¿Qué son las válvulas de bola?
Las válvulas de bola son dispositivos de control de flujo operados mediante movimiento rotativo; se utilizan ampliamente debido a su diseño sencillo, bajo costo de producción y mínimos requerimientos de mantenimiento. Este tipo de válvula es ideal para ciclos de apertura/cierre y puede emplearse en sistemas de flujo que van desde bajo hasta muy alto.
Las válvulas de bola se consideran de acción rápida ya que solo requieren un cuarto de vuelta (90 grados) del elemento esférico para abrir o cerrar completamente la válvula.
Las válvulas de bola son uno de los tipos de válvulas más comunes, junto con las válvulas de mariposa, compuerta, globo y tapón .
Construcción de una Válvula de Bola: Cuerpo, Bola, Vástago, etc...
Una válvula de bola está compuesta por una bola, cuerpo, empaque, vástago, bonete, actuador y asiento.
Es posible instalar un reductor planetario entre el actuador y el vástago; este mecanismo facilita el cambio de posición de válvulas de bola grandes sin aplicar un par significativo.
El asiento se fabrica con materiales de propiedades similares al caucho. Los materiales elastoméricos típicos utilizados para la construcción del asiento incluyen Teflón, Nylon y Neopreno, aunque hay otros. El uso de materiales no metálicos para el asiento impide que las válvulas de bola se utilicen en sistemas de alta temperatura.
El espacio entre el bonete y el vástago se sella con empaque o anillos O.
El vástago generalmente se conecta a la bola usando una llave de forma cuadrada simple. La forma cuadrada permite aplicar un alto nivel de par mientras se minimiza la probabilidad de redondear los bordes.
Bridas se instalan en el lado de succión y descarga de la válvula de bola para que las tuberías puedan conectarse fácilmente.
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Cómo Funcionan las Válvulas de Bola
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Una bola con un orificio en el medio se instala dentro del cuerpo. Si el orificio está alineado con el flujo, se dice que la válvula está en posición abierta y hay poca resistencia al flujo. Si el orificio se gira 90 grados y es perpendicular a la dirección del flujo, se dice que la válvula está en posición cerrada y no hay flujo. Cabe señalar que a menudo es posible girar una válvula de bola 360 grados aunque las orientaciones de apertura y cierre permanecen iguales.
El mango de la válvula a menudo se usa para indicar la posición de la válvula. Si el mango de la válvula está alineado (paralelo) con la tubería, la válvula está en posición abierta. Si el mango de la válvula no está alineado (perpendicular) con la tubería, la válvula está en posición cerrada. ¡Nota, hay excepciones a esta regla (ver abajo)!
Las válvulas de transferencia de combustible/bunker a menudo utilizan válvulas de bola con el mango indicando lo contrario de lo que normalmente se espera, por ejemplo, un mango alineado significa que la válvula está cerrada. La razón de esta rareza no es obvia, pero se relaciona con el movimiento accidental del mango de la válvula. Si la válvula está completamente abierta (perpendicular a la tubería) y alguien mueve accidentalmente el mango de la válvula, la válvula se movería hacia la posición cerrada (paralela a la tubería). Sin embargo, si alguien mueve accidentalmente el mango de la válvula en una válvula de bola normal que está cerrada (perpendicular a la tubería), abriría accidentalmente la válvula ligeramente y esto podría llevar a un derrame de combustible. Este escenario podría parecer poco probable, pero las mangueras de bunker a menudo se mueven manualmente y a veces se caen, una válvula con el mango perpendicular a la manguera no es ideal y sería más difícil de manejar.
Ventajas de las Válvulas de Bola
Este tipo de válvula se considera de acción rápida ya que puede moverse de la posición completamente abierta a completamente cerrada girando el vástago de la válvula solo un cuarto de vuelta (90 grados).
Las válvulas de bola permiten el flujo en cualquiera de las direcciones y tienen una caída de presión muy baja.
Las válvulas de bola sellan muy bien y no son propensas a fugas.
Las válvulas de bola son adecuadas para la operación manual local directa, aunque pueden ser accionadas remotamente usando un motor y un arreglo de reductor planetario.
Las válvulas de bola suelen ser las más económicas de todos los tipos de válvulas comunes y los costos de mantenimiento también son bajos.
Las válvulas de bola sellan bien sin necesidad de aplicar un par significativo desde el actuador.
Desventajas
Las válvulas de bola no son adecuadas donde se requiere control de flujo (estrangulamiento) ya que la tasa de flujo no se puede controlar con precisión. El estrangulamiento (cualquier posición de la válvula entre completamente abierta y completamente cerrada) también crea un flujo turbulento significativo a través de la bola, lo que lleva a pérdidas por fricción y posibles daños a la bola misma. Por estas razones, las válvulas de bola no deben ser la primera opción de diseño de válvula cuando se requiere control de flujo.
Las válvulas de bola no deben usarse en sistemas de alta temperatura porque los materiales de asiento de la válvula podrían dañarse y la válvula ya no sellaría correctamente (hay excepciones a esta regla si se requieren válvulas de bola especiales de alta temperatura).
Las válvulas de bola no deben usarse en ningún medio de flujo con un alto contenido de partículas abrasivas. Las partículas abrasivas podrían dañar fácilmente el asiento de la válvula e impedir que la válvula selle correctamente.
Detalles del Modelo 3D
Este modelo 3D muestra todos los componentes principales asociados con una válvula de bola típica, estos incluyen:
- Mango de la Válvula
- Vástago/Eje de la Válvula
- Bola
- Asiento
- Carcasa/Cuerpo
- Junta
- Tuercas y Pernos
Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_valve