¿Qué es un Válvula de bola tipo flotante?

En una válvula de bola flotante, la bola está suspendida en el fluido que fluye y se mantiene en posición mediante la compresión de dos asientos elastoméricos contra ella.

El eje está conectado en la parte superior de la bola y permite el cambio de una posición abierta a una cerrada con un movimiento de un cuarto de vuelta (90 grados).

Cuando se mueve el eje, se aplica una carga a la bola que se presiona contra sus asientos.

Este diseño, ligero y económico, se adapta a diámetros interiores de hasta 10 pulgadas: por encima de este tamaño, los asientos de la válvula no soportarían bolas cada vez más pesadas y la válvula no funcionaría con seguridad y eficacia.

Las válvulas de bola flotante permiten un cierre bidireccional del flujo (como las del tipo muñón).

¿Cómo funciona una válvula de bola flotante?

Las válvulas de bola flotante funcionan mediante un eje o vástago unido a la parte superior de la bola que la gira 90 grados (un cuarto de vuelta). A medida que la bola gira, el puerto queda cubierto o descubierto por la pared del cuerpo de la válvula, liberando o deteniendo el flujo de medio. El vástago está unido a la bola lo suficientemente flojo como para que, a medida que la bola gira sobre su eje, la presión del flujo empuja la bola contra su asiento aguas abajo, creando un sello hermético. Por esta razón, es posible que las válvulas de bola flotante no sellen tan eficazmente en aplicaciones de muy baja presión después de que se haya producido una cierta cantidad de desgaste del asiento. Esto se debe a que es posible que no haya suficiente presión del medio para forzar la bola contra el asiento aguas abajo y crear un sello hermético. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones, la presión aguas abajo es suficiente para mantener un sello hermético mucho después de que los asientos hayan comenzado a desgastarse.

Componentes de la válvula de bola tipo flotante

Los componentes principales de una válvula de bola flotante incluyen:
Cuerpo de la válvula – Un recipiente a presión que contiene los componentes necesarios para controlar o cerrar el flujo a través de una tubería. Está diseñado para conectar dos o más secciones de tubería o tubería entre sí.
Bola – Una esfera con una trayectoria de flujo (agujero o túnel) que pasa por el centro y un punto de conexión para que un eje la gire.
Asientos – Discos redondos en forma de donut que forman un sello entre el cuerpo y la bola.
Vástago – Un eje que conecta la bola interna con el exterior de la válvula para facilitar la rotación de la bola.
Embalaje – Sellos flexibles que se ajustan alrededor del eje y evitan que el medio que viaja a través de la válvula se escape al exterior.
Capó – La parte del cuerpo de la válvula que alberga el vástago y la empaquetadura.
Operador o Actuador – Un dispositivo externo diseñado para girar el vástago de la válvula. Puede ser una palanca, un engranaje, un engranaje accionado por motor (actuador eléctrico) o un actuador neumático/hidráulico.

Tipos de válvula de bola  

Basado en el diseño de la pelota

El diseño más común es el “diseño de bola flotante”. La bola está suspendida en el medio y fijada mediante dos anillos de obturación. Algunas válvulas de alta calidad tienen un “diseño de bola de muñón”. La bola está apoyada en la parte superior e inferior para reducir la carga sobre los asientos de las válvulas.

• Flotante Válvula de bola – La mayoría de válvulas de bola tienen una bola flotante. La bola está sostenida por los asientos de válvula.
• muñón Válvula de bola – Las válvulas con grandes diámetros y altas presiones de funcionamiento (por ejemplo, DN >100 mm y 30 bar) suelen tener un diseño de muñón. La bola se apoya en la parte inferior y superior para reducir la carga sobre los anillos del asiento. El par de funcionamiento es generalmente menor para las válvulas de muñón.

El orificio que atraviesa la bola puede tener diferentes perfiles como por ejemplo de paso total, de paso reducido o en forma de V.

