Guía definitiva para válvulas de compuerta, válvulas de bola y válvulas de mariposa

enero 17, 2023 8 lectura mínima

guía a diferentes válvulas

Elegir una válvula adecuada para aplicaciones específicas es esencial en el diseño de un sistema de proceso. Este artículo se sumergirá en las propiedades y características de las válvulas de compuerta, válvulas de bola y válvulas de mariposa y las diferencias distintivas entre cada tipo. Saber cómo diferenciar estas válvulas y cómo interactuarán con su configuración lo ayudará a decidir qué tipo 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 que se encuentran en la mayoría de los sectores industriales. Regulan el flujo de líquido o gas al permitir que comience y se detenga, y deben funcionar adecuadamente para evitar fugas y descargas no deseadas. También son medios efectivos para enrutar 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 qué puede hacer cada tipo y qué los convierte en herramientas efectivas y confiables.

Definición de válvula de compuerta, válvula de bola y válvula de mariposa

¿Qué es una válvula de compuerta?

definición de válvulas de compuerta

Como su nombre lo indica, las válvulas de compuerta actúan como guardianes . El término se originó por el componente de cierre de la válvula que se desliza hacia el fluido que fluye para inducir el cierre, funcionando así como una compuerta. Las válvulas de compuerta tienen una compuerta plana o en forma de cuña en un vástago roscado, y las placas de la compuerta se mueven en línea recta paralela a ella.

Cuando está cerrada, la compuerta se mueve hacia la ruta del flujo y se asienta en una cavidad opuesta al vástago, creando un sello sólido. Está completamente fuera de la ruta de flujo cuando se abre, lo que resulta en una obstrucción de flujo cero o una caída de presión. Las válvulas de compuerta funcionan mejor en sistemas de alta presión como las que se usan en sistemas de baja presión donde un sello hermético es crítico y puede necesitar adaptaciones especiales. Una operación de 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 utilizan 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 desvío del flujo a través de la tubería.

Su diseño simple y versatilidad en aplicaciones de baja caída de presión hacen de las válvulas de compuerta una de las válvulas más utilizadas en la actualidad . Está diseñado para ser válvulas 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, desde 2" hasta las tuberías más grandes , porque su diseño es menos complejo en comparación con otras válvulas de gran tamaño.

¿Qué es una válvula de bola?

definición de válvulas de bola

Como sugiere el nombre, las válvulas de bola son válvulas de un cuarto de vuelta que usan una bola giratoria con un orificio para regular el flujo de gas y fluido de una abertura a la siguiente. La abertura está en línea con la tubería, lo que permite que el medio fluya libremente cuando se enciende. Cuando está apagado, 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 medio inmediatamente. Son incapaces de una redirección inmediata. Las válvulas de bola se utilizan mejor con gases porque tienen un sello resistente. Pueden soportar temperaturas de hasta 350°C y presiones de hasta 700 bar . Debido a su estructura simple y sus tamaños compactos, que suelen oscilar entre 0,5 cm y 30 cm , las válvulas de bola son fáciles de usar y reparar.

Se sabe que las válvulas de bola son duraderas y confiables, se cierran de manera segura incluso después de períodos prolongados de descanso 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 sello a pesar del medio sucio. Estas características hacen que las válvulas de bola sean una excelente opción para aplicaciones de control y cierre, donde las válvulas de compuerta se eligen con frecuencia. Pero las válvulas de compuerta carecen de la potencia de esas alternativas en aplicaciones de estrangulamiento en comparación con las válvulas de bola.

¿Qué es una válvula de mariposa?

definición de válvulas de mariposa

Las válvulas de mariposa llevan el nombre del disco giratorio que abre y cierra la válvula. Son válvulas de movimiento rotatorio de un cuarto de vuelta que se utilizan con frecuencia para cerrar el flujo en las tuberías. También conocidas como válvulas de aleta , las válvulas de mariposa se componen de un disco fijado en el vástago de la válvula y gira alrededor del vástago para controlar el flujo del medio en la tubería. Una válvula de mariposa es rápida y fácil de accionar y solo requiere 90 grados de movimiento para pasar de completamente abierta a cerrada.

