la válvula sabe cuál es la presión atmosférica? Lo explicamos, Obviamente esto se logra a través del puerto de venteo el cual canaliza la presión atmosférica hacia un lado del pistón sensorial.

Observe el dibujo y si del otro lado del pistón está actuando en contraposición la presión ejercida por el combustible, entonces estamos en presencia de un dispositivo para medir la presión y si le adicionamos un muelle en el lado de baja presión (presión atmosférica); entonces la presión del combustible es equivalente a la medida en que se comprime el resorte. Al tener la base establecida, entonces al observar el dibujo vemos que cuanto más se mueve hacia atrás el pistón sensorial también se comprime el resorte y resulta más pequeño el pasaje entre el labio F y el sello C por el cual el combustible debe pasar. El anillo exterior A conocido popularmente como el “pistón exterior” (aunque en realidad no es un pistón), está unido al pistón sensorial mediante una estructura de redes cruzadas (tipo cortador de galletas), al cerrar el pasaje lo que hace es cortar el flujo de combustible y con esto provoca una caída de presión: mientras más obstruye el flujo de combustible, menor será entonces la presión del combustible aguas abajo de la válvula.

Aclarado el funcionamiento y cómo acciona la válvula HECV, ¿qué pensaría de un operador que puso un tapón en el puerto de ventilación, porque detecto una fuga de combustible a través de ese puerto y quiso detenerla? ¡Realmente esto sucedió! y por supuesto, la válvula HECV luego de hacerle eso dejó de funcionar debido a que no tenía forma de acceder y detectar la presión atmosférica. Lo correcto que había que hacer en ese caso para detener esa fuga era reemplazar sello B el cual evita que el combustible pase a esa cámara.

Al retornar a la analogía del caballo en un corral y su comparación con la válvula HECV como la puerta que evita el escape. Donde dijimos además que la cuerda con que se ata el caballo podría considerarse en similitud a la válvula de control de presión en línea (ILCV). El funcionamiento correcto de estas dos válvulas se debe comprobar periódicamente en lo referente a la válvula HECV esto no resulta difícil porque todo lo que se necesita es un manómetro colocado en el puerto lateral de la boquilla o en una conexión aguas abajo.

Ahora analicemos cómo se pude verificar la válvula reguladora de presión en línea conectada en el sistema de suministro del camión. Este proceso es más difícil porque no hay puerto disponible para montar un manómetro antes de la HECV. Lo que se hace en este caso es simular una falla en la HECV como si no trabajara correctamente (se soluciona utilizando un bloqueador), y entonces podemos comprobar el trabajo de la válvula de control en la línea, siendo capaz de regular la presión en la boquilla de abastecimiento. Una forma sencilla de bloquear la acción de la HECV es a través de un tubo con desconexiones rápidas en ambos extremos del pistón que lo que hace es proporcionarle temporalmente la presión de combustible en el puerto de ventilación; de esta forma se evitá que el pistón detecte la presión atmosférica al tener la misma magnitud de presión en ambos lados del pistón sensorial por lo que no puede funcionar.

Desafortunadamente, este simple método para el ensayo crea una situación adversa pues hace que el puerto de ventilación (normalmente seco) se humedezca con combustible, por ello, una vez terminada esta prueba, es una buena práctica hacer funcionar la HECV varias veces para expulsar el combustible que pudiera quedar dentro de la misma por detrás del pistón; esto evita que en el futuro reciba reportes falsos de que la válvula tiene salidero a través de ese puerto. Para evitar este efecto secundario, en los últimos años, los fabricantes han ideado dispositivos de bloqueo que interfieren mecánicamente con el movimiento del pistón. No se necesitan tubos y tampoco se humedece el puerto de ventilación.

