Che cos'è una valvola a globo?
La valvola a globo è un componente indispensabile in molte industrie, un conduttore meccanico che dirige abilmente il flusso dei fluidi. A differenza delle valvole a saracinesca, che funzionano secondo il principio "tutto o niente", la valvola a globo prospera nel regno della modulazione. Il suo funzionamento interno consiste in un disco, paragonato a un otturatore o a una sfera, che oscilla in direzione perpendicolare a una sede fissa all'interno del corpo della valvola. Questo tipo di valvola consente la chiusura graduale del percorso del flusso e fornisce all'operatore i mezzi per controllare la portata del liquido o del gas che passa attraverso il sistema. Dal vapore vorticoso delle centrali elettriche al flusso costante di petrolio nelle raffinerie e al flusso regolato dell'acqua negli impianti di trattamento, la valvola a globo è il simbolo del controllo ingegneristico della linfa vitale dell'industria. Questo tipo di valvola è molto flessibile nelle sue applicazioni.
Fattori critici da considerare prima di scegliere una valvola a globo
Requisiti di pressione e temperatura
È fondamentale comprendere l'ambiente operativo della valvola a globo prima ancora di pensare ai numerosi design e materiali. La pressione e la temperatura del sistema sono fondamentali e definiscono l'ambiente operativo in cui la valvola deve funzionare in modo efficace e sicuro. Così come un alpinista richiede un equipaggiamento adatto all'altitudine e alle condizioni climatiche della scalata, anche una valvola a globo deve essere progettata per gestire le forze e i carichi termici che incontrerà durante il suo servizio. La mancata considerazione di questi parametri di base può provocare un disastro, con conseguenti danni alle attrezzature e alle persone. Il materiale scelto per la valvola e la sua classe di pressione devono essere superiori all'alta pressione massima prevista e l'intervallo di temperatura dei componenti della valvola, comprese le guarnizioni e i premistoppa, deve essere compatibile con l'intero intervallo di temperature di esercizio. Pertanto, è importante conoscere la pressione prevista del fluido.
Compatibilità con i media
Un altro criterio importante che dipende dal flusso di fluido che attraverserà la valvola a globo è la compatibilità dei materiali. Supponiamo di versare dell'acido in un contenitore di gesso; il risultato è un segno evidente che le parti interne della valvola devono essere in grado di resistere alla natura corrosiva o erosiva del fluido. Se si sceglie il materiale sbagliato, si verifica la corrosione, la perdita e infine il guasto della valvola. Ad esempio, se l'applicazione prevede l'uso di sostanze chimiche aggressive, il materiale di costruzione può essere l'acciaio inossidabile o l'Hastelloy, mentre per i sistemi idrici possono essere sufficienti l'acciaio al carbonio o l'ottone. Anche per i sistemi a olio combustibile sono importanti alcune considerazioni sui materiali. È quindi importante comprendere le caratteristiche chimiche e fisiche dei fluidi per scegliere la valvola a globo più appropriata che non si corroda facilmente.
Requisiti per il controllo del flusso
Il vantaggio principale di una valvola a globo è che offre un eccellente controllo del flusso del fluido. Sebbene la valvola a globo non sia adatta al servizio on/off, è ideale per la strozzatura, in quanto può controllare efficacemente la velocità e il volume del fluido. Tuttavia, le esigenze generali di controllo del flusso di un'applicazione determinano il tipo di valvola da utilizzare. È necessario considerare fattori quali il grado di controllo desiderato, il potenziale di cavitazione (la formazione di bolle di vapore in un liquido a causa della caduta di pressione) e il flashing (la rapida vaporizzazione di un liquido mentre passa attraverso la valvola). Esistono vari tipi di valvole a globo, soprattutto in relazione al trim della valvola, che è la parte della valvola che regola il flusso del fluido. La buona capacità di strozzamento di una valvola a globo la rende adatta a un controllo preciso del flusso, anche quando c'è la possibilità di rumori dovuti alla turbolenza. È quindi importante comprendere questi requisiti per scegliere una valvola che non si usuri o si danneggi facilmente.
