Algunos aparatos realizan funciones vitales, y la gente no es consciente de ellas sólo porque son pequeños o no están al alcance de la vista la mayor parte del tiempo. Estas piezas mecánicas se utilizan a diario, y un pequeño fallo puede inutilizar una máquina gigantesca. Un ejemplo de ello es la válvula ballall.
Las válvulas de bola se utilizan en todos los sectores, desde la sanidad a la minería, pasando por el procesamiento de alimentos, el petróleo y el gas, e incluso los hogares.
¿Qué es una válvula de bola?
Una válvula de bola es un dispositivo mecánico de control de caudal que se utiliza para modular y dirigir el flujo de líquido a través de ella. Esta válvula de bola de cierre sirve de guía para manejar el flujo de distintas sustancias como gas, gasolina y otros líquidos a presión. Para ello, la válvula de bola utiliza una bola perforada, hueca y pivotante.
Esta válvula consta de un obturador esférico con un orificio cilíndrico del ancho de una tubería, un mango de válvula y una bola con un orificio perforado. Se pone en funcionamiento haciendo girar la bola (con la manivela) 90⁰ alrededor de su eje; de este modo se deja pasar la sustancia o se bloquea su movimiento.
Después de girar la manivela, la válvula llega a una posición cerrada, y el lado sólido de la bola crea efectivamente un sello y una obstrucción, manteniendo atrapado el contenido de la sustancia.
Las válvulas de bola son sólidas, duraderas y fáciles de reparar. Son una opción excelente para aplicaciones de cierre industriales y personales. Las válvulas de bola se utilizan en diversas aplicaciones de procesos de hidrocarburos; son capaces de estrangular gases y vapores.
Símbolo de la válvula de bola
Los símbolos de las válvulas de bola pueden clasificarse en dos: el símbolo de dos vías y el símbolo de tres o cuatro vías.
Símbolo bidireccional
El símbolo de las dos direcciones se demuestra mediante dos triángulos equiláteros que apuntan el uno al otro, y hay una pelota en el centro. Los triángulos tienen forma de punta de flecha y chocan de frente.
El símbolo de las tres cuatro vías
Para representar válvulas de bola con múltiples puertos, se han añadido símbolos adicionales. Las válvulas con puerto en T y puerto en L se representan con líneas dentro del símbolo de la bola. Se simbolizan en 6 variaciones diferentes con una pequeña flecha que muestra la trayectoria del flujo junto al símbolo.
Tipos comunes de válvulas de bola
Las válvulas de bola tienen diferentes especificaciones.
Válvula de bola de puerto estándar
El caudal de la válvula de bola de puerto estándar suele ser menor que el tamaño de la tubería de la válvula. Para una válvula de tubería diámetro de hasta el tamaño 12″ NB, el diámetro del orificio suele ser un tamaño menos, 2 y 3 menos para un diámetro de tubería de tamaños de válvula de 14″ NB a 24″ NB, y para tamaños superiores a 24″ NB, respectivamente.
Lo que esto significa para el usuario es que limitará o restringirá ligeramente el flujo del contenido de la tubería incluso cuando esté abierta hasta el final.
Este tipo de válvula de bola es menos costoso en comparación con la mayoría de los otros tipos comunes de bolas. Son duraderas y tienen una mayor caída de presión.
La válvula de bola de puerto estándar es ideal para su uso con un alto coeficiente de caudal.
Válvula de bola de paso total
¿Qué es una válvula de bola de puerto completo?
También conocidas como válvulas Full Bore, las válvulas de bola Full Port tienen una bola sobredimensionada y un orificio con el ajuste exacto de la tubería que conduce a la válvula.
La válvula de paso total o de paso completo no provoca pérdidas por fricción y permite el pigging, por lo que es muy fácil de limpiar mecánicamente.
Este tipo de válvula de bola es más cara debido en parte a su mayor peso que las válvulas de bola estándar. Las válvulas de paso total se utilizan en situaciones de caudal constante y elevado; es la la mejor válvula para control de caudal.
