¿Qué es una Válvula de Bola?
Una válvula de bola es una válvula con un cuerpo obturador esférico (en forma de bola) con un orificio taladrado en el centro, que se inserta entre los asientos del cuerpo (caja de la válvula).
El fluido, como líquido o gas, se cierra girando la bola en el cuerpo de la válvula 90°, cerrando así el paso del fluido y el paso del caudal. La válvula de bola se define como “un término genérico para una válvula en la que un obturador de válvula esférico gira alrededor de un vástago de válvula dentro de una caja de válvula. El obturador de la válvula puede ser una bola de lado completo o de medio lado”. El reglamento estipula que.
La bola del obturador de válvula no permanece en el paso del caudal cuando la válvula está abierta, lo que provoca una baja caída de presión, y se utiliza para válvulas totalmente abiertas y totalmente cerradas, no para control de caudal.
Aplicaciones de las Válvulas de Bola
Las válvulas de bola se utilizan ampliamente en aplicaciones domésticas e industriales en general debido a su facilidad de manejo, estructura sencilla y tamaño compacto. Las válvulas de bola se utilizan generalmente totalmente abiertas o totalmente cerradas, ya que el fluido se acumula entre el cuerpo (obturador de la válvula) y la bola (obturador) cuando se utilizan en la posición de apertura intermedia de la bola. Por lo tanto, la válvula se utiliza como válvula de cierre.
La bola (obturador) de una válvula de bola puede abrirse o cerrarse girando 90° la maneta unida al vástago (vástago de la válvula), lo que tiene la ventaja de una excelente operabilidad y un corto tiempo de funcionamiento. Además, la bola no permanece en el paso del caudal cuando la válvula está abierta, lo que se traduce en una menor caída de presión.
El paso de caudal tiene pocos escalones y puede utilizarse para canalizar fluidos que contengan lodos y sólidos. Los lodos son mezclas de sólidos y líquidos, por ejemplo, carbón o mineral finamente molido mezclado con agua para formar un lodo, que se utiliza para el transporte.
Principio de las Válvulas de Bola
Una válvula de bola cierra el fluido por contacto superficial entre la bola (obturador) y el asiento (asiento de válvula) dentro del cuerpo (caja de válvula). En esta condición, el centro del orificio de la bola está a 90° del centro del orificio del cuerpo. Cuando la bola gira 90°, el centro del orificio de la bola se hace concéntrico con el centro de la abertura del cuerpo y el fluido fluye.
La fuerza necesaria para esta operación de apertura y cierre es proporcional a la resistencia al rozamiento entre la superficie esférica de la bola y el asiento. Cuanto mayor sea el diámetro nominal de la válvula, mayor será la fuerza necesaria para la operación de apertura y cierre. Por lo tanto, las válvulas con diámetros nominales mayores tienen un mando giratorio con un actuador de engranaje (reductor).
Muchas válvulas de bola son válvulas de paso total con una pequeña diferencia en el área del paso de caudal entre el interior del cuerpo y la tubería de entrada/salida, y presentan una caída de presión extremadamente pequeña cuando están totalmente abiertas porque el paso de caudal es casi recto.
Estructura de las Válvulas de Bola
Una válvula de bola consta principalmente de un cuerpo (caja de la válvula), un disco (obturador de la válvula), un vástago (vástago de la válvula) y una maneta. Las válvulas de bola se accionan mediante una maneta o un actuador.
La maneta está unida al vástago y transmite la rotación al vástago. Cuando la válvula está abierta, la rotación de la maneta hace que la bola gire 90°, mientras que cuando la válvula está cerrada, la bola gira en sentido contrario.
Tipos de Válvulas de Bola
1. Clasificación Según el Método de Funcionamiento de Apertura y Cierre
Las válvulas de bola tienen los siguientes tres tipos principales de métodos de funcionamiento y accionamiento para la apertura y el cierre.
- Tipo Manual
Rotación del vástago mediante una maneta, etc. - Tipo Neumático
Rotación del vástago mediante un actuador neumático - Tipo Eléctrico
Rotación del vástago mediante un actuador eléctrico
2. Clasificación Según la Forma del Orificio
Las válvulas de bola están disponibles en las tres formas de paso siguientes. El orificio es el diámetro interior del paso del caudal en el cuerpo.
- Orificio estándar
El diámetro del orificio es un tamaño inferior al diámetro nominal de la válvula (diámetro interior de la tubería). - Paso reducido
El diámetro del orificio es al menos un tamaño menor que el diámetro nominal de la válvula (diámetro interior de la tubería). - Paso total
El diámetro del orificio es casi igual al diámetro nominal de la válvula (diámetro interior de la tubería).
Clasificación Según el Método de Soporte de la Bola
Las válvulas de bola están disponibles con los siguientes dos tipos de soporte de bola giratoria.
Tipo Flotante (Bola Flotante)
El tipo flotante tiene un asiento montado dentro del cuerpo que sujeta y soporta la bola. El extremo cuadrado del vástago encaja en la ranura de la bola, provocando su rotación.
La ranura de la bola es paralela a la dirección del flujo del fluido cuando está completamente cerrada y la bola se desliza ligeramente y es presionada contra la junta por la presión del fluido para asegurar la estanqueidad. Se utiliza normalmente para presiones bajas y diámetros pequeños (hasta DN 200).
Tipo Muñón (Tipo Bola Fija)
El tipo muñón tiene una estructura giratoria con la parte superior de la bola soportada por el vástago (vástago de la válvula) y la parte inferior por el muñón (eje giratorio). Las partes superior e inferior de la bola se apoyan en el eje giratorio y no se ven afectadas por la presión del fluido. El asiento es presionado por un muelle incorporado en el soporte del asiento, que entra en contacto con la bola y la sella. Se utiliza normalmente para altas presiones y grandes diámetros (DN 250 y superiores).
Clasificación por Material del Cuerpo
La selección del material del cuerpo se basa en los siguientes requisitos. Para más detalles, consulte el catálogo del fabricante correspondiente.
- Tipo de fluido, presión, temperatura, velocidad de flujo, presencia o ausencia de impurezas
- Necesidad o no de resistencia a la corrosión
- Reglamentos y normas aplicables
Clasificación Según el Material del Asiento
En general, los asientos de las válvulas de bola se clasifican en dos tipos: juntas blandas de resina o fibra de carbono y asientos metálicos.
Juntas Blandas
PTFE (Teflón) o PTFE relleno de agentes a base de carbono, etc. Las temperaturas máximas de servicio son de unos 150°C para el PTFE solo y de unos 300°C para el PTFE relleno de carbono u otros agentes.
Las planchas de PTFE se caracterizan por su resistencia química, baja resistencia a la fricción y excelente operabilidad. También hay disponibles planchas de fibra de carbono, con una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 500°C.
Chapas Metálicas
El material de acero al carbono o acero inoxidable se rocía con una aleación de níquel de alta dureza en la superficie de contacto con la bola de la chapa. En este caso, también se aplica la misma pulverización térmica hacia las bolas.
Las chapas metálicas tienen una temperatura máxima de funcionamiento de hasta 500 °C aproximadamente y son aplicables a fluidos a alta temperatura, polvos, lodos y fluidos viscosos que son difíciles de manipular con chapas blandas.