Material de laboratorio

Válvula de Young

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Una válvula de Young o de aguja es un dispositivo de control de flujo diseñado para regular con precisión el paso de líquidos o gases. Esta válvula, denominada «de aguja» por la forma puntiaguda y alargada de su vástago, utiliza un mecanismo compuesto por una aguja cónica y un asiento correspondiente.

La estructura de la válvula de aguja permite ajustar la posición de la aguja mediante la rotación de un mango o perilla, lo que regula el tamaño de la abertura y, por ende, controla el flujo del fluido. Este diseño posibilita un control extremadamente fino sobre la velocidad de flujo, lo que hace que las válvulas de aguja sean instrumentos idóneos para aplicaciones donde se requiere una regulación precisa.


Las válvulas de aguja se implementan comúnmente en configuraciones experimentales, instrumentación analítica o en escenarios donde el control exacto del flujo de fluido resulta esencial. Estas válvulas son particularmente valiosas cuando se trabaja con volúmenes reducidos de líquidos o cuando se necesita un control preciso de la velocidad de flujo para asegurar el éxito de experimentos o análisis específicos.

Historia detrás de la válvula de Young

El padre de la válvula de aguja fue James Young. James (Jim) Young nació en 1915 en Saltcoats, en el estuario del Clyde en Escocia. Después de que su padre muriera en combate en el frente occidental en las últimas semanas de la Primera Guerra Mundial, Jim fue criado por su abuela, con el respaldo de la pensión de huérfanos del gobierno.

A los 18 años, el centro de empleo local le llamó la atención sobre una oportunidad en Londres para trabajar en la naciente industria de letreros de neón. Emocionado por las luces brillantes de la gran ciudad, Young no dudó y tomó el tren hacia el sur. Después de un curso de formación del gobierno, se unió a la empresa de cristalería Aimer. Hacer los letreros requería no solo manos firmes, sino también un talento para el diseño; a Young le encantaba el trabajo.

Válvula de Young o de aguja. Merck®
Válvula de Young o de aguja. Merck®

Después de la Segunda Guerra Mundial, Young, ahora casado con Phyllis, una sopladora de vidrio, y con un hijo llamado David, fundó su propia empresa en el norte de Londres, fabricando juntas de bola de vidrio esmerilado y llaves de paso de alto vacío. Fue un buen momento para estar en el negocio. La industria química y la electrónica de vacío estaban en auge y había una demanda casi insaciable de válvulas y accesorios de vidrio.

Pero Jim estaba decidido a expandir el negocio y en 1950 apostó por la oportunidad de establecerse en Toronto, Canadá, atendiendo al mucho más grande mercado norteamericano. Fue un fracaso. El mercado resultó impenetrable y los Young regresaron a Inglaterra en 1952 para reiniciar el negocio en Acton, construyendo gradualmente una red de clientes. Jim tenía habilidades excepcionales; su hijo David lo llama un ‘Leonardo entre los sopladores de vidrio’. Pero también visitaba a sus clientes para averiguar lo que necesitaban.

La necesidad de nuevos tipos

En algún momento a principios de la década de 1960, Jim visitó al jefe del taller de vidrio de Shell, Ken Gee. Como adolescente, Gee había sido niñero de los Young y había obtenido su primer trabajo como soplador de vidrio gracias a la recomendación de Young. Gee le mostró a Young una nueva junta de bola holandesa que estaba equipada con un anillo en lugar de vidrio esmerilado, haciéndola intercambiable, sin grasa y libre de mercurio. ¿Podría fabricar algo así?

Jim comenzó a hacer prototipos, pensando en anillos en O y cómo hacer las ranuras para colocarlos. Envió los prototipos a Gee para que los probara y pronto Young tenía una nueva línea de productos para vender.

Unas semanas después, falló uno de los molinillos hidráulicos de la fábrica. Con el deseo de ahorrar dinero, Young y su hijo, ahora también soplador de vidrio, desmontaron la máquina. En el eje, vieron dos anillos en O que actuaban como sello para el aceite en el cilindro. Fue un momento de revelación.

Un nuevo tipo de llave de paso

De repente, a Jim se le ocurrió un nuevo tipo de llave de paso en la que un tapón de vidrio cilíndrico podía moverse hacia arriba o hacia abajo en un barril de precisión para abrir y cerrar una abertura en un trozo recto de vidrio. El barril estaba equipado con una brida de latón con un tornillo roscado para mover el tapón. Pero los primeros prototipos eran demasiado frágiles y desequilibrados para funcionar realmente.