Válvula de bola de puerto V
La válvula de bola con orificio en V se presenta con asiento o bola en forma de V. Esto permite controlar mucho mejor la apertura y el cierre del orificio. Las características de caudal de las válvulas de bola V Port son prácticamente lineales.
En Válvula de control de bola no tiene orificio. Se trata de una bola flotante que se comprime cada vez que la válvula se abre, y cuando se cierra, la bola vuelve a su tamaño, bloqueando perfectamente los orificios de entrada y salida de la válvula, lo que le confiere un cierre más hermético.
Debido a la alta velocidad del fluido, que podría dañar rápidamente una válvula estándar, los buenos fabricantes de válvulas industriales se aseguran de que el diseño tenga una construcción más robusta.
Válvula de bola multipuerto
La válvula de bola multipuerto es una válvula de 4 o válvula de bola de tres vías tipo con conectores múltiples que permiten desviar el flujo de sustancias en tantas direcciones como sea necesario.
Hay un orificio en forma de L o de T en el centro de la válvula de bola de tres o cuatro vías. La válvula L permite que el puerto central se conecte a cualquiera de los lados de los puertos o incluso desconectar los tres, pero no puede provocar una conexión entre los dos puertos laterales.válvulas T, por otro lado, puede conectar cualquier par de puertos en absoluto o incluso los tres.
La válvula de bola de cuatro vías tiene dos puertos en forma de L que no pueden conectarse entre sí. A veces se denominan "puertos en x".
Válvula de bola True Union
Las válvulas de bola de montaje Trunnion tienen dos ejes a los lados de la bola enfrentados, lo que permite a la válvula soportar la bola segmentada, reduciendo así la fricción que se produce entre las distintas partes de la válvula de bola Trunnion. Se utiliza un pasador para detener los movimientos de la bola y fijarla en su sitio.
Las válvulas de bola Trunnion se pueden aplicar en sistemas que tienen alta velocidad y presión (alrededor de 600 psi en adelante), ya que es capaz de soportar más presión que la válvula de bola estándar.
Este tipo de válvula de bola dispone de uniones dobles, que pueden sellarse en ambos extremos. Esto permite retirarlas completamente de un sistema de tuberías para su reparación o sustitución.
Válvula de bola de accionamiento manual
La válvula de bola de accionamiento manual es un tipo común de válvula de bola que se puede controlar manualmente con la ayuda de una manivela que se coloca fuera de la tubería.
Gracias a su diseño sencillo y minimalista, las válvulas de bola de accionamiento manual son fáciles de usar. Basta un cuarto de vuelta para abrir y cerrar la válvula.
Sin embargo, como las válvulas de bola manuales pueden cerrarse rápidamente, existe el riesgo de que se produzcan golpes de ariete.
Válvula de bola motorizada
Las válvulas de bola motorizadas son el tipo de válvulas de bola que se utilizan principalmente en grandes plantas industriales y fábricas automatizadas. Son válvulas de bola accionadas eléctricamente.
Con las válvulas de bola motorizadas, la apertura y el cierre de las válvulas se realizan mediante un motor accionado electrónicamente que se coloca sobre la válvula.
Válvula de bola sanitaria
Estos tipos de válvulas de bola vienen en diferentes tamaños y configuraciones de accionamiento manual, mecánico o eléctrico.
Las válvulas de bola sanitarias se utilizan principalmente en las industrias de fabricación de alimentos, bebidas, sanidad y productos farmacéuticos. Estas válvulas son básicamente para aplicaciones en casos en los que se requiere higienización.
Las válvulas de bola sanitarias tienen superficies lisas y pulidas, lo que ayuda a evitar la acumulación de residuos.
¿Qué son las piezas de las válvulas de bola?
A continuación se indican seis piezas cruciales que pueden encontrarse en toda válvula de bola:
- El cuerpo
Es la parte central de todo el dispositivo y contiene todos los componentes internos. Normalmente, el cuerpo de una válvula es de metal, metal con cerámica o plástico.
