Elegir una válvula adecuada para aplicaciones específicas es esencial al diseñar un sistema de proceso. Este artículo profundizará en las propiedades y características de las válvulas de compuerta, bola y mariposa y las diferencias entre cada tipo. Saber cómo diferenciar estas válvulas y cómo interactuarán con su sistema le ayudará a decidir cuál se adapta mejor a sus necesidades.
Debido a que las válvulas son una parte integral de los sistemas de tuberías que transportan líquidos y gases, son uno de los componentes más comunes en la mayoría de los sectores industriales. Regulan el flujo de líquido o gas permitiendo su arranque y parada, y deben funcionar adecuadamente para evitar fugas y descargas no deseadas. También son medios eficaces para encaminar flujos o aislar partes del proceso de tuberías para mantenimiento o monitoreo.
Las válvulas vienen en varios tamaños y configuraciones, pero su único propósito es regular y controlar el gas o líquido que pasa por la tubería. En este artículo compararemos los tres tipos de válvulas más comunes: válvulas de compuerta, válvulas de bola y válvulas de mariposa . Comenzaremos definiendo cada componente, explorando lo que cada uno puede hacer y qué los convierte en herramientas efectivas y confiables.
Definición de válvula de compuerta, válvula de bola y válvula de mariposa
He aquí un vistazo más de cerca a las distinciones entre cada dispositivo de válvula.
¿Qué es una válvula de compuerta?
Como su nombre lo indica, las válvulas de compuerta actúan como porteros . El término se originó a partir del componente de cierre de la válvula que se desliza hacia el fluido que fluye para inducir el cierre, funcionando así como una compuerta. Tienen una puerta plana o en forma de cuña sobre un vástago roscado y las placas de la puerta se mueven en línea recta paralela a ella.
Cuando está cerrada, la compuerta se mueve hacia la trayectoria del flujo y se asienta en una cavidad opuesta al vástago, creando un sello sólido. Está completamente fuera del recorrido del flujo cuando se abre, lo que provoca una obstrucción del flujo nulo o una caída de presión. Las válvulas de compuerta funcionan mejor en sistemas de alta presión en comparación con sistemas de baja presión, donde un sello hermético es fundamental y puede necesitar adaptaciones especiales. Una operación a baja presión podría provocar filtraciones en la válvula mientras está cerrada.
Estas válvulas de aislamiento de movimiento lineal deben mantenerse completamente abiertas o cerradas, ya que una apertura parcial puede causar daños; No se utiliza para controlar el flujo del medio. Las válvulas de compuerta aíslan áreas específicas de la red de suministro para reparación, mantenimiento, nuevas actividades de instalación y redireccionamiento del flujo a través de la tubería.
Su diseño simple y su versatilidad en aplicaciones de baja caída de presión hacen de la válvula de compuerta una de las válvulas más utilizadas en la actualidad. Está diseñada para ser una válvula de puerto completo , lo que significa que el puerto de la válvula tiene el mismo tamaño que el diámetro interior de una tubería de conexión. Una válvula de compuerta de paso total permite que el fluido pase a través de la tubería sin obstruir ni producir una caída de presión. Esto también facilita la limpieza de la línea.
Las válvulas de compuerta se utilizan ampliamente con diámetros de tubería más grandes, que van desde 2" hasta las tuberías más grandes, porque son menos complejas de diseñar en comparación con otras válvulas de gran tamaño.
¿Qué es una válvula de bola?
Como sugiere el nombre, las válvulas de bola son válvulas de un cuarto de vuelta que utilizan una bola giratoria con un orificio para regular el flujo de gas y fluido de una abertura a la siguiente. La abertura está alineada con la tubería, lo que permite que el medio fluya libremente cuando se enciende. Cuando se apaga, el espacio es perpendicular al flujo del medio, deteniéndolo por completo.
También llamadas válvulas de cierre, las válvulas de bola son la única forma de cerrar el flujo del medio inmediatamente . Son incapaces de una redirección inmediata. Las válvulas de bola se utilizan mejor con gases porque tienen un sello robusto. Pueden soportar temperaturas de hasta 350°C y presiones de hasta 700 bar. Debido a su estructura simple y tamaños compactos, que generalmente oscilan entre 0,5 cm y 30 cm, estas válvulas son fáciles de usar y reparar.
Se sabe que las válvulas de bola son duraderas y fiables, se cierran de forma segura incluso después de períodos de descanso prolongados y funcionan bien incluso después de muchos ciclos. Las válvulas de bola tienen una mayor resistencia a los medios contaminados que otros tipos de válvulas y proporcionan un buen sellado a pesar del medio sucio. Estas características las convierten en una excelente opción para aplicaciones de control y cierre , donde con frecuencia se eligen válvulas de compuerta, pero carecen de la potencia de esas alternativas en aplicaciones de estrangulación.