Dimensione della valvola e tipo di connessione
La scelta delle dimensioni di una valvola a globo è un fattore cruciale che dipende dalle dimensioni della tubazione e dalla portata. Se la valvola è troppo piccola, la caduta di pressione e la portata saranno elevate, mentre se la valvola è troppo grande, sarà instabile e costosa. Questa decisione viene solitamente presa utilizzando nei calcoli il coefficiente di portata desiderato e la caduta di pressione consentita attraverso la valvola per ottenere il miglior dimensionamento della valvola. Oltre alle dimensioni, anche il tipo di connessione è fondamentale per facilitare il collegamento al sistema di tubazioni dell'edificio. I principali tipi di connessioni delle valvole a globo sono le connessioni flangiate, le connessioni a vite e le connessioni saldate. Il tipo di connessione dipende dal materiale del tubo, dalle condizioni di funzionamento del tubo e dalla manutenzione che verrà effettuata sul tubo. Il coefficiente di flusso è un fattore critico in questa decisione.
Tipi di valvole a globo
Basato sulla progettazione della struttura
Valvole di regolazione a globo con schema diritto
La valvola a globo a schema rettilineo è progettata con un semplice design in linea in cui il fluido entra ed esce in modo orizzontale. Questo perché la regolazione del flusso è ottenuta grazie al movimento del disco della valvola, collegato allo stelo in modo verticale rispetto alla sede della valvola, a formare una forma a "S". Sebbene questo design sia abbastanza generale ed efficace, i due giri che il fluido deve compiere comportano una perdita di pressione maggiore rispetto ad altri design. La direzione del flusso è solitamente diretta, quindi queste valvole sono utilizzate in applicazioni di servizio generale in cui il controllo accurato del flusso non è la preoccupazione principale, ma è importante una regolazione affidabile, ad esempio nei sistemi di alimentazione dell'acqua, nei sistemi a vapore e in altri processi industriali.
Valvole di regolazione a globo con schema angolare
La valvola a globo angolare ha una porta di ingresso e una di uscita perpendicolari tra loro e funge quindi sia da valvola che da gomito per tubi. È simile al modello diritto, ma il disco è orientato perpendicolarmente al flusso. Uno dei principali vantaggi di questo design è che elimina la necessità di molti raccordi per i tubi, il che rende l'installazione più semplice e può essere più economico. Le valvole a globo con schema angolare sono più adatte per l'uso in sistemi in cui la direzione del flusso deve essere modificata di 90 gradi, come nel caso delle linee di alimentazione di un tamburo o nelle linee di scarico di una pompa, dove la valvola può essere facilmente azionata e sottoposta a manutenzione.
Valvole di regolazione a globo con profilo a Y
La valvola a globo con schema a Y è caratterizzata dal fatto che lo stelo e il coperchio sono posizionati a circa 45 gradi rispetto alla direzione principale del flusso. Questo design offre un percorso di flusso più efficiente rispetto allo schema rettilineo e quindi una caduta di pressione molto più bassa. Il funzionamento rimane costante: il disco viaggia lungo lo stelo inclinato per regolare il flusso contro la sede della valvola. La turbolenza e la perdita di energia ridotte rendono le valvole a globo con schema a Y particolarmente vantaggiose nei servizi ad alta pressione e ad alta temperatura. Vengono utilizzate anche in applicazioni in cui è auspicabile una bassa caduta di pressione nel sistema, come ad esempio in alcuni sistemi di vapore e condensa.
In base alla progettazione dell'attuatore
Valvole di regolazione a globo manuali
Le valvole di controllo manuali a globo sono le più semplici nel funzionamento e si affidano a un operatore che gira un volantino o una leva, che a sua volta alza o abbassa lo stelo e il disco della valvola. Queste valvole hanno un design semplice, sono economiche e offrono una regolazione affidabile del flusso per le applicazioni in cui non sono necessari il controllo remoto o le regolazioni automatizzate. I loro vantaggi risiedono nella facilità d'uso e di manutenzione, che le rende adatte ad applicazioni in cui le regolazioni sono poco frequenti o in cui è sufficiente un meccanismo di controllo locale e diretto, come ad esempio nei compiti di isolamento o per effettuare regolazioni occasionali del flusso in processi meno critici. La velocità di funzionamento richiesta è dettata dall'input manuale.