- Bola
La principal característica que diferencia a las válvulas de bola de otros tipos de válvulas es una bola con un orificio central o agujero. Es a través de este orificio central por donde fluye el medio. Este orificio conecta la entrada con la salida a través de un eje. La bola puede flotar libremente o estar montada sobre un muñón.
- Asientos
Los asientos son discos colocados entre el cuerpo y la bola. Soportan la bola y proporcionan un sellado entre ésta y el cuerpo. Los asientos de las válvulas de bola distribuyen uniformemente la tensión de asiento y sirven de junta (normalmente de polímero o elastómero) que mantiene el fluido encerrado en su interior.
- Vástago
En una válvula de bola, es el vástago el que conecta la bola giratoria a un sistema de control externo. En una válvula de bola de accionamiento manual, por ejemplo, es el vástago el que está conectado a una palanca o maneta.
- Fuente de energía
Para que el vástago de la válvula de bola pueda girar, se necesita una fuente de energía manual o accionada que le proporcione energía.
La energía de accionamiento automático utiliza una fuente de energía eléctrica, hidráulica o neumática, mientras que los accionadores manuales emplean manivelas y palancas, que tendrá que controlar un operario.
- Embalaje
La empaquetadura es un sello alrededor del vástago que impide la salida de la sustancia.
- Capó
El bonete es visible en la abertura del cuerpo; se utiliza para cubrir esta abertura en la válvula de bola. El bonete también sirve como límite de presión. Acomoda el conjunto de bola y vástago con su tapa ajustada firmemente al cuerpo.
Para obtener más información sobre las piezas de las válvulas de bola, puede leer nuestra sección completa componentes de la válvula de bola guía
¿Qué hace una válvula de bola?
¿Para qué sirve una válvula de bola? Las válvulas de bola tienen numerosas funciones, lo que las hace muy populares entre los fabricantes. Son el dispositivo mecánico más utilizado no sólo en aplicaciones industriales, sino también domésticas.
La primera y principal función de la válvula de bola es crear aislamiento. La válvula de bola se utiliza para realizar una acción de encendido/apagado. Los tipos de válvula de bola son increíbles para aplicaciones en las que se requiere una acción de encendido/apagado. Ya sean de accionamiento manual o electrónico, las válvulas de bola son capaces de activar acciones y desactivarlas después.
La maneta de la válvula de bola sirve como indicador del estado de apertura/cierre de la válvula. Si la maneta está paralela a la válvula, significa que está abierta, pero si está perpendicular, significa que está cerrada.
Otra cosa que hace una válvula de bola es reducir o restringir el caudal del medio. La reducción del caudal es una función secundaria de las válvulas de bola. La bola giratoria de la válvula de bola se utiliza para controlar el flujo de gases o fluidos. Cuando el orificio de la bola está en línea con la dirección del flujo, las sustancias pueden pasar libremente. Sin embargo, cuando la bola gira 90 grados, el flujo se detiene por completo.
¿Qué aplicaciones tienen las válvulas de bola?
Una de las razones de la popularidad de la válvula de bola frente a otros tipos de válvulas es su versatilidad. Las válvulas de bola pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones. Son buenas tanto con líquidos como con gases. Algunas aplicaciones importantes de las válvulas de bola son:
Petróleo y gas
La industria del petróleo y el gas podrían ser fácilmente los usuarios más importantes de la válvula de bola, ya que operan enteramente con sustancias líquidas y gaseosas. Las válvulas de bola se utilizan como válvulas de aislamiento para unidades de craqueo térmico. También se utilizan para medir y dosificar la distribución de gas, entre otros muchos casos de uso.
Productos farmacéuticos
Al igual que el petróleo y el gas, otra de las industrias que más utiliza y necesita válvulas de bola es la farmacéutica. Es en esta aplicación donde se utilizan mucho los tipos de válvulas de bola sanitarias.
Petroquímica
Las válvulas de bola de la industria petroquímica se utilizan para manipular fluidos muy viscosos, para el control de emisiones, etc.
