Ventajas e inconvenientes de los 5 principales tipos de válvulas

Hay muchos tipos de válvulas, cada una con sus propias ventajas e inconvenientes. A continuación, enumeraremos las ventajas y desventajas de las cinco válvulas principales, incluidas la válvula de compuerta, la válvula de mariposa, la válvula de bola, la válvula de globo y la válvula de tapón. Esperamos que le resulte útil.

Válvula de compuerta

Una válvula de compuerta es un tipo de válvula en la que el miembro de cierre (compuerta) se mueve perpendicularmente al eje del paso. Se utiliza principalmente en tuberías para cortar el paso del medio, es decir, se utiliza en estado totalmente abierto o totalmente cerrado. En general, las válvulas de compuerta no pueden utilizarse para regular el caudal.

Pueden utilizarse para aplicaciones de baja temperatura y de alta temperatura y alta presión, y pueden estar hechas de distintos materiales. Sin embargo, las válvulas de compuerta no suelen utilizarse en tuberías que transportan lodos y otros medios.

Ventajas:

① Baja resistencia a los fluidos;

② Requiere menos par de torsión para abrir y cerrar;

③ Puede utilizarse en redes en anillo en las que el medio fluye en dos direcciones, lo que significa que el flujo del medio no está restringido;

④ Cuando está completamente abierta, la superficie de sellado está menos erosionada por el medio de trabajo que la válvula de globo;

⑤ Tiene una estructura relativamente simple y una mejor procesabilidad de fabricación;

⑥ Tiene una longitud de estructura relativamente corta.

Desventajas:

① Las dimensiones y la altura de apertura son relativamente grandes, y el espacio de instalación necesario también lo es;

② La fricción relativa de la superficie de sellado durante la apertura y el cierre puede causar un desgaste significativo, y puede causar arañazos durante el funcionamiento a alta temperatura;

③ Generalmente, las válvulas de compuerta tienen dos superficies de sellado, lo que dificulta su procesamiento, rectificado y mantenimiento;

④ Largo horario de apertura y cierre.

Válvula de mariposa

Una válvula de mariposa es un tipo de válvula que utiliza un miembro de cierre circular en forma de disco para abrir, cerrar y regular los canales de fluido mediante la rotación hacia delante y hacia atrás unos 90 grados.

Ventajas:

① Tiene una estructura simple, tamaño pequeño, peso ligero, bajo consumo de materiales, y es adecuado para su uso en válvulas de gran diámetro;

② Se abre y se cierra rápidamente y tiene poca resistencia al flujo;

③ Puede utilizarse para medios que contengan partículas sólidas en suspensión y, en función de la resistencia de la superficie de sellado, también puede utilizarse para medios pulverulentos y granulares. Se puede utilizar para la apertura y cierre bidireccional y la regulación de las tuberías de ventilación y eliminación de polvo, y es ampliamente utilizado en gasoductos y vías navegables de la metalurgia, la industria ligera, la energía eléctrica y los sistemas petroquímicos.

Desventajas:

① El rango de ajuste del caudal no es grande. Cuando la apertura alcanza 30%, el caudal será superior a 95%;

② Debido a las limitaciones de la estructura de la válvula y el material de sellado, no es adecuado para su uso en sistemas de tuberías de alta temperatura y alta presión. Por lo general, la temperatura de trabajo es inferior a 300 °C y la PN40 o inferior;

③ El rendimiento de sellado es relativamente pobre en comparación con las válvulas de bola y las válvulas de globo, por lo que es adecuado para su uso en lugares donde los requisitos de sellado no son muy altos.

Válvula de bola

Una válvula de bola evolucionó a partir de una válvula de obturador. Su elemento de cierre es una esfera, que gira 90 grados alrededor del eje del vástago de la válvula para lograr la apertura y el cierre.

Las válvulas de bola se utilizan principalmente en tuberías para cortar, distribuir y cambiar la dirección del flujo del medio. Las válvulas de bola con aberturas en forma de V también tienen buenas funciones de ajuste del caudal.

Ventajas:

① Tiene la menor resistencia al flujo (en realidad 0);

② En funcionamiento, no se atasca (sin lubricante), por lo que puede utilizarse de forma fiable en medios corrosivos y líquidos de bajo punto de ebullición;

③ Puede lograr un sellado completo dentro de una amplia gama de presión y temperatura;

④ Puede lograr una rápida apertura y cierre, y el tiempo de apertura y cierre de ciertas estructuras es de sólo 0,05-0,1s para asegurar que se puede utilizar en sistemas de automatización de bancos de pruebas. No hay impacto al operar válvulas de apertura y cierre rápidos;

⑤ El elemento de cierre en forma de bola puede colocarse automáticamente en la posición límite;

⑥ El medio de trabajo está sellado de forma fiable por ambos lados;

⑦ Cuando está completamente abierta y completamente cerrada, la superficie de sellado de la bola y el asiento de la válvula están aislados del medio, por lo que el medio de alta velocidad que pasa a través de la válvula no causará erosión de la superficie de sellado;

⑧ Tiene una estructura compacta y ligera, y puede considerarse la estructura de válvula más razonable para sistemas de medios a baja temperatura;

⑨ El cuerpo de la válvula es simétrico, especialmente la estructura soldada del cuerpo de la válvula, que puede soportar la tensión del pozo de la tubería;

⑩ El elemento de cierre puede soportar una gran diferencia de presión al cerrarse.