Ahora surge la pregunta de cómo determinar si el resorte esta con condiciones y no ha perdido parte de su fuerza o si alguno de los sellos en el HECV necesita reemplazo. Claramente, si el sello B tiene fugas, podemos ver fácilmente la fuga de combustible a través del goteo en el puerto de ventilación. Pero ¿cómo se prueban los sellos C y D?, Para esto se coloca un manómetro en el puerto lateral de la boquilla, o en la tubería aguas abajo con la ayuda de un banco de pruebas. La mejor manera de ejecutar estas pruebas es presurizar el sistema con una bomba manual de pistón, ya que le permite aumentar la presión de forma estable muy lentamente. Un equipo como el que se utiliza para comprobar mangueras (GTP-2157-A) sirve para este propósito, pero solo si se conecta aguas arriba del HECV y aguas abajo de la válvula de control en línea que está a bordo del vehículo. A medida que bombea el combustible, el manómetro del probador de mangueras y la presión de la boquilla serán casi iguales hasta que el pistón exterior toque el sello C. Si los sellos C, D y E no tienen fugas, a medida que aumenta la presión del probador de mangueras a 100 o 200 psi, la presión en la boquilla debe mantenerse con la magnitud correspondiente al tipo de resorte utilizado el cual es calibrado para diferentes presiones. Sí la presión de la boquilla se mantiene a una magnitud de más de 3 psi diferente al ajuste que esta calibrado el resorte, es posible que necesite un resorte nuevo.

Es ahora cuando corresponde el turno a otra de las partes de la HECV la válvula de alivio de presión señalada en el dibujo como E. Muchas personas que durante años han trabajado con la HECV no tienen idea de que esa pequeña válvula interna está ahí. Su función es permitir que la HECV se abra nuevamente después que esta se haya cerrado por completo al concluir el suministro. Puedes comprobar su funcionamiento en la prueba anterior liberando la presión de la manguera después de concluir el ensayo y observando el manómetro colocado en la boquilla de suministro. La válvula E, se abrira cuando la presión de la manguera ha caído a 30 psi aproximadamente, por debajo de la presión de ajuste del resorte.

Casi termina el boletín, y aún no hemos mencionado la mejor prestación que ofrece la HECV: nos referimos al control de picos de presión (golpe de ariete). Estamos en presencia de un dispositivo sencillo que no es mucho más grande que su puño. Tiene solo una parte móvil y no tiene controles externos, el cual está montado en la boquilla de abastecimiento de combustible donde detecta instantáneamente que la válvula interna de la aeronave se ha cerrado. Al ocurrir eso la HECV simplemente se cierra ¡muy rápido! evitando la propagación de la onda de presión. En el gran número de ensayos que he presenciado con la HECV, el aumento del pico de presión en la aeronave nunca ha superado los 90 psi. La mayoría de las especificaciones permiten 120 psi como máximo. Desafortunadamente, no puede medir un aumento del pico de presión con manómetros comunes, porque el mecanismo de los mismos no responde con la rapidez necesaria. Puede pensar que su manómetro muestra el aumento, pero no es así. La única forma en que se puede medir un aumento de presión es con un transductor o transmisor de presión que tenga una respuesta de alta frecuencia y mida la presión en corto espacio de tiempo. Este aumento se rastrea en un registro. Un fallo de la válvula en línea o de la válvula del hidrante puede ocurrir en sistemas modernos que tienen clasificaciones de 275 psi, pero con un HECV que pesa solo 2.3 lbs, puede proteger a la aeronave con efectividad. ¡Qué dispositivo tan fantástico!

GamGram 33: Válvula Controladora de Presión de Final de Manguera2025-02-28T19:58:27+00:00

GamGram 33: Hose End Pressure Control Valves

Keeping the barnyard gate closed is the surest way to keep a horse from getting away. Think of a Hose End pressure Control Valve (HECV) as the “gate”. You could tether the horse to a stake with a rope, but if the rope fails, the horse leaves through the open gate. Think of the “rope” as the on-board pressure control valve of the refueling vehicle. The majority of equipment specifications today require that there be two separate fueling pressure controls; one backs up the other in case of a failure. The gate plus the rope gives better odds! The HECV valve is clearly the least expensive of all pressure control devices on the market and has become very popular as a second control.

The HECV came into use in the 1960’s when fueling rates were increasing and the industry recognized that it had really not paid enough attention to pressure control, and in particular, prevention of pressure surges at the aircraft. The first product on the market was a massive fueling nozzle having an integral pressure control device. This rather complex device gave way shortly to the relatively simple HECV that we know today. There are at least four versions available today; we will restrict this essay to the most popular variety which is made by Carter Ground Fueling, division of Argo-Tech and Whittaker, division of Meggitt.