Otras aplicaciones prácticas de las válvulas de bola son las siguientes:
- Industria de abastecimiento de agua
- Producción alimentaria
- Sistemas de lavado de vehículos
- Mangueras de exterior
- Sistemas de riego
- Industria del automóvil
¿Cómo funciona una válvula de bola?
La válvula de bola funciona por rotación. Cuando el vástago transfiere el movimiento a la bola conectada, ésta empieza a girar. La rotación de esta bola ayuda entonces a que el orificio se abra o se cierre, lo que a su vez hace que el fluido empiece o deje de fluir. El actuador tiene que girar 90 grados en el sentido de las agujas del reloj para que el fluido empiece a fluir; para detenerlo, tiene que volver a girar 90 grados, haciendo girar el vástago en sentido contrario a las agujas del reloj.
Para entrar en más detalles, en el caso de una válvula de bola de accionamiento manual, cuando la apertura de la bola coincide con los puertos de entrada y salida, el flujo de sustancia continúa ininterrumpidamente a través de la válvula. La caída de presión será mínima si se utiliza una válvula de bola de puerto completo. La caída de presión aumentará si se trata de una válvula de bola de puerto estándar.
Si una sustancia fluye actualmente por las tuberías, entonces el operador debe colocarse en paralelo a la tubería. Esto también indica que los pasos de caudal de la bola están alineados con el paso de caudal del cuerpo, por lo que el medio fluye. Para detener el flujo, sin embargo, será necesario girar el operador manual a la posición cerrada. Cuando se hace esto, la abertura del cuerpo empieza a moverse perpendicularmente a la corriente de flujo, y los bordes del puerto empiezan a girar a través del asiento.
Una vez que la manilla está en la posición de cierre total, el orificio se sitúa ahora perpendicular a la corriente de flujo, bloqueando e impidiendo así que nada pase por delante de la bola.
Para lograr un válvula de bola estranguladora flujo, la bola debe estar en una posición parcialmente abierta y parcialmente cerrada. Sin embargo, esta posición no debe mantenerse en condiciones de alta presión durante mucho tiempo porque las bolas podrían quedar bloqueadas permanentemente en esa posición.
Instalación y mantenimiento de válvulas de bola
Antes de comenzar la instalación, deben haberse completado todos los trabajos de soldadura y las bridas deben haberse enfriado a temperatura ambiente. Puede instalarse adecuadamente siguiendo estas instrucciones de instalación de válvulas de bola:
- Compruebe el material de toda la válvula, el cuerpo, el asiento y la bola para asegurarse de que no hay posibles defectos que pudieran haber sido causados por el almacenamiento o en el proceso de envío.
- Compruebe la presión nominal de la válvula en comparación con los requisitos de la aplicación de la válvula de bola.
- Asegúrese de que la brida de la válvula de bola (ANSI 150, NPT, soldadura por encastre ANSI), la rosca (NPT, BSP, soldadura por encastre ANSI) y la soldadura con disolvente (BLP schedule 40) cumplen los requisitos de la aplicación.
- Limpiar la superficie de la brida, para que esté libre de residuos cuando entre en contacto con la válvula de bola.
- La válvula debe apoyarse donde sea necesario para reducir la carga sobre las tuberías, especialmente cuando se trabaja con válvulas de mayor tamaño.
- Instale una unión de tuberías. Es indispensable cuando se trabaja con tuberías metálicas para válvulas de dos y tres vías (BVS, BVF8 y BLS3).
- Ahora asegúrese de que los tornillos están bien apretados en una válvula de brida uno tras otro. Aplique presión para formar un sello entre las bridas y la válvula.
- Una vez hecho esto, ponga la válvula a funcionar varias veces para asegurarse de que no hay empotramientos. Si esto se hace, el dispositivo está listo para funcionar.
Mantenimiento
Una cultura adecuada de mantenimiento de las válvulas de bola ayudará a aumentar su vida útil. Para su mantenimiento:
- Si la válvula no está activa, se debe ciclar una vez al mes.