• Válvula de bola de paso reducido – La mayoría de las válvulas de bola tienen un diámetro reducido. Como resultado, la válvula de bola introduce pérdidas por fricción en el sistema. Estas pérdidas son todavía relativamente pequeñas en comparación con otros tipos de válvulas. Las válvulas de bola de una pieza casi siempre tienen un diámetro reducido.
• A pleno Válvula de bola – Las válvulas de paso total tienen el mismo diámetro de paso que la tubería. La ventaja es que no hay pérdidas adicionales por fricción y que el sistema es mecánicamente más fácil de limpiar (pigging). La desventaja es que la bola y la carcasa son más grandes que una válvula de bola estándar con diámetro reducido. Por lo tanto, el coste es ligeramente mayor y para muchas aplicaciones esto no es necesario.
• en forma de V Válvula de bola – El orificio de la bola o del asiento de la válvula tiene un perfil en forma de “V”. Como resultado, el caudal deseado se puede controlar con mayor precisión girando la bola. Optimizando el perfil, se puede alcanzar una característica de flujo lineal.

Diferencias entre válvula de bola flotante y Válvula de bola Trunnion

¿Cuáles son las diferencias entre la válvula de bola flotante y la válvula de bola de muñón? Hay 5 puntos principales.

1. Apariencia de válvula de bola flotante versus muñón

En válvula de bola flotante y el válvula de bola de muñón son fáciles de distinguir en apariencia. Si el cuerpo de la válvula tiene un eje fijo en la parte inferior, debe ser la válvula de bola de muñón.

Si el cuerpo de la válvula de bola tiene un dispositivo para inyectar grasa, es básicamente una válvula de bola de muñón. Sin embargo, si no hay un dispositivo de inyección, ¿podemos decir que debe ser una válvula de bola flotante? Esto es incorrecto, porque las válvulas de bola de muñón de tamaño pequeño, como las de 2 “150 LB, generalmente tampoco se llenan con el dispositivo de inyección.

2. Superficie de sellado de muñón frente a válvula de bola flotante

Como la bola de la válvula de bola flotante está flotando, bajo la presión del medio, la bola flotante se moverá contra el asiento aguas abajo, por lo que el sello de la válvula de bola flotante pertenece al sello de un solo lado. La bola de la válvula de bola de muñón no se puede mover, por lo que los dos lados de la válvula de bola de muñón deben estar sellados.

Dado que el principio de sellado es diferente, los requisitos de las dos válvulas de bola sobre el material de la superficie de sellado son diferentes, especialmente la superficie de sellado de la válvula de bola flotante debe poder soportar la presión causada por la bola flotante.

3. Principio de funcionamiento de válvula de bola flotante versus de muñón

La válvula de bola flotante solo tiene un vástago superior y la bola puede tener un ligero desplazamiento, por eso se llama válvula de bola flotante. La bola de la válvula de bola de muñón tiene otro vástago en la parte inferior para fijar la posición de la bola, por lo que la bola no puede mover.

El sellado de la válvula de bola flotante se realiza mediante la presión del medio, cuando la válvula de bola está cerrada, la bola flotante se presiona contra la superficie de sellado bajo la acción de la presión para realizar el sellado. Cuando la válvula de bola de muñón está cerrada, el La bola no produce desplazamiento, pero los asientos flotantes se moverán y presionarán contra la bola bajo la acción de la presión del medio para realizar el sellado.

4. Solicitud de válvula de bola de muñón frente a válvula flotante

La válvula de bola flotante es adecuada para presiones medias y bajas y generalmente tiene un diámetro pequeño. La válvula de bola de muñón se puede usar en condiciones de alta presión y el tamaño puede ser de hasta 60 pulgadas.

La válvula de bola de muñón es un tipo de válvula de doble bloqueo y purga (DBB), mientras que la válvula de bola flotante solo sella el lado aguas abajo. La válvula de bola de muñón puede bloquear los medios tanto aguas arriba como aguas abajo. Y cuando la presión en la cavidad intermedia es mayor que la fuerza del resorte del asiento, el asiento se abrirá para liberar la presión dentro de la cámara y garantizar la seguridad.

5. Características del muñón de válvula de bola versus flotante

Para las válvulas de bola flotante, las válvulas de bola de muñón generalmente se usan por más tiempo, tienen un tamaño más pequeño y son más fáciles de operar.
 