Before we describe how they work, there is one thing we must get straight. If you want to measure something (length, pressure, weight, light, etc.), you must have a reasonable starting point, a “base-line”, a datum. You would not measure your height by starting with your nose! If you want to measure a pressure in a fuel system, the only logical starting point or datum is atmospheric pressure. If an oil pressure gauge on an engine reads 100 psi, that means 100 psi above atmospheric pressure.

In a fuel system, we must use atmospheric pressure as our “base” or datum. If a HECV valve is supposed to control at 45 psi, it must be 45 psi above atmospheric pressure. But, how does the valve know atmospheric pressure? Obviously, we must tell it — this is done in a HECV with a Vent Port that will duct atmospheric pressure to one side of a piston. See drawing. If fuel pressure is on the other side of the piston, we have “created” a pressure measuring device. By using a spring on the low pressure side, the fuel pressure is measured by how much the spring is compressed.

Now, with the matter of a base-line established, we see in the drawing that the more the Sensing Piston moves in compressing the spring, the smaller is the passageway for fuel to pass through between the lip F and the seal C. The outer ring A which is attached to the Sensing Piston with cross webs, is often called the “outer piston”, but it is clearly not a piston. As there is no proper word, think of it as a “cookie cutter” — it literally shears the fuel stream! It creates a pressure drop. The more it cuts off the fuel flow, the lower the downstream pressure.

Now that the action of the HECV valve is understood, what do you think of an operator who puts a plug in the vent port “because it leaked”? It has really happened! The HECV valve then became inoperative, because it had no way to sense atmospheric pressure. What should have been done was the replacement of the seal B.

Back in the first paragraph, we talked about the horse in the barnyard and how the HECV could be thought of as the gate. Then we said that a tether rope could be considered as the on-board pressure control valve. Periodically, we must check the performance of both valves. It is not very difficult to check the HECV valve, because all you need is a pressure gauge in the side port of the nozzle or on a fitting just downstream.

Think about how you can check the truck’s on-board control valve. This is more difficult because there is no convenient port to mount a pressure gauge. What we must do is simulate a condition of failure of the HECV, and then see if the nozzle pressure would be controlled by the on-board valve alone. A simple way to do this is with a tube having quick disconnects on both ends. It is called a Block-Out Device. All it does is provide you with a way to temporarily put fuel pressure at the Vent Port to keep the piston from sensing atmospheric pressure. With fuel pressure on both sides of the piston, the HECV is prevented from operating. Unfortunately, this simple test method creates an aggravation — it makes the normally dry vent port be wet with fuel. So after this test, it is a good idea to cycle the HECV several times to blow fuel out from behind the piston; this avoids false reports that the HECV is leaking.

In recent years, the manufacturers have devised block out devices that mechanically interfere with motion of the piston. No tubes are needed and there is no wetting of the vent port.

Which brings us to the question of how to determine if the spring has lost some of its force or if any of the seals in the HECV need replacement. Clearly, if seal B leaks, we can easily see fuel leaking from the vent port. But how do you test seals C and D? This requires a pressure gauge in the side port of the nozzle – or in the downstream piping of a test stand. The best way to run these tests is with a piston-type hand pump, because it allows you to increase pressure very slowly. A hose tester serves this purpose, but only if you connect it upstream of the HECV and downstream of the on-board control valve on the vehicle. As you pump, the hose tester pressure gauge and the nozzle pressure will be very nearly the same until the outer piston reaches seal C. If seals C, D, and E do no leak, the pressure in the nozzle should hold at the pressure rating of the spring as you increase the hose tester pressure to 100 or 200 psi. If the nozzle pressure holds at a level more than 3 psi different from the spring setting, you may need a new spring.

Here is where we learn about the pressure relief valve E. Many people who have worked with HECV’s for years have no idea it is there. What it does is allow the HECV to open again after it has closed. You can check its action in the above test by releasing hose pressure after the test and watching the nozzle pressure gauge. The relief will usually pop open when hose pressure has dropped to about 30 psi below the spring setting.