¿Qué es una válvula de mariposa?
Las válvulas de mariposa llevan el nombre del disco giratorio que abre y cierra la válvula. Son válvulas de movimiento rotacional de un cuarto de vuelta que se utilizan frecuentemente para cerrar el flujo en tuberías. También conocidas como válvulas de mariposa, las válvulas de mariposa están compuestas por un disco fijado en el vástago de la válvula y que gira alrededor del vástago para controlar el flujo del medio en la tubería. Una válvula de mariposa es rápida y fácil de accionar y requiere solo 90 grados de movimiento para pasar de completamente abierta a cerrada.
Debido a que el disco se ubica perpendicular al flujo cuando está abierto, es inevitable una pequeña caída de presión y una ligera turbulencia en el flujo. Esto significa que las válvulas de mariposa generalmente no son adecuadas para su uso en procesos que contienen sólidos, arena y otros materiales abrasivos , particularmente en plantas de abastecimiento de agua, ya que podrían acumularse en el disco e impedir un sello hermético al intentar cerrar la válvula. A diferencia de las válvulas de compuerta, la falta de restricción de flujo eleva el riesgo de golpe de fluido. El golpe de fluido puede provocar un aumento repentino de la presión y dañar la instrumentación.
Estas válvulas se aplican en diversos procesos e industrias, incluidos el suministro, distribución, recolección y estaciones de bombeo de agua. También tienen una amplia gama de usos, especialmente en aislamiento de flujo. La fácil fabricación y el tamaño compacto son dos de sus principales ventajas sobre otros tipos de válvulas, lo que da como resultado productos livianos y rentables con espacios de instalación más pequeños y velocidades de actuación más rápidas.
Diferencias entre válvulas de compuerta, bola y mariposa
Diseño estructural
Válvulas de compuerta
La placa se mueve en línea recta paralela al vástago en una válvula de compuerta. Se trata de válvulas livianas con una compuerta de asiento de fondo plano, cuerpo de válvula de fundición de precisión y revestimiento de pegamento integral. Las válvulas de compuerta son válvulas de cierre diseñadas para abrirse y cerrarse completamente para permitir un flujo sin restricciones.
Válvulas de bola
Las válvulas de bola contienen un vástago y una bola que gira horizontalmente. Se utilizan mejor en aplicaciones que requieren control de encendido y apagado sin caída de presión. Estas válvulas se caracterizan por una larga vida útil y proporcionan un sellado fiable durante su vida útil, incluso cuando no se utilizan durante un largo tiempo. Como resultado, son válvulas de cierre más populares que las válvulas de compuerta.
Válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa son pequeñas y simples en comparación con las válvulas de compuerta y de bola. Su diseño liviano y compacto los hace ideales para instalación en espacios reducidos. Además, el disco tiene una capacidad de rotación alternativa de 90 grados, lo que hace que regular el flujo y facilitar un cierre completo y a prueba de fugas sea más conveniente.
Mecanismo de trabajo
Válvulas de compuerta
La válvula de compuerta es una válvula de cierre y cierre completa. La placa de compuerta que regula los medios sólo puede abrirse o cerrarse por completo. Como resultado, la caída de presión es mínima y el flujo es bidireccional. El diseño de la compuerta tiene principalmente forma de cuña y no facilita la regulación del flujo. Los extremos de la válvula son roscados o bridados.
Válvulas de bola
La válvula de bola hace que la manija de la válvula gire mediante una transmisión, lo que a su vez hace que la bola gire perpendicular al flujo del medio. Se abre cuando el orificio de la bola está alineado con el flujo y se cierra cuando la manija de la válvula la gira 90 grados. Si bien se utilizan principalmente para aplicaciones sin lodos, las válvulas de bola también son ideales para aplicaciones que necesitan un cierre hermético. La apertura y cierre inmediatos de la bola lo hacen esencial en algunas aplicaciones que requieren aislamiento de medios.
Válvulas de mariposa
El disco se mueve alrededor de su eje en una válvula de mariposa, permitiendo su apertura y cierre total o parcial. Esto hace que la válvula de mariposa sea adecuada para aislamiento parcial y flujos que deben regularse. La característica principal de esta válvula es el cambio en la deflexión del disco de mariposa, lo que la convierte en una opción adecuada para aplicaciones de gran diámetro.