La válvula de bola de muñón también tiene la función de liberación automática de presión, cuando la temperatura del medio en la válvula aumenta y causa un aumento anormal de la presión, la válvula de bola de muñón puede liberar automáticamente la presión sin una válvula de alivio. Esto es muy importante para garantizar la seguridad de producción industrial.

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Estructura del muñón vs. Válvula de bola flotante

Una válvula de bola de muñón consiste en una bola montada sobre un muñón en la parte inferior y unida a un vástago en la parte superior. Estas piezas suelen estar soldadas entre sí, por lo que este tipo de válvula a veces se denomina válvula de bola de muñón o válvula de bola de muñón completamente soldada. Dado que la bola está montada y experimenta menos fricción y fuerza de presión del medio, esta válvula requiere menos torque para funcionar.

Una válvula de bola flotante, por otro lado, consta de una bola unida a un vástago en la parte superior pero que flota libremente en la parte inferior. Se mantiene en su lugar mediante presión de fluido y anillos de asiento en lugar de estar montado sobre un muñón. Como tal, requiere un par elevado para funcionar. Sin embargo, es una válvula de cierre bidireccional fiable.

Diseño de muñón frente a válvula de bola flotante

El nombre bola "flotante" se refiere al hecho de que la bola está suspendida en el medio que fluye y se mantiene en su posición mediante la compresión de los dos asientos elastoméricos contra él. El eje está conectado a una ranura en la parte superior de la bola que permite que la bola avance un cuarto de vuelta (90 grados). El eje permite una cierta cantidad de movimiento lateral de la bola que se genera a partir de la presión aguas arriba que actúa contra la bola. De hecho, este pequeño movimiento lateral produce una carga sobre la bola que la presiona contra el asiento situado aguas abajo. Por lo tanto, este tipo de diseño de válvula de bola es capaz de realizar un cierre bidireccional.

En efecto, el diseño de bola de muñón aborda este problema donde, de hecho, el eje, la bola y el muñón actúan como un conjunto único que sostiene la bola en lugar de los asientos, y los asientos se vuelven "flotantes" en una especie de inversión de la "bola flotante". " diseño. De manera similar, el diseño de bola montada sobre muñón también es capaz de realizar un sellado bidireccional.

Válvula de bola flotante versus muñón

Válvula de bola flotante

• La válvula los asientos son fijos en el cuerpo de la válvula
• En la posición cerrada, la bola puede moverse un poco en la dirección del flujo.
• La pelota se presiona contra el río abajo asiento
• La presión del sistema actúa sobre el entero área circular de la pelota

Gran Área – Gran Fuerza

Válvula de bola Trunnion

• En la pelota esta fija en posición mediante muñones (cojinete) y sólo puede girar
• Los asientos pueden moverse un poco en la dirección del flujo.
• En río arriba El asiento está presionado contra la pelota.
• La presión del sistema actúa sobre el anillo circular del asiento aguas arriba.

Área pequeña – Fuerza pequeña

Las válvulas de bola flotante utilizan los asientos y el cuerpo para mantener la bola en su lugar dentro de la trayectoria del flujo de fluido, y la fuerza del flujo direccional empuja la bola contra los asientos aguas abajo para producir un sello de cierre hermético. Muchas válvulas de bola flotante son capaces de cerrar el flujo en cualquier dirección. La bola gira mediante un eje conectado en la parte superior que se extiende a través del recinto de presión de la válvula para conectarse a una manija o actuador automatizado. La naturaleza flotante de la bola limita la aplicabilidad de este diseño a tamaños de válvulas más pequeños y presiones más bajas. En algún momento, la presión del fluido ejercida sobre la superficie de la pelota puede exceder la capacidad de los asientos para mantener la pelota efectivamente en su lugar.

Válvulas de bola con montaje en muñón Emplea el eje del vástago y, lo adivinaste, un muñón para colocar rígidamente la bola dentro del cuerpo. El eje y el muñón, conectados a la parte superior e inferior de la bola, establecen un eje vertical de rotación para la bola y evitan que se desplace en respuesta a la presión del flujo. El muñón es un pasador que sobresale de la parte inferior de la bola. Se asienta dentro de una forma de soporte, generalmente cilíndrica, en la base del cuerpo.

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