Todo lo que necesita saber sobre la válvula de compuerta: válvula de compuerta abierta

¿Qué es una válvula de compuerta? 

La válvula de compuerta es una compuerta con partes de apertura y cierre. La dirección de movimiento de la válvula de compuerta es perpendicular a la dirección del fluido. la válvula de compuerta solo se puede abrir y cerrar completamente. Los parámetros de la válvula de compuerta son diferentes, generalmente 5 grados. Cuando la temperatura media no es alta, es de 2 grados 52′. Mejore su tecnicismo y compense la desviación causada por el ángulo de la superficie de sellado en el proceso de procesamiento. Este tipo de puerta se llama puerta elástica.

Principio de funcionamiento de la válvula de compuerta

Válvula de compuertaLas partes de apertura y cierre son compuertas, cuya dirección de movimiento es perpendicular a la dirección del fluido. la válvula de compuerta solo se puede abrir y cerrar completamente, y no se puede ajustar ni estrangular. La puerta tiene dos superficies de sellado. Las dos superficies de sellado de las válvulas de compuerta de modo más utilizadas forman cuñas. El ángulo de la cuña varía según los parámetros de la válvula, generalmente 5 grados, y la temperatura del medio es 2 grados 52'. Una compuerta de válvula de compuerta de cuña se puede formar en un todo, llamada compuerta rígida; También se puede convertir en una compuerta que puede producir una ligera deformación para mejorar su trabajabilidad y compensar la desviación del ángulo de la superficie de sellado en el proceso de procesamiento. Este tipo de puerta se llama puerta elástica. Cuando la válvula de compuerta se cierra, la superficie de sellado se puede sellar sólo mediante la presión media, es decir, la superficie de sellado de la compuerta se puede presionar contra el asiento en el otro lado para garantizar que la superficie de sellado sea autosellante. La mayoría de las válvulas de compuerta están forzadas a sellar, es decir, cuando la válvula se cierra, la compuerta debe ser forzada hacia el asiento mediante una fuerza externa para asegurar el sellado de la superficie de sellado. La compuerta de la válvula de compuerta se mueve en línea recta con el vástago. Se llama válvula de compuerta levadiza o válvula de compuerta abierta. Normalmente, la varilla de elevación tiene roscas trapezoidales. A través de la tuerca en la parte superior de la válvula y la ranura guía en el cuerpo de la válvula, el movimiento giratorio se convierte en movimiento lineal, es decir, el par de operación se convierte en empuje de operación. Al abrir la válvula, cuando la altura de elevación de la compuerta es igual a 1:1 veces el diámetro de la válvula, el paso de flujo está completamente abierto, pero cuando está en funcionamiento, esta posición no se puede monitorear. En el uso práctico, el vértice del vástago de la válvula se utiliza como señal, es decir, la posición del vástago de la válvula que no se mueve se utiliza como su posición completamente abierta. Para considerar el fenómeno de bloqueo del cambio de temperatura, la válvula generalmente se abre hasta la posición del vértice y se invierte a 1/2-1 vuelta como la posición de la válvula completamente abierta. Por lo tanto, la posición completamente abierta de la válvula está determinada por la posición de la compuerta, es decir, la carrera. Algunas válvulas de compuerta, tuercas de vástago colocadas en la placa de compuerta, rotación manual para impulsar la rotación del vástago de la válvula y hacer que la compuerta se levante, esta válvula se llama válvula de compuerta de barra giratoria o válvula de compuerta de barra oculta.

Componentes de la válvula de compuerta

Los componentes vitales de una válvula de compuerta son el cuerpo, la compuerta, el asiento, el vástago, el casquete y el actuador. Las válvulas de compuerta pueden tener extremos con bridas perforados de acuerdo con los requisitos de dimensiones de bridas compatibles con las tuberías. El hierro fundido, el acero al carbono fundido, el hierro dúctil, el bronce, el acero inoxidable, los aceros aleados y los aceros forjados son materiales comunes para las válvulas de compuerta. A continuación, se describe completamente cada parte de la válvula de compuerta mencionada anteriormente.

Puerta

La compuerta está disponible en una variedad de diseños y tecnologías para garantizar que proporcione un buen sellado para diversas aplicaciones; sin embargo, generalmente se puede clasificar en paralelo o en forma de cuña. Las puertas paralelas incluyen puertas correderas paralelas, puertas de losa y puertas de expansión paralelas. Las compuertas de cuchilla también son otro tipo de válvula de compuerta cuya estructura es muy similar a las válvulas de cuña. A continuación se presentan estos tipos.