Valvole pneumatiche a globo
Le valvole pneumatiche a globo utilizzano l'aria compressa per azionare la valvola. La pressione dell'aria aziona un pistone o una membrana collegata allo stelo della valvola, consentendo un posizionamento rapido e preciso del disco. Un vantaggio fondamentale degli attuatori pneumatici è la loro velocità di risposta, che rende queste valvole ideali per i sistemi di controllo automatizzati in cui sono necessarie regolazioni rapide in base alle variabili di processo. Si trovano comunemente in applicazioni che richiedono frequenti strozzature o cicli di accensione e spegnimento, spesso integrate con controllori PID in impianti di lavorazione chimica, raffinerie e altri ambienti industriali automatizzati. Si tratta di un metodo di azionamento appropriato per molti processi dinamici.
Valvole di controllo a globo elettriche
Le valvole di controllo a globo elettriche utilizzano un motore elettrico per fornire la forza necessaria a muovere lo stelo e il disco della valvola. Questi attuatori offrono un posizionamento preciso e ripetibile, rendendoli adatti ad applicazioni che richiedono un controllo accurato del flusso. Gli attuatori elettrici possono essere dotati di varie funzioni di controllo, tra cui segnali di feedback e protocolli di comunicazione, che consentono un'integrazione sofisticata con i sistemi di controllo distribuito (DCS) e i sistemi di supervisione e acquisizione dati (SCADA). Sono spesso utilizzati nei sistemi idrici, negli impianti di generazione di energia e in altri settori in cui la regolazione precisa e spesso automatizzata del flusso è fondamentale per periodi prolungati, garantendo prestazioni affidabili e ottimali.
In base al metodo di connessione
Valvola a globo con attacco a flangia
Tra le valvole a globo, il tipo flangiato è ampiamente utilizzato soprattutto quando si lavora con tubazioni di grande diametro e applicazioni ad alta pressione. Il tipo a flangia significa che le estremità della valvola sono dotate di sporgenze chiamate flange con fori. Queste flange vengono poi montate e serrate alle flange corrispondenti sulle estremità dei tubi mediante l'uso di bulloni e dadi. Questo metodo di connessione fornisce un giunto forte e affidabile, in grado di gestire facilmente le forze esercitate dalla pressione del fluido. A volte, per migliorare la capacità di tenuta ed evitare perdite, prima di serrare i bulloni viene inserita tra le due flange una guarnizione che può contenere un anello metallico. L'inserto metallico migliora le proprietà meccaniche della guarnizione e la rende più capace di resistere alle alte pressioni e di evitare le perdite.
Valvola a globo filettata
Le valvole a globo filettate sono un altro tipo di connessione per tubazioni che si distingue dalle altre; sono caratterizzate da due estremità filettate. Queste estremità filettate vengono avvitate direttamente alle altre estremità filettate dei tubi di collegamento. Questo tipo di raccordo è normalmente utilizzato per valvole con dimensioni nominali ridotte e pressioni nominali relativamente basse. La natura stessa delle connessioni filettate non è molto adatta a tubi molto grandi o a pressioni estremamente elevate, perché il giunto filettato potrebbe non offrire la resistenza o la capacità di tenuta richieste in tali condizioni. Sono facili da installare e non richiedono molti attrezzi, ma solo strumenti di base come le chiavi inglesi per avvitare la valvola nella posizione desiderata. Questa semplicità di installazione si traduce spesso in costi iniziali inferiori rispetto alle connessioni flangiate o saldate, soprattutto per i sistemi più piccoli.