Now we are at the end of the page, and we still have not mentioned the very best feature of the HECV — pressure surge control. Here is a simple device, not much larger than your fist. It has one moving part and no external controls. You mount it on the fueling nozzle where it can sense instantly that the internal valve of the aircraft has closed. The HECV simply closes — fast! In test after test that I have witnessed on HECV’s, the surge at the aircraft has never gone above 90 psi. Most specifications permit 120 psi as a maximum. Unfortunately, you cannot measure a surge pressure on an airport with common pressure gauges, because the mechanism will not respond quickly enough. You may think your gauge shows the surge, but it is telling you a lie. The only way a surge pressure can be measured is with a pressure transducer having high frequency response. The surge is then traced on a recorder.

Failure of the on-board valve or of the hydrant valve may occur in modern systems having ratings of 275 psi, but with a HECV weighing only 2.3 lbs, you can positively protect the aircraft. What a fantastic device!

GamGram 33: Hose End Pressure Control Valves2025-02-28T19:53:29+00:00

GamGram 32: La Presión en la Boquilla de Suministro y el Venturi

En casi todos los camiones repostadores de combustible y carros hidrantes destinados al reabastecimiento de la aeronave por debajo del plano (a presión) tienen un panel de control en el que se ubica un manómetro con el rotulo indicador que dice “presión de la boquilla”. Como este no está conectado a la boquilla, ¿cómo es posible medir la presión la presión real en la salida de la misma? ¿Por arte de magia? En efecto no muestra la presión de la boquilla! Lo que señala es una presión simulada igual a la presión de la boquilla de gaseo. El manómetro está conectado a un dispositivo llamado Venturi el casi siempre se monta en la entrada del carrete de manguera. Pocas personas entienden la función del Venturi y cómo ajustarlo correctamente y como consecuencia de eso existe una gran cantidad de los Venturi en el mundo que no están debidamente ajustados.

Para entender su funcionamiento hay que entender la dinámica de la energía. En una tubería por donde transita un fluido, la energía en cualquier punto del sistema depende de la velocidad y presión. El nivel de energía permanece constante excepto por algunas disminuciones graduales causadas por la fricción a medida que el fluido pasa a través válvulas, accesorios y a lo largo de la propia tubería. En la figura 1, las presiones en A, B y C serán exactamente las mismas si no hay flujo. Si se produce el flujo, la presión en C será casi la misma que en A, menos la pérdida por fricción. Sin embargo, la presión en B será mucho menor que en C la razón es porque convertimos parte de la energía de presión en energía cinética de velocidad para lograr pasar el fluido a través de la pequeña abertura. Pasada la restricción, la energía de la velocidad disminuye, por lo que la energía de la presión aumenta.

El científico italiano Giovanni Venturi descubrió en un diseño de hace 200 años que podía fabricar un excelente caudalímetro con una caída de presión muy pequeña, el cual presenta una salida muy suave después de la restricción evitando las turbulencias y fricción. (Ver Figura 2). La zona de recuperación de presión es una reducción gradual con un ángulo muy suave hasta alcanzar el tamaño original después de alcanzar diámetro la tubería. La caída de presión (pérdida de energía debido a la fricción) en este diseño es mucho menor que en la figura 1.

El uso del Venturi en un sistema de combustible de aviación no es precisamente medir el caudal sino proporcionar una simulación de la presión de la boquilla en la sección B y utilizar esa presión como la señal de mando para actuar sobre la válvula de control de presión. Cuando se bombea combustible a una aeronave, se prefiere hacer con el máximo flujo posible, pero la presión debe mantenerse por debajo de 50 psi que es la presión máxima permitida para suministrar combustible a la aeronave de combustible y lograr la tasa de flujo máxima.

Observe la figura 3: Para que este sistema obtenga 50 psi en la toma de la aeronave, (teniendo en cuenta que la pérdida de presión en el carrete y la manguera es de 30 psi), se requiere una presión de 80 psi en el punto C. El problema es que al llenarse los tanques en la aeronave no hay casi flujo, y por lo tanto, no hay caída de presión. Sin un Venturi en la línea de dicho sistema, pondría 80 psi en la toma de la aeronave causando daños al sistema de combustible de la aeronave. Si se establece en 50 psi, en el punto C para tratar de evitar esos danos entonces la tasa de abastecimiento de combustible real sería muy lenta, y no se acercaría a la tasa de diseño porque la caída de presión entre los puntos C y D consumiría gran parte de esos 50 psi llegando a la aeronave con mucho menos presión. La Figura 3 muestra un sistema simple con válvula de control de presión única sin compensación.