Puertas de cuña

Las válvulas de compuerta tipo cuña tienen un disco en forma de cuña que se asienta contra dos asientos inclinados. Las cuñas sólidas se utilizan en aplicaciones donde hay alto flujo o turbulencia, como el servicio de vapor. Además, las vibraciones y los chirridos se reducen significativamente gracias a la sólida estructura. Además de la fuerza principal proporcionada por la presión del fluido, el ajuste del vástago crea una fuerza de acuñamiento significativa en los asientos, lo que ayuda al sellado. Gracias a la reducción del roce en los asientos, la compuerta en forma de cuña no se pega al asiento en caso de una presión diferencial de fluido elevada. Por lo tanto, también tiene una vida útil más larga. Los discos de cuña divididos son más flexibles y pueden emplearse en situaciones donde las tensiones en la tubería pueden causar que los asientos de las válvulas se deformen.

Puertas corredizas paralelas

Las válvulas de compuerta también se pueden encontrar en configuración paralela, con la compuerta plana y el asiento paralelo. Las válvulas de compuerta paralelas proporcionan un sello hermético al utilizar la presión de la línea. Las puertas planas se componen de dos partes con un resorte en el medio. Para un mejor sellado, el resorte empuja las piezas más cerca de los asientos. Las válvulas de compuerta paralela tienen una ventaja de seguridad en situaciones de temperatura más alta debido a su diseño inherente. En las válvulas de compuerta en forma de cuña, una fuerza de compresión adicional sobre los asientos puede provocar un atascamiento térmico y una apertura restringida de la válvula debido a la expansión. Además, debido a que las compuertas paralelas no tienen acción de acuñamiento, los pares de cierre se reducen, lo que da como resultado actuadores más pequeños y menos costosos o menos esfuerzo manual. Las puertas paralelas mantienen la suciedad alejada de las superficies de los asientos ya que se deslizan hacia su lugar.

Puertas de losa

Las compuertas de losa, conocidas como válvulas de compuerta pasante, son compuertas de una sola pieza que contienen un orificio del tamaño de un orificio en el medio. En la posición abierta, el orificio está alineado con los anillos de dos asientos. Esta alineación crea un flujo suave y libre de turbulencias. Este diseño único proporciona una pérdida de presión mínima en el sistema y es ideal para transportar petróleo crudo y líquidos de gas natural. Los asientos de válvulas todavía están limpios. La cavidad del disco, por el contrario, puede atrapar partículas extrañas. Como resultado, la cavidad normalmente contiene un tapón incorporado para eliminar el material extraño acumulado durante el mantenimiento.

Puertas de expansión paralela

Dos compuertas de losa se unen en válvulas de compuerta de expansión, que ofrecen sellado mediante una expansión mecánica de la compuerta. Cuando se levanta la compuerta de losa, el medio puede fluir a través de ambas cavidades. La expansión mecánica hacia afuera para un sello adecuado es posible mediante la fuerza hacia arriba sobre una losa y la detención de la segunda losa mediante un escalón en el cuerpo de la válvula. Cuando las compuertas de losa están cerradas, el flujo del medio se detiene y la fuerza hacia abajo (vástago) en una losa y la fuerza hacia arriba (escalón en el cuerpo de la válvula) proporcionan un sellado adecuado.

Puertas de cuchillo

En el caso de sólidos plásticos y lodos de alta viscosidad como la pulpa de papel, se emplea una válvula de guillotina para cortar el material y detener el flujo. Una válvula de guillotina tiene un borde cónico en forma de cuchilla en su superficie inferior y generalmente no tiene forma de cuña. Debido a que pasan por los anillos del asiento cada vez que se abren y cierran, estas válvulas son autolimpiantes.

Las válvulas de aislamiento en válvulas de bloqueo en sistemas de proceso, plantas de energía y válvulas de alta temperatura en refinerías se benefician de este sello.

Asiento

La válvula de compuerta está equipada con dos asientos que realizan y aseguran el sellado con la compuerta. Los asientos de las válvulas de compuerta están integrados en el cuerpo de la válvula o en forma de anillo de asiento. Los anillos de asiento se enroscan en su posición o se presionan en su posición y se sellan y se sueldan al cuerpo de la válvula en la construcción del anillo de asiento. Para un servicio con mayor temperatura, se prefiere este último tipo de construcción. Los asientos integrales están hechos del mismo material que el cuerpo de la válvula, mientras que los asientos prensados o roscados permiten una mayor variación.