- Limpie regularmente la válvula con una toalla para eliminar la suciedad, el aceite o el polvo. No utilice productos de limpieza que reaccionen negativamente con el material de la válvula.
- Lubrique regularmente con lubricantes insolubles en agua, sintéticos o a base de aceite.
- Un inspector formado debe realizar una inspección rutinaria a intervalos.
Empaquetadura de válvula de bola
La empaquetadura de válvula es el sellado necesario en las válvulas para permitir el movimiento del vástago desde un actuador. La empaquetadura garantiza el sellado del fluido de proceso y evita fugas entre el vástago móvil y el cuerpo de la válvula.
El tipo de empaquetadura más utilizado es la empaquetadura Chevron de anillos en V. La empaquetadura de la válvula de bola impide que el fluido salga del cuerpo de la válvula a través de la abertura del vástago Dentro del bonete.
El material de empaquetadura adopta la forma de múltiples anillos concéntricos, que suelen apilarse unos encima de otros; el vástago se introduce a continuación a través de esta empaquetadura.
La brida de la empaquetadura obliga a estos anillos de empaquetadura a descender desde arriba para ejercer una fuerza de compresión alrededor de la circunferencia del vástago de la válvula.
Esta fuerza es significativa porque es la que crea la tensión mecánica en el material de la empaquetadura, lo que le permite sellar herméticamente contra el vástago de la válvula y la pared interior del bonete.
Las dos tuercas utilizadas para mantener la fuerza adecuada sobre la empaquetadura no deben apretarse en exceso, ya que esto podría comprimir en exceso el material de la empaquetadura. Si esto ocurre, se producirá una fricción excesiva en el vástago de la válvula, lo que hará que el vástago se desgaste con el tiempo y podría provocar fugas.
¿Qué hay que tener en cuenta antes de comprar válvulas de bola?
Antes de comprar válvulas de bola, hay que tener en cuenta varios factores para obtener la mejor relación calidad-precio. Algunos de los aspectos que deben tenerse en cuenta antes de comprar válvulas de bola son:
Material
Nadie quiere comprar un producto fabricado con un material incorrecto, inadecuado para su caso de aplicación, o incluso materiales falsificados. Las válvulas de bola se fabrican con diferentes materiales, algunos de los cuales son:
- PVC: El cloruro de polivinilo (PVC) es un tipo de plástico utilizado especialmente en la fabricación de válvulas de agua industriales. Es un material duradero, resistente y rígido. Una de las principales ventajas de las válvulas de bola de PVC es que son menos caras que la mayoría de los demás materiales. Las válvulas de PVC son resistentes a la corrosión.
- Acero inoxidableAcero inoxidable: contiene cromo en grandes cantidades y también algo de níquel. El acero inoxidable se utiliza en la fabricación de diferentes tipos de válvulas de bola debido a los muchos atributos esenciales que contiene. Es famoso por su durabilidad y alta resistencia a la corrosión.
- Hierro: Este material es el más utilizado en conducciones de petróleo y gas, agua y vapor. Esto se debe a que el hierro es capaz de resistir una amplia gama de presiones y temperaturas
- CPVC: El CPVC o PVC clorado contiene casi todas las características del PVC; la diferencia es que el CPVC puede soportar temperaturas más altas. Es adecuado para válvulas de bola que manejan agua caliente.
- Bronce y latón: Este material es resistente al agua y a la corrosión. Es popular por su superficie brillante, alta durabilidad y tenacidad. Las válvulas de bola de bronce y latón son ideales para aplicaciones de alta temperatura.
- PP: El monómero de propileno también se utiliza para fabricar válvulas de bola de polipropileno (PP). Tiene la capacidad de resistir ácidos y bases. Este material es termoplástico duradero, flexible, ligero y rígido. Las Válvulas de Bola de Polipropileno se utilizan comúnmente en las industrias de consumibles como el azúcar, la harina, etc., y otros productos como productos químicos, fertilizantes y papel, entre numerosos lotes.