Al colocar un Venturi justo antes del carrete de la manguera como se muestra en la figura 4 se daría solución al problema puesto que la caída la caída de presión a través del filtro y el metro son ignorados por la válvula para control de presión en la toma del avión. La función del Venturi es compensar la caída de presión que ocurre al pasar el combustible por el carrete, la manguera y la boquilla que se conecta a la aeronave. A medida que aumenta el flujo, el Venturi “engaña” a la válvula de control de presión y se obtiene suficiente presión para que haya 50 psi en el punto de baja presión (B), el cual está “sintonizado” para que coincidan B y D. Bajo condiciones de flujo completo, la presión de suministro (C) puede ser incluso de 90 psi y la presión en el punto A, de 70 psi; pero la presión en la boquilla y en el punto B siempre será de 50 psi. Cuando el avión está lleno y el flujo se detiene, la presión A, B, C y D vuelven a 50 psi.

Ajuste del Venturi

Los Venturi utilizados para el combustible de aviación no son elaborados para cada sistema, pues maquinar (tornear) cada Venturi a la medida que se necesita sería demasiado costoso. En cambio, se selecciona uno gustable a un rango amplio de compensación. Por ejemplo, el Whittaker (anteriormente Thiem) F505 proporciona una compensación de hasta 34 psi en depresión, para un flujo de hasta 600 GPM. Si usted en su sistema solo necesita 27 psi de depresión, en atas de compensar la caída de presión a través del carrete de manguera, la manguera y la boquilla, debe “purgar” parte de la señal resultante del Venturi enviada la válvula de regulación de presión. Esto se hace a través del ajuste en la apertura de una válvula de aguja (figura 5) colocada en la línea de combustible de alta presión, a la entrada del Venturi y al abrirla parte del combustible fluirá hacia la zona de baja presión (garganta) del Venturi. La señal de presión “mixta” resultante (27 psi) retroalimenta a la válvula de d e presión como su “comando” para abrir o cerrar. Cuando se ajusta correctamente, las presiones en los manómetros B y D son iguales. Esto debe verificarse bajo dos condiciones: sin flujo (0 caudal) y con el caudal máximo del sistema.

  • Cuando el Venturi se ajusta correctamente, el sistema logra el máximo caudal siempre sin ningún peligro para la aeronave. Si varía la resistencia del sistema al cambiar la longitud de la manguera o el diámetro de la misma, así como el tipo o modelo de boquilla se debe reajustar nuevamente el Venturi. Recomendamos que que el ajuste debe ser verificado al menos una vez al mes. De esta manera, se puede detectar un posible problema con el sistema de control de presión y que no se compromete la seguridad del suministro con el flujo máximo.
  • Si su equipo de reabastecimiento tiene instalado en la boquilla de suministro un regulador de presión para punta de manguera, conocido como HECV por sus siglas en inglés, al ejecutar el ajuste el Venturi este accesorio debe ser bloqueado o retirado. Después de probar el sistema, retire el dispositivo de bloqueo y compruebe el sistema nuevamente, (al restablecerse la HECV puede que el puerto de ventilación salpique algo de combustible). Tenga en cuenta que si en vez de bloquear la HECV para realizar la calibración usted decide retirarla, una vez colocada nuevamente la caída de presión que esta impone al sistema no será tomada en cuenta en la compensación del Venturi.
  • Por lo general las especificaciones para equipos de abastecimiento de combustible requieren que los controles de presión sean duplicados: Uno primario y otro secundario como reserva o soporte. Esto se logra por combinaciones de los diferentes tipos de controles de presión: control de presión en línea, control de presión con derivación y el control de presión en punta de manguera. (Abordaremos este tema en otro boletín Gamgram). Un método muy común es la combinación de utilizar como controlador primario la válvula de regulación en línea (IPCV), con el sistema de “hombre muerto” (“dispositivo de Presencia”) y como controlador secundario la válvula controladora de presión con derivación (bypass). La figura 6 muestra el procedimiento. Nótese que ambas válvulas reguladoras deben ajustarse para controlar la presión a diferentes magnitudes pues si se ajustan iguales “lucharán” entre sí al tratar de controlar a la vez la presión y como consecuencia la inestabilidad que esto provoca, Cualquier combinación seleccionada, se debe ajustar para que el regulador primario controle la presión de 5 a 15 psi, por debajo de la presión a la que estará ajustado el controlador secundario. Tal objetivo se logra ajustando los reguladores a diferentes presiones, o enviando a los diferentes reguladores señales desde el Venturi, sintonizadas de manera diferente y por separado. El ejemplo de la figura muestra el controlador en línea (primario) configurado a 45 psi, (presión E), el controlador de derivación (secundario) está configurado a 50 psi (presión B),de esta forma si la válvula del avión cierra de pronto , la válvula secundaria respalda a la válvula principal al abrirse rápidamente para aliviar la presión en la válvula principal. (La presión primaria se puede configurar hasta 55 psi).