Debido a que el disco se asienta perpendicular al flujo cuando está abierto, una caída de presión menor y una ligera turbulencia en el flujo son inevitables. Esto significa que, por lo general, las válvulas de mariposa no son adecuadas para su uso en procesos que contengan sólidos, arena y otros materiales abrasivos, particularmente en obras hidráulicas, ya que pueden acumularse en el disco y evitar 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 ariete. El martilleo del fluido puede causar un aumento repentino de la presión y dañar la instrumentación.

Estas válvulas se aplican en diversos procesos e industrias, incluidas las estaciones de suministro, distribución, recolección y bombeo de agua. También tienen una amplia gama de usos, especialmente en el aislamiento de flujo. La facilidad de 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 un espacio de instalación más pequeño y tasas de actuación más rápidas.

Diferencias entre válvulas de compuerta, válvulas de bola y válvulas de mariposa

comparación de válvulas de compuerta, bola y mariposa

Diseño estructural

La placa se mueve en línea recta paralela al vástago en las válvulas de compuerta. Estas son 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.

Las válvulas de bola contienen un vástago y una bola que gira horizontalmente. La válvula de bola se usa 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 mucho tiempo. Como resultado, las válvulas de bola son válvulas de cierre más populares que las válvulas de compuerta.

Las válvulas de mariposa son pequeñas y simples en comparación con las válvulas de compuerta y las válvulas de bola. Su diseño liviano y compacto los hace adecuados para su instalación en espacios reducidos. Además, el disco tiene una capacidad de rotación recíproca de 90 grados que hace que regular el flujo y facilitar un cierre completo a prueba de fugas sea más conveniente.

mecanismo de trabajo

La válvula de compuerta es una válvula de apertura y cierre completa. La placa de la puerta, que regula los medios, solo 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 caudal. Los extremos de la válvula de compuerta son roscados o bridados.

La válvula de bola impulsa el mango de la válvula para que gire mediante una transmisión, que a su vez hace que la bola gire perpendicularmente al flujo del medio. Se abre cuando el orificio de la bola está en línea 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 adecuadas para aplicaciones que necesitan un cierre hermético. La apertura y el cierre inmediatos de la bola hacen que las válvulas de bola sean esenciales en algunas aplicaciones que requieren aislamiento de medios.

El disco se mueve alrededor de su eje en una válvula de mariposa , permitiendo la apertura y el cierre total o parcial. Esto hace que la válvula de mariposa sea adecuada para aislamientos parciales y flujos que necesitan ser regulados. La principal característica 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 en comparación con otros tipos de válvulas.

Aplicaciones

Gracias a su robusto mecanismo de apertura y cierre, la válvula de compuerta tiene la caída de presión más mínima entre otras válvulas . Las válvulas de compuerta no ofrecen resistencia al flujo de fluido, lo que las hace inadecuadas para aplicaciones controladas. La trayectoria de flujo directo proporciona una erosión y una turbulencia mínimas. La acumulación de medios es casi insignificante en las válvulas de compuerta.

Las válvulas de bola tienen una estructura sencilla y un buen rendimiento de sellado . Las válvulas de bola son livianas, fáciles de operar, tienen un bajo consumo de material, un par motor pequeño, un tamaño de instalación reducido y ofrecen una caída de presión mínima. La válvula de bola se usa 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 hace que las válvulas de bola sean una opción versátil. Las válvulas de compuerta se usan comúnmente en aplicaciones de baja presión.

La rápida velocidad de apertura y cierre de la válvula de mariposa la hace adecuada para estrangulamiento, regulación de flujo y control de ajuste . Sin embargo, la pérdida de presión es más considerable que la válvula de bola y compuerta. Por lo tanto, la pérdida de presión y las limitaciones en las temperaturas de funcionamiento deben tenerse en cuenta al elegir una válvula de mariposa.

Conclusión

aplicación de diferentes válvulas industriales

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, las válvulas de compuerta son ideales para aplicaciones de sellado estrictas y no requieren operación frecuente. Por otro lado, las válvulas de bola son las 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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Herbert Post

Born in the Philadelphia area and raised in Houston by a family who was predominately employed in heavy manufacturing. Herb took a liking to factory processes and later safety compliance where he has spent the last 13 years facilitating best practices and teaching updated regulations. He is married with two children and a St Bernard named Jose. Herb is a self-described compliance geek. When he isn’t studying safety reports and regulatory interpretations he enjoys racquetball and watching his favorite football team, the Dallas Cowboys.


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