Hay asientos metálicos o elásticos disponibles para válvulas de compuerta de cuña. Una cuña se mueve hacia una ranura en la parte inferior del cuerpo de la válvula de compuerta en las válvulas de compuerta con asiento metálico, atrapando las partículas contenidas en el fluido. Como resultado, las válvulas de compuerta con asiento elástico se prefieren en los sistemas de distribución de agua porque permiten un cierre más hermético. En las válvulas de compuerta con asiento elástico, una cuña, a menudo compuesta de hierro dúctil, está encerrada en un material elástico (elastómero) y, por lo tanto, forma un sello hermético. El asiento se produce entre el borde de la cuña y el cuerpo de la válvula. Para ello no es necesaria una ranura en la parte inferior de la válvula. De este modo, las válvulas de compuerta con asiento resistente pueden sellar pequeños sólidos transportados por el flujo de agua.

Vástago

La puerta se levanta y baja haciendo girar un vástago roscado. El vástago gira mediante una rueda manual o un actuador. El vástago se clasifica en dos grupos, según el diseño:

• Tallo ascendente
• Vástago no ascendente

El tornillo exterior y el yugo (OS&Y), también conocidos como vástagos ascendentes, se fijan a la puerta. Las roscas están del lado de accionamiento. A medida que la puerta se eleva o baja, el vástago sube y baja con ella. Como resultado, contienen indicadores visuales incorporados del estado de la válvula y son fáciles de lubricar. No se pueden utilizar con engranajes cónicos o actuadores porque tienen componentes móviles. Por lo tanto, las válvulas de compuerta ascendente son apropiadas para accionamiento manual. Por el contrario, se fija un vástago no ascendente al actuador y se rosca en la compuerta. Por lo general, se enrosca un indicador en el vástago para mostrar si la válvula está abierta o cerrada. Para aplicaciones con espacio vertical limitado, así como en instalaciones subterráneas, prevalecen las válvulas de compuerta sin elevación.

Gorros

Las partes internas de una válvula de compuerta están protegidas por un capó. Está atornillado o atornillado al cuerpo de la válvula, formando un sello a prueba de fugas. Como resultado, se puede retirar para reparaciones o mantenimiento. Las válvulas de compuerta pueden tener casquetes con perno, rosca, unión o sello de presión, según la aplicación.

Capós atornillados

Las válvulas más grandes y las aplicaciones de mayor presión requieren bonetes atornillados para sellar. En este diseño, el casquete y el cuerpo de la válvula están bridados y atornillados.

Bonetes atornillados

Los capós atornillados son los más sencillos de hacer. Se encuentran comúnmente en válvulas pequeñas y crean un sello duradero a prueba de fugas.

Gorros de unión

Una tuerca de unión mantiene los bonetes de unión en su lugar. La tuerca de unión se apoya en el borde inferior de la tapa y se atornilla en la rosca del cuerpo de la válvula. Este diseño evita que el sello a prueba de fugas producido por la tuerca se deteriore debido a la extracción repetida del casquete. En consecuencia, los bonetes de unión se utilizan con frecuencia en aplicaciones que requieren inspección, reparación o limpieza de rutina.

Bonetes de sellado a presión

Un capó con sello de presión es otra forma de capó que se utiliza en las válvulas de compuerta. Este diseño se utiliza para válvulas que estarán sujetas a altas presiones, a menudo superiores a 2250 psi (15 MPa). El casquete del sello de presión se distingue por el hecho de que termina en una copa orientada hacia abajo que encaja dentro del cuerpo de la válvula. Los lados de la copa se empujan hacia afuera cuando aumenta la presión interna en la válvula, lo que mejora el sello cuerpo-bonete.

Tipos de válvulas de compuerta

La puerta viene en varios diseños y tecnologías para producir un sellado eficaz para diferentes aplicaciones.

Válvula de guillotina

Una válvula de guillotina se utiliza para fluidos espesos y sólidos secos a granel. La puerta es sólo una pieza de metal, que normalmente tiene la punta de un cuchillo. Estas válvulas son autolimpiantes ya que pasan por los anillos del asiento cada vez que se abren y cierran.

Válvula de compuerta de cuña

Una válvula de compuerta de cuña tiene una compuerta en forma de cuña que se asienta sobre dos asientos inclinados, como se ve en la Figura 4, etiquetada como A. Además de la fuerza primaria creada por la presión del fluido, una alta fuerza de acuñamiento en los asientos creada por los vástagos apretar ayuda con el sellado. La compuerta en forma de cuña no se pega al asiento en caso de alta presión diferencial del fluido y tiene una mayor vida útil debido al menor "frotamiento" en los asientos. Sin embargo, las válvulas de compuerta en forma de cuña tienen una carga de compresión adicional en los asientos que puede resultar en unión térmica y apertura restringida de la válvula debido a la expansión.