Diseño
Las válvulas de bola vienen en diferentes diseños, según lo requieran los fines específicos para los que fueron diseñadas. La aplicación del usuario determina el diseño que debe comprarse.
Los diseños de válvulas de bola más populares son:
- Paso total
- Taladro reducido
- En forma de V
- Ventilado
Válvula de bola estándar
Antes de comprar una válvula de bola, debe estar certificada por las organizaciones pertinentes.
Lo son:
- ANSIEl American National Standards Institute (ANSI) es una organización encargada de establecer normas de seguridad voluntarias para los fabricantes de Estados Unidos. Busque la etiqueta ANSI en las válvulas de bola para confirmar su seguridad.
- Código Uniforme de Fontanería (UPC): El Código Uniforme de Fontanería es un conjunto de códigos y normas establecidos por la Asociación Internacional de Oficiales de Fontanería y Mecánica. (IAPMO) para garantizar la seguridad tanto de fontaneros como de consumidores. Todos los mejores tipos de válvulas de fontanería tienen esto.
- Underwriters Laboratories (UL): esta organización mundial se encarga de ensayar piezas mecánicas, entre las que se incluyen las válvulas de bola, para garantizar su correcto funcionamiento. UL también se dedica a promover prácticas industriales seguras en industrias de todos los países.
Tamaños de válvulas de bola
Las válvulas de bola están disponibles en numerosos tamaños. Aunque algunas válvulas de bola se fabrican a medida para adaptarse a las especificaciones, por lo general hay tamaños estándar que son comunes en el mercado de las válvulas de bola.
Los tamaños tienen su finalidad específica, a la que sirven, un tamaño para una función. Cuando compre una válvula de bola, compruebe el tamaño adecuado para su aplicación para no comprar la equivocada. Algunos de los tamaños estándar que encontrará en la etiqueta son:
- Válvula de bola de 2 pulgadas
- Válvula de bola de 1 pulgada
- ¾ válvula de bola
- ½ válvula de bola
- ⅜ válvula de bola
- ¼ válvula de bola
Presión de trabajo
La presión de trabajo, que figura en la etiqueta como valores nominales, indica el tipo de aplicación para el que es más adecuada una válvula de bola.
Algunas de las clasificaciones de presión que encontrará son:
- Clases nominales de presión (PN)- El número de clase PN indica la presión que puede soportar la válvula de bola. Se muestra en el artículo en forma de barras, y cada barra representa 14,5038 libras de presión.
- Clasificación PSI - PSI son las siglas en inglés de libras por cuadrado; se utiliza habitualmente en Estados Unidos como medida de presión para equipos e instrumentos. La clasificación PSI indica la presión de líquido o gas que una válvula de bola es capaz de permitir su flujo a través de la tubería.
- Clasificación WSP: WSP son las siglas de Working steam pressure (presión de vapor de trabajo), que indica a los compradores la presión máxima de vapor que puede soportar una válvula de bola a la temperatura nominal más alta.
- Calificaciones de CWP y WOG: CWP significa Cold working pressure (presión de trabajo en frío) y WOG significa Water, oil, and gas (agua, aceite y gas). CWP indica la presión máxima nominal de una válvula de bola entre las temperaturas de -20° Fahrenheit a 100° Fahrenheit. CWP se utiliza comúnmente con la presión nominal de la válvula.
Sin embargo, la clasificación WOG se ha quedado anticuada y ya no se utiliza con tanta frecuencia como antes. Esta clasificación significa que es adecuado para aplicaciones con agua, aceite y sustancias gaseosas.
Conclusión
La válvula de bola es una de las más fiables en aplicaciones domésticas e industriales. Son ideales para manipular casi todas las formas de sustancias líquidas y gaseosas. La mayoría de las aplicaciones de las válvulas de bola se deben a su capacidad para soportar grandes volúmenes, altas presiones y altas temperaturas. Es muy duradera y resistente a la corrosión. Encuentre válvulas fiables fabricante de válvulas de bola puede ayudarle a ahorrar dinero y costes. No dude en ponerse en contacto con nosotros.
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