Valvola a globo saldata
Le valvole a globo saldate sono il tipo di connessione più sicuro che si possa ottenere in termini di resistenza e tenuta. In questo tipo di connessione, le estremità della valvola a globo sono collegate direttamente alle estremità dei tubi di collegamento mediante saldatura. In questo modo la valvola viene fissata in modo permanente e molto resistente nella condotta, diventando così una parte inseparabile della stessa. Pertanto, le connessioni saldate sono le migliori e le più adatte per le applicazioni in cui sono coinvolte alte pressioni e alte temperature e in cui è necessaria una connessione permanente e forte per garantire un accoppiamento molto stretto e nessuna possibilità di perdita. Tuttavia, le connessioni saldate presentano alcune limitazioni che devono essere prese in considerazione. Nella fase iniziale dell'installazione, sono generalmente più costose delle connessioni flangiate o filettate, perché la saldatura è un'attività professionale che richiede saldatori professionisti per saldare le connessioni dei tubi in conformità agli standard industriali.
Valvole a globo contro altri tipi di valvole: Vantaggi e limiti
| Caratteristica | Valvola a globo | Valvola a sfera | Valvola a saracinesca | Valvola a farfalla |
| Funzione primaria | Strozzatura e regolazione del flusso | Controllo on/off, qualche strozzatura in progetti specifici | Controllo on/off | Strozzatura e regolazione del flusso |
| Limitazione del flusso | Caduta di pressione più elevata a causa della tortuosità del percorso del flusso | Minore caduta di pressione a piena apertura | Caduta di pressione molto bassa a piena apertura | Caduta di pressione moderata |
| Capacità di strozzatura | Eccellente, progettato per il throttling frequente | Capacità di accelerazione limitata, può causare l'usura del sedile quando è parzialmente aperto | Scarsa capacità di strozzatura, progettata per il funzionamento completamente aperto o completamente chiuso | Buona capacità di throttling, soprattutto nelle taglie più grandi |
| Costo | Generalmente più costose delle valvole a sfera o a farfalla a parità di dimensioni | Generalmente meno costose delle valvole a globo a parità di dimensioni | Generalmente meno costose delle valvole a globo a parità di dimensioni | Generalmente meno costose delle valvole a globo per le dimensioni maggiori |
| Applicazioni | Alta pressione, alta temperatura, funzionamento frequente, controllo preciso del flusso | Servizio on/off, azionamento rapido, fanghi (a seconda della progettazione) | Servizio on/off, ostruzione minima del flusso quando è completamente aperto | Applicazioni di grande diametro, a bassa e media pressione, fanghi (a seconda del progetto) |
L'evoluzione della tecnologia delle valvole a globo e le tendenze future
La storia della valvola a globo può essere fatta risalire all'epoca della rivoluzione industriale, quando si avvertì la necessità di controllare il flusso. I primi modelli erano rozzi e semplici, realizzati con materiali come la ghisa. Con il miglioramento della tecnologia metallurgica, nella costruzione delle valvole a globo vennero utilizzati materiali nuovi e migliori, come leghe d'acciaio di diverso grado, per gestire condizioni di servizio sempre più severe. I progressi tecnologici mirano a migliorare la tenuta, a ridurre al minimo l'usura e ad aumentare l'accuratezza del controllo. L'avvento degli attuatori pneumatici ed elettrici ha segnato una svolta significativa, consentendo il funzionamento a distanza e l'integrazione nei sistemi di controllo dei processi automatizzati.
I progressi nella tecnologia delle valvole a globo che si sono verificati nel recente passato si sono concentrati sul miglioramento dei progetti esistenti e sull'integrazione di elementi intelligenti. Nel caso delle valvole a globo pneumatiche, si sono registrati miglioramenti nel tipo di attuatore utilizzato, ora più compatto, efficiente e reattivo. Allo stesso modo, anche gli attuatori elettrici hanno registrato progressi nella tecnologia dei motori, che garantiscono maggiore precisione e consumo energetico. I posizionatori digitali e i protocolli di comunicazione possono essere utilizzati per fornire complesse capacità di controllo e diagnostica. Per quanto riguarda lo sviluppo futuro della tecnologia delle valvole a globo, si prevede che la valvola a globo intelligente e collegata in rete diventerà il trend di sviluppo del futuro. Possiamo aspettarci un ulteriore miglioramento dei materiali in grado di resistere agli ambienti più difficili e l'integrazione di sensori e analisi dei dati per la manutenzione e l'efficienza.