Aplicaciones
Válvulas de compuerta
Gracias a su robusto mecanismo de apertura y cierre, la válvula de compuerta tiene la caída de presión más mínima entre otras válvulas. Estas válvulas no ofrecen resistencia al flujo de fluido, lo que las hace no aptas para aplicaciones controladas. La ruta de flujo directa proporciona mínima erosión y turbulencia. La acumulación de medios es casi insignificante en las válvulas de compuerta.
Válvulas de bola
Las válvulas de bola tienen una estructura sencilla y un buen rendimiento de sellado. Son livianos, fáciles de operar, tienen un bajo consumo de material, un par motor pequeño, un tamaño de instalación de molduras y ofrecen una caída de presión mínima. La válvula de bola se utiliza mejor para fluidos de trabajo generales como agua, ácidos, solventes y gas natural y medios con condiciones de trabajo extremas, como oxígeno, peróxido de hidrógeno, metano y etileno, lo que la convierte en una opción versátil. Estas válvulas se utilizan comúnmente en aplicaciones de baja presión.
Válvulas de mariposa
La rápida velocidad de apertura y cierre de la válvula de mariposa la hace adecuada para estrangulación, regulación de flujo y control de ajuste. Sin embargo, la pérdida de presión es más considerable que en la válvula de compuerta y bola. Por lo tanto, se deben considerar la pérdida de presión y las limitaciones en las temperaturas de funcionamiento al elegir una válvula de mariposa.
¿Qué son las válvulas de bloqueo?
Las válvulas de bloqueo son dispositivos utilizados por empleados autorizados para aislar o cerrar válvulas operativas para evitar que ocurran accidentes potencialmente mortales durante trabajos de reparación o mantenimiento. Estos dispositivos de bloqueo son diferentes de las válvulas mismas. Son dispositivos instalados sobre la sección operativa de la válvula y asegurados con pestillos de bloqueo o candados para evitar el acceso no autorizado.
3 tipos de dispositivos de bloqueo de válvulas
- Bloqueo de válvula de compuerta
- Bloqueo de válvula de bola
- Bloqueo de válvula de mariposa
¿Cómo se utiliza un bloqueo de válvula?
Existen diferentes tipos de bloqueo de válvulas, cada uno de ellos adaptado a un determinado tipo de válvula industrial. Discutiremos cada uno de estos en detalle a continuación:
Dispositivos de bloqueo de válvulas de compuerta
Los mecanismos de bloqueo de válvulas de compuerta se clasifican en dos tipos: giratorios y articulados. Los dispositivos de bloqueo de válvulas de compuerta giratorias tienen una función de rotación hacia adentro/hacia afuera, mientras que los bloqueos de válvulas de compuerta articuladas están formados por dos medias lunas articuladas en un lado.
Si bien sus mecanismos difieren, ambos están diseñados para encerrar y cubrir la manija de la válvula de compuerta para evitar la apertura accidental o no autorizada de la válvula.
Dispositivos de bloqueo de válvulas de bola
Los bloqueos de válvulas de bola vienen en diseños estándar y ajustables. El bloqueo de válvula de bola estándar tiene un diseño de una sola pieza simple y eficiente. Para usar esto, simplemente sujete el dispositivo de la válvula de bloqueo/etiquetado en la palanca de la válvula de bola tanto como sea posible y asegúrese de que quede sobre la parte angular de la manija. Apriete la manija de la válvula y el dispositivo LOTO juntos, luego asegúrelo con un bloqueo LOTO en su ajuste más cercano.
Por otro lado, el dispositivo de bloqueo de válvula ajustable viene con un diseño de dos piezas. Para usar esto, coloque la base del dispositivo de bloqueo sobre la palanca de la válvula de bola, luego deslice la pieza deslizante sobre el extremo lo más que pueda para asegurar todo el dispositivo. Para completar el bloqueo, inserte el candado LOTO en su ajuste más cercano.
Dispositivos de bloqueo de válvulas de mariposa
Los bloqueos de válvulas de mariposa tienen un diseño de dos piezas que es rápido y fácil de instalar sin necesidad de herramientas adicionales. Simplemente coloque la parte principal sobre la parte superior de la palanca de la válvula, luego deslice el manguito exterior dentro del mango para bloquear el gatillo de liberación.
Conclusión
El uso de válvulas de compuerta, válvulas de bola y válvulas de mariposa tiene sus ventajas y desventajas, dependiendo en gran medida de los requisitos de la aplicación donde se van a instalar. Generalmente, los dispositivos de válvula de compuerta son ideales para aplicaciones de sellado estricto y no requieren una operación frecuente. Por otro lado, las válvulas de bola son más adecuadas para sistemas con requisitos de cierre periódico. Por último, las válvulas de mariposa son las más adecuadas para fines de estrangulación, ya que ocupan menos espacio para sistemas masivos.
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