Muchos sistemas en camiones de reabastecimiento de combustible utilizan una presión del aire como la presión de referencia de la válvula y es ajustada mediante un regulador de presión de aire. Es una buena práctica usar un regulador con bloqueo o sello (consulte el Boletín 70) para evitar ajustes no autorizados o “accidentales”. Para la válvula reguladora de Whittaker, la presión de referencia del aire, en dependencia del tipo de servo mando, debe ser de 16 o 25 psi, mayor que la presión deseada para la regulación del combustible. Esta diferencia se denomina presión de sesgo o de desviación (bias). El propósito de esta presión adicional es que el servo controlador trabaje de forma más fluida, suave y logre un mejor funcionamiento.

Para comprender mejor como funciona este sistema, analícelo de esta manera: la presión de referencia del aire se aplica en un lado de un pistón piloto de detección; la presión del Venturi estará del otro lado con la adición de la fuerza de un resorte que proporciona la presión de sesgo. Si la fuerza resultante (la suma de la de la fuerza del resorte más la presión del Venturi) es mayor que la presión de aire de referencia, el pistón se desplazará ligeramente hacia el lado del aire; esto hace que la válvula de control de presión se cierre aguas abajo y hacer que el pistón piloto regrese a una posición de equilibrio nuevamente.

GamGram 32: La Presión en la Boquilla de Suministro y el Venturi2025-02-28T19:21:56+00:00

GamGram 32: Venturi and Nozzle Pressure

On nearly every refueler truck and hydrant cart which is capable of underwing (pressure) refueling there is a gauge marked “nozzle pressure”. Since it is not connected to the nozzle, how can it really show actual nozzle pressure? There is no magic involved. Actually, it does not show nozzle pressure! What it shows is simulated nozzle pressure. The gauge is connected to a device called a VENTURI. It is usually mounted at the inlet of the hose reel. Few people understand what the venturi does or how to adjust it properly. A large number of the venturis in the world are not properly adjusted.

To understand a venturi, we have to understand energy. In a flowing pipe, the energy at any point depends on velocity and pressure. The energy level remains the same except for gradual decreases caused by friction as the fluid passes through valves, fittings and pipe. In Figure 1, the pressures at A, B and C will be exactly the same if there is no flow. If flow takes place, the pressure at C will be nearly the same as at A, less a friction loss. However, the pressure at B will be much lower than at C. The reason is that we turned some of the pressure energy into velocity energy to get the fluid through the small opening. After the restriction, the velocity energy decreases so the pressure energy must increase accordingly.

Giovanni Venturi, the Italian scientist, discovered 200 years ago that he could make an excellent flow meter with very little pressure loss if he carefully designed the outlet after the restriction to avoid turbulence and friction. See Figure 2. The pressure recovery zone is a long gradual taper back to the original pipe size. The pressure drop (energy loss due to friction) in his design is much less than in Figure 1.

FIGURE 1
FIGURE 2

The purpose of a venturi in a fuel system is not to measure flow rate but to provide a simulation of nozzle pressure at B and to use that pressure as the control signal for the pressure control valve. When fuel is pumped to an aircraft, you want maximum flow, but pressure must be kept below 50 psi maximum aircraft fueling pressure to achieve maximum flow rate into the aircraft. See Figure 3. Such a system may require 80 psi at point C in order to result in 50 psi at the aircraft (D), assuming a 30 psi pressure drop in the reel and hose. The problem is that when the aircraft is full, there is no flow and therefore no pressure drop. Without a venturi such a system would, at no flow, put 80 psi on the aircraft. This could cause damage to the aircraft fuel system. If set at 50 psi, the actual fueling rate would be very slow, no where near the design rate because the pressure drop between points C and D would use up much of that 50 psi.