Valvole a globo azionate da Vincer: Progettate per prestazioni e affidabilità superiori
Vincer è un'azienda specializzata nel controllo del flusso e, più in particolare, nel controllo attuato Valvole a globo. Comprendendo l'importanza di queste valvole nei diversi processi, Vincer ha progettato le sue valvole a globo elettriche e pneumatiche per essere altamente performanti e affidabili. Ciò è evidente nella scelta di materiali di alta qualità e nel fatto che vengono condotti diversi test sui prodotti.
Vincer's valvole elettriche a globo sono progettate per garantire un posizionamento preciso e la compatibilità con gli attuali sistemi di controllo. Queste valvole sono progettate con attuatori robusti che consentono loro di funzionare bene in condizioni difficili. Allo stesso modo, le valvole Vincer valvole pneumatiche a globo offrono un funzionamento rapido e regolare, adatto alle applicazioni che richiedono un'azione veloce. Le valvole a globo azionate elettricamente e pneumaticamente sono progettate per durare a lungo e non sono facilmente soggette a usura, quindi non richiedono sostituzioni frequenti. Pertanto, le valvole a globo attuate di Vincer sono perfette per le industrie che richiedono alte prestazioni e affidabilità dei dispositivi di controllo del flusso.
Per maggiori informazioni:
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E-mail: sales@vincervalve.com
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Telefono: +86 13724477011 / +86 13724477011
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Indirizzo: No.203, Edificio 1, No.110, Dayuan Road, Zhangcun, Dongcheng, Dongguan, GuangDong, Cina
Migliori pratiche di installazione e manutenzione per le valvole a globo
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Installazione: L'installazione della valvola a globo è molto importante per garantire un servizio lungo ed efficiente della valvola. È importante assicurarsi che la valvola soddisfi la classe di pressione richiesta e sia compatibile con il fluido di processo. La tubazione deve essere priva di detriti o materiali estranei che potrebbero danneggiare le parti interne della valvola. Il corretto posizionamento della valvola nella tubazione è fondamentale per evitare che la pressione venga applicata al corpo della valvola e alle tubazioni collegate. È necessario prevedere un'armatura sufficiente per evitare pressioni o carichi che possano esercitare una pressione sulla valvola. È sempre consigliabile seguire alla lettera le istruzioni del produttore per l'installazione del prodotto.
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Manutenzione: Si tratta di un processo di controllo della valvola a globo e di adozione di misure per evitare che si verifichino guasti in futuro. Alcuni dei controlli da effettuare durante i controlli di routine comprendono la verifica di eventuali segni di perdite intorno al coperchio, al premistoppa o ai giunti del corpo. Altre osservazioni da fare sono i segni di usura o corrosione sul corpo della valvola e sull'attuatore. Si raccomanda di lubrificare lo stelo della valvola e le parti dell'attuatore secondo le linee guida del produttore per evitare che si inceppino. La guarnizione utilizzata per sigillare lo stelo può richiedere una regolazione o una sostituzione occasionale per evitare perdite. Qualsiasi problema riscontrato nel funzionamento della valvola, ad esempio se la valvola è difficile da aprire o chiudere o se non si chiude bene, è necessario adottare misure di risoluzione dei problemi per determinarne la causa. In questo modo, affrontando tempestivamente i problemi, si eviterà che si aggravino e compromettano la durata della valvola.
Conclusione
In conclusione, la valvola a globo rimane un prodotto prezioso e ampiamente utilizzato in molti settori in cui il controllo accurato del flusso dei fluidi è fondamentale. Grazie alla loro buona capacità di strozzamento e alla chiusura abbastanza ravvicinata, sono ampiamente utilizzate nella produzione di energia, nel trattamento chimico, nell'approvvigionamento idrico e in molte altre applicazioni. È importante conoscere i diversi tipi di valvole a globo per scegliere la valvola giusta per una particolare applicazione. In linea con i progressi nel controllo del flusso, l'uso di valvole a globo ad azionamento pneumatico ed elettrico è diventato un modo strategico per migliorare l'efficienza e l'automazione in molte industrie. Pertanto, lavorare con un commerciante affidabile come Vincer è la decisione migliore che possiate prendere.
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