⑪ Las válvulas de bola totalmente soldadas pueden enterrarse directamente bajo tierra, lo que hace que los componentes internos de la válvula no se vean afectados por la corrosión por inmersión. La mayor vida útil puede alcanzar los 30 años, lo que la convierte en la válvula más idónea para tuberías de petróleo y gas natural.

Desventajas:

① Debido a que el material principal del anillo de sellado de la válvula de bola es politetrafluoroetileno, es inerte a casi todos los productos químicos, y tiene características integrales tales como bajo coeficiente de fricción, rendimiento estable, no es fácil de envejecer, amplio rango de temperatura, y excelente rendimiento de sellado.

Sin embargo, las propiedades físicas del politetrafluoroetileno, entre las que se incluyen un mayor coeficiente de dilatación, sensibilidad a caudales bajos y escasa conductividad térmica, requieren que el diseño del sellado del asiento se base en estas características.

Por lo tanto, cuando el material de sellado se endurece, la fiabilidad del sellado se ve comprometida.

Además, el nivel de resistencia a la temperatura del politetrafluoroetileno es relativamente bajo, y sólo puede utilizarse por debajo de 180ºC. Si supera esta temperatura, el material de sellado envejecerá. Teniendo en cuenta el uso a largo plazo, por lo general sólo se utiliza a temperaturas inferiores a 120°C.

② Su rendimiento de regulación es relativamente peor que el de la válvula de globo, especialmente para válvulas neumáticas (o válvulas eléctricas).

Válvula de cierre

Válvula de cierre: se refiere a una válvula que se cierra desplazando el elemento de cierre (disco de la válvula) a lo largo de la línea central del asiento de la válvula.

Según la forma de movimiento del disco de la válvula, el cambio de la abertura del asiento de la válvula es proporcional a la carrera del disco de la válvula.

Debido a que la carrera de apertura o cierre de este tipo de vástago de válvula es relativamente corta, y tiene una función de corte muy fiable, y debido a que el cambio en la apertura del asiento de la válvula es proporcional a la carrera del disco de la válvula, es muy adecuado para la regulación del caudal.

Por lo tanto, este tipo de válvula es muy adecuada para su uso como válvula de corte, regulación y estrangulación.

Ventajas:

① Durante el proceso de apertura y cierre, la fuerza de fricción entre el disco de la válvula y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula es menor que la de la válvula de compuerta, por lo que es resistente al desgaste.

② La altura de apertura es generalmente sólo 1/4 del canal del asiento de la válvula, por lo que es mucho menor que la de la válvula de compuerta.

③ Normalmente sólo hay una superficie de sellado en el cuerpo y el disco de la válvula, por lo que su proceso de fabricación es mejor y más fácil de mantener.

④ Como la empaquetadura suele ser una mezcla de amianto y grafito, su nivel de resistencia a la temperatura es mayor. Las válvulas de globo se utilizan generalmente en válvulas de vapor.

Desventajas:

① Debido al cambio en la dirección del flujo del medio a través de la válvula, la resistencia mínima al flujo de la válvula de globo es mayor que la de la mayoría de los otros tipos de válvulas.

② Debido a la carrera larga, la velocidad de apertura es más lenta que la de la válvula de bola.

Válvula de tapón

La válvula de obturador es un tipo de válvula en la que el elemento de cierre tiene forma de cilindro que gira. Es una válvula que se abre y se cierra girando 90° para conectar o desconectar los canales del obturador con los del cuerpo de la válvula.

El obturador puede tener forma cilíndrica o cónica. Su principio es similar al de la válvula de bola, desarrollada sobre la base de la válvula de tapón, y se utiliza principalmente en el desarrollo de yacimientos petrolíferos y el refinado de petróleo.

Ventajas:

1. Funcionamiento rápido y sencillo para un uso frecuente.
2. Baja resistencia a los fluidos.
3. Construcción sencilla con un tamaño relativamente pequeño y un peso ligero, fácil de mantener.
4. Buen rendimiento de sellado.
5. La dirección del flujo del medio puede cambiarse independientemente de la dirección de instalación de la válvula.
6. Sin vibraciones y con poco ruido.

Desventajas:

1. El gran tamaño de la tapa de la válvula se traduce en un elevado par motor y una menor flexibilidad.
2. Su peso y tamaño limitan su uso.
3. En la práctica, para las válvulas de gran tamaño, debe utilizarse la estructura de obturador invertido, que puede afectar fácilmente al efecto de estanquidad.