Válvula de compuerta deslizante paralela

Una válvula de compuerta deslizante paralela tiene una compuerta plana y asientos paralelos a ella. Las válvulas de compuerta corrediza paralela utilizan presión de línea y posicionamiento para crear un sello hermético. Las puertas planas se componen de dos piezas y tienen un resorte en el medio. El resorte empuja las piezas hacia los asientos para mejorar el sellado. Debido a su diseño inherente, las válvulas de compuerta paralela tienen una ventaja de seguridad en aplicaciones de temperatura más alta. Además, dado que no hay acción de acuñamiento en las puertas paralelas, los pares de cierre son comparativamente más pequeños, lo que da como resultado actuadores más pequeños y menos costosos o menos esfuerzo manual. Las puertas paralelas, gracias a su deslizamiento, mantienen alejada la suciedad de las superficies de los asientos.

Válvula de compuerta de losa

Las compuertas de losa, también llamadas válvulas de compuerta pasante, son compuertas de una sola unidad que incluyen un orificio del tamaño de un orificio. En estado abierto, el orificio está alineado con los anillos de dos asientos. Esta alineación crea un flujo suave con mínima turbulencia. Este diseño único permite una pérdida mínima de presión en el sistema y es perfecto para el transporte de petróleo crudo y líquidos de gas natural (NGL). Los asientos de las válvulas permanecen limpios. Sin embargo, la cavidad del disco puede capturar material extraño. Por lo tanto, la cavidad normalmente tiene un tapón incorporado con fines de mantenimiento para drenar el material extraño acumulado.

¿Dónde se utilizan las válvulas de compuerta?

Las válvulas de compuerta se utilizan a menudo cuando se necesita una pérdida de presión mínima y un orificio libre. Cuando está completamente abierta, una válvula de compuerta típica no tiene obstrucciones en el recorrido del flujo, lo que genera una pérdida de presión muy baja, y este diseño permite utilizar un limpiador de tuberías. Una válvula de compuerta es una válvula multivuelta, lo que significa que el funcionamiento de la válvula se realiza mediante un vástago roscado. Como la válvula tiene que girar varias veces para pasar de la posición abierta a la posición cerrada, el funcionamiento lento también evita los efectos del golpe de ariete.

Las válvulas de compuerta se pueden utilizar para una gran cantidad de fluidos. Las válvulas de compuerta ZECO son adecuadas en las siguientes condiciones de trabajo:

• Oleoductos y gasoductos
• Equipos de oleoductos y almacenamiento de petróleo refinado.
• Instalaciones de boca de pozo de minería de petróleo y gas
• Tuberías interurbanas de transporte de gas.
• Proyecto de tratamiento de agua potable y aguas residuales.

¿Cómo se abre la válvula de compuerta?

La forma correcta de abrir una válvula de compuerta es girar suavemente la manija en el sentido contrario a las agujas del reloj (hacia la izquierda) sin aplicar fuerza excesiva; no "sacudir" la manija. Una válvula de control principal típica de 1 ″ para una línea de agua tardará aproximadamente seis vueltas completas en abrirse por completo. Deje de girar tan pronto como encuentre resistencia.

Ventajas de la válvula de compuerta

Tiene baja resistencia al flujo. El área humedecida del cuerpo de la válvula es recta, el medio fluye en línea recta, por lo tanto la resistencia al flujo es pequeña.

• Sin esfuerzo al abrir y cerrar la válvula de compuerta. Ya sea abierta o cerrada, la dirección del movimiento de la compuerta es perpendicular a la dirección del flujo del medio.
• El medio puede fluir en cualquier dirección por ambos lados, fácil de instalar. El orificio de la válvula de compuerta es simétrico en ambos lados.
• La dimensión de extremo a extremo (la distancia entre las dos caras extremas de conexión de la carcasa) es corta
• La forma de la válvula de compuerta es simple, la dimensión de extremo a extremo es corta, el proceso de fabricación es bueno y el rango de aplicación es amplio.

Desventajas de la válvula de compuerta

• Se forman fácilmente erosión y rayones entre las superficies de sellado y el mantenimiento es difícil.
• Las dimensiones externas son grandes, se requiere cierto espacio para abrir y el tiempo de apertura y cierre es largo.
• La empaquetadura del vástago queda expuesta fácilmente.

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