FIGURE 3

(The above example shows a simple, non-compensated single pressure control valve system, for simplicity.)

The venturi system (Figure 4) solves this problem. By locating the venturi just before the hose reel, pressure drop across the filter and meter is ignored by the pressure controller. The venturi’s job is to compensate for pressure drop in the hose reel, hose and nozzle. As flow increases, the venturi “fools” the pressure control valve into delivering enough pressure so that there is 50 psi at the low pressure point (B). The venturi is “tuned” so that B and D match. Under full flow conditions, supply pressure (C) may be 90 psi and pressure at point A may be 70 psi, but pressure at the nozzle and at point B is 50 psi. When the aircraft is full and flow stops, pressure A, B, C and D return to 50 psi.

FIGURE 4

Adjustment of the Venturi

Venturis are not designed to match each system because it would be far too expensive to custom machine each one. Instead, a venturi is selected that has too much compensation. The Whittaker (formerly Thiem) F505 provides up to a 34 psi pressure depression at 600 gpm. If you only need 27 psi of depression to compensate for the pressure drop through the hose reel, hose and nozzle, you must “bleed off” some of the signal. This is done by adjusting a needle valve (Figure 5) so that some fuel from the high pressure zone at the venturi inlet will flow to the venturi throat. The resulting “mixed” pressure signal (27 psi below system pressure) is then fed back to the control valve as its “command”. When correctly adjusted, the pressures at gauges B and D read the same. This should be checked at no flow and at full system flow rate.

FIGURE 5
  • When properly adjusted, the system allows maximum flow rate without danger to the aircraft. If you change to a different hose length or size (diameter), the venturi must be re-adjusted. We recommend that this adjustment be checked at least once a month. In this way, a possible problem with the pressure control system may be detected and maximum safe flow rate is assured.
  • If a hose-end pressure control valve (HECV) is mounted on the nozzle, it must be either removed or “blocked out” to adjust the venturi “nozzle pressure”. When finished testing the system, remove the block-out device and re-test the system. (The HECV vent will spray some fuel when next used!) Bear in mind that if the HECV is removed for this test, its own pressure drop will not be compensated for by the venturi.
  • Most specifications for fueling equipment now require dual pressure controls, one primary and one secondary or “back up”. This can be achieved by various combinations of inline, bypass and hose-end controls. (We will address this subject in a future Gamgram). A common method has the deadman valve serve as a primary pressure controller with the bypass valve as a secondary controller. Figure 6 shows how this is done. Both valves must not be adjusted to control the same pressure because they will “fight” one another with resulting instability. In any system, the primary regulator controls pressure 5 to 15 psi lower than the secondary. This may be done either by setting the regulators at different pressures, or by sending the regulators differently tuned venturi signals. In this example, the in-line (primary) controller is set at 45 psi, (pressure E). The bypass (secondary) controller is set at 50 psi (pressure B). With this arrangement, if the aircraft valve closes suddenly, the secondary valve backs up the primary valve by opening quickly to relieve pressure on the primary. (Primary pressure may be set as high as 55 psi).
FIGURE 6

Many systems on refueling trucks use air pressure as a reference using an air pressure regulator. It is a good idea to use a locking regulator (See Bulletin 70) to prevent unauthorized or “accidental” adjustment. On a Whittaker regulator, this will be 16 or 25 psi higher than the desired fuel pressure. This difference is called the “bias” pressure. The purpose of this bias pressure is to allow smooth operation of the controller. To better understand this system, think of it this way: The air reference pressure is on one side of a sensing pilot piston with the venturi pressure on the other side with a bias spring. If the total of spring force and venturi pressure is greater than the air reference pressure, the piston moves slightly toward the air side; this results in the control valve closing slightly to reduce system pressure and make the sensing piston return to a balanced position.

GamGram 32: Venturi and Nozzle Pressure2025-02-28T19:12:26+00:00
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