Luego, a Young se le ocurrió el Teflón, el nuevo polímero inerte de DuPont. Toda la intuición que Young había perfeccionado en sus días haciendo letreros se unió en un diseño inspirado que solo podía haber salido de un maestro soplador de vidrio.

El tapón de Teflón estaba equipado con tres anillos en O: uno en asiento de Teflón en una bombilla delicada de vidrio soplado en la unión de los manifolds de vidrio y dos más sellando la brecha entre el barril y el tapón en sí. Para hacer la rosca, el tubo de precisión se calentaba dentro de un tubo de acero roscado girado en un torno. El tapón estaba equipado con una cabeza de plástico verde roscada.

El resultado fue una válvula de elegante simplicidad; limpia, robusta y reutilizable. Cuando el tinte verde se desvaneció, Young pidió al fabricante que suministrara plástico de colores en su lugar. Enviaron amarillo. Aunque algunos usuarios pedían llaves de paso codificadas por colores, el amarillo fue el color que se quedó y con el que las ratas de laboratorio asociaríamos el nombre de Young.

Diagrama de la patente de la válvula de Young
Diagrama de la patente de la válvula de Young

Su patente apareció justo a tiempo. En pocos meses, Fischer·Porter en los EE. UU. publicó un diseño análogo, aunque menos elegante. En ICI en Welwyn, el soplador de vidrio Donald Nightingale creó una válvula de Teflón sin anillos en O pero con un tornillo interno para compensar la expansión térmica: se comercializaría bajo el nombre de Rotaflo.

Young continuó innovando, pero la empresa tuvo dificultades en las recesiones de la década de 1980 y finalmente entró en quiebra. Sin embargo, el nombre Young aún significaba algo, y las llaves de paso amarillas ahora huérfanas fueron rápidamente rescatadas por GPE Scientific. Hoy en día, las llaves de paso son tan confiables y amarillas como siempre, con el nombre J Young orgulloso en la tapa.

Usos de la válvula de Young

Las llaves de paso de aguja o válvulas de Young desempeñan un papel crucial en el control del flujo de líquidos y gases en laboratorios de química y ciencias. Estos instrumentos de precisión están diseñados para proporcionar ajustes precisos y afinados a la tasa de flujo, volviéndolos indispensables en diversas configuraciones experimentales.

En laboratorios, donde la precisión de las mediciones y el control es primordial, las llaves de paso de aguja encuentran aplicaciones en numerosos procesos. Una aplicación notable es en sistemas de cromatografía, donde la regulación precisa del flujo de la fase móvil es esencial para obtener una separación y análisis precisos de compuestos. La capacidad de la válvula de aguja para realizar ajustes mínimos permite a los investigadores lograr condiciones óptimas para sus experimentos, lo que conduce a resultados más confiables y reproducibles.

Además, las llaves de paso de aguja se utilizan comúnmente en configuraciones de cromatografía de gases. En estos sistemas, permiten a los científicos controlar el flujo de gases portadores con una precisión excepcional. Esto es crucial para mantener las tasas de flujo deseadas y garantizar la eficiencia del proceso cromatográfico. Los ajustes a pequeña escala posibles con las llaves de paso de aguja contribuyen a la sensibilidad y resolución general de las técnicas analíticas, permitiendo a los investigadores detectar y cuantificar cantidades mínimas de sustancias en una muestra.

Más allá de la cromatografía, las llaves de Young se utilizan en diversas aplicaciones de laboratorio, incluida el ensamblaje de recipientes de reacción, sistemas de vacío e instrumentos analíticos. Su capacidad para proporcionar un sellado seguro y hermético es esencial para prevenir interacciones no deseadas entre diferentes reactivos o mantener la integridad de entornos de vacío. Esta confiabilidad convierte a las llaves de paso de aguja en un componente fundamental en configuraciones experimentales donde la precisión, el control y la contención son primordiales.

Para más información Young’s valve

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APA: (2024-04-01). Válvula de Young. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/valvula-de-young/

ACS: . Válvula de Young. https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/valvula-de-young/. Fecha de consulta 2024-04-18.

IEEE: , "Válvula de Young," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/valvula-de-young/, fecha de consulta 2024-04-18.

Vancouver: . Válvula de Young. [Internet]. 2024-04-01 [citado 2024-04-18]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/valvula-de-young/.

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