¿Cómo funcionan las válvulas de globo?

Las válvulas de globo son componentes esenciales en diversas aplicaciones industriales, ya que regulan y controlan el flujo de fluidos. Este artículo explora el funcionamiento interno, los componentes y las aplicaciones de las válvulas de globo, brindando una comprensión integral de su funcionalidad e importancia en los sistemas de control de fluidos.

¿Qué es una válvula de globo?

Una válvula de globo es un tipo de válvula de movimiento lineal que controla el flujo mediante un tapón o disco móvil para abrir, cerrar u obstruir parcialmente una abertura en el cuerpo de la válvula. El nombre "válvula de globo" se refiere a la forma esférica del cuerpo de la válvula, que permite un funcionamiento eficiente y un control preciso del caudal.

Cómo funcionan las válvulas de globo

Las válvulas de globo funcionan mediante un disco o tapón móvil para controlar el flujo a través del cuerpo de la válvula. Cuando el disco se asienta contra el asiento de la válvula, el flujo se detiene. A medida que el disco se separa del asiento, el fluido puede pasar a través de la abertura entre el disco y el asiento. La posición del disco, controlada por el vástago y el actuador, determina el caudal a través de la válvula.

Componentes de la válvula de globo

Cuerpo

El cuerpo es el componente principal de una válvula de globo y proporciona el límite de presión principal. Los cuerpos de las válvulas de globo suelen estar hechos de hierro fundido, bronce o acero inoxidable, según la aplicación y el tipo de fluido que se controle. El cuerpo alberga los componentes internos, como el disco, el asiento y el vástago, y se conecta a la tubería a través de conexiones de extremo roscadas, con bridas o soldadas.

Capó

El bonete es la parte de la válvula de globo que contiene la caja de empaquetadura y brinda acceso a los componentes internos para realizar tareas de mantenimiento. Está unido al cuerpo mediante pernos o roscas y se puede quitar para reemplazar o reparar el disco, el asiento o el vástago. El bonete también sostiene el vástago de la válvula y el volante o actuador.

Disco/Tapón

El disco, también conocido como tapón, es la parte móvil de la válvula de globo que controla el flujo de fluidos al cerrarse contra el asiento. Los discos de las válvulas de globo pueden tener varios diseños, como tipo bola, de composición o de tapón, según la aplicación y las características de flujo deseadas. El disco está unido al vástago y se mueve hacia arriba y hacia abajo para abrir o cerrar la válvula.

Asiento

El asiento es la parte estacionaria de la válvula de globo que proporciona un sello hermético cuando el disco se cierra contra él. El asiento suele estar hecho de un material duro y resistente al desgaste, como acero inoxidable o estelita, y puede estar integrado al cuerpo o ser un anillo separado. La superficie del asiento está mecanizada con precisión para garantizar un cierre hermético.

Provenir

El vástago es la parte de la válvula de globo que conecta el disco con el volante o actuador, transmitiendo el movimiento lineal necesario para abrir o cerrar la válvula. Los vástagos de las válvulas de globo suelen estar hechos de acero inoxidable y pueden tener un diseño roscado o liso. El vástago pasa a través del bonete y está sellado con una empaquetadura o un fuelle para evitar fugas.

Volante/actuador

El volante o actuador es el dispositivo que se utiliza para operar la válvula de globo girando el vástago y moviendo el disco. Los volantes son los operadores manuales más comunes para válvulas de globo más pequeñas, mientras que los actuadores neumáticos o eléctricos se utilizan para válvulas más grandes o para control automatizado. El volante o actuador se monta en la parte superior del bonete.

Jaula

Algunas válvulas de globo, en particular las que se utilizan para aplicaciones de regulación o control, pueden incluir una jaula alrededor del disco y el asiento. La jaula guía el disco y proporciona una caracterización adicional del flujo, como un flujo lineal o de porcentaje equivalente. Las jaulas también se pueden diseñar con características especiales, como accesorios anticavitación o de bajo nivel de ruido, para mejorar el rendimiento de la válvula en condiciones de funcionamiento específicas.

¿Para qué se utiliza una válvula de globo?

Las válvulas de globo se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen:

Control de caudal y estrangulamiento en líneas de proceso
Aislamiento de equipos o secciones de tuberías
Reducción y regulación de presión
Sistemas de alimentación de productos químicos y tratamiento de agua.
Sistemas de alimentación de agua y vapor de calderas
Sistemas de combustible para calefacción y otras aplicaciones de fluidos viscosos

Tipos de válvulas de globo

Válvula de globo tipo T

La válvula de globo de tipo T o de patrón recto es el tipo más común de válvula de globo que se utiliza en diversas aplicaciones. Presenta un recorrido de flujo recto, con los puertos de entrada y salida alineados entre sí. El disco de la válvula se mueve linealmente, perpendicularmente al flujo, para controlar el caudal.

Las válvulas de globo tipo T ofrecen una buena capacidad de estrangulamiento y un cierre hermético, lo que las hace adecuadas para regular el flujo en sistemas de vapor, sistemas de agua y otras aplicaciones industriales. Sin embargo, debido a la trayectoria de flujo enrevesada, tienen una mayor caída de presión en comparación con otros tipos de válvulas, como las válvulas de bola o las válvulas de compuerta.

Válvula de globo angular

Las válvulas de globo angulares tienen los puertos de entrada y salida en un ángulo de 90 grados entre sí, formando una forma de “L”. Este diseño permite una trayectoria de flujo más aerodinámica en comparación con las válvulas de globo tipo T, lo que da como resultado una menor caída de presión y una mejor eficiencia de flujo. El disco y el asiento de la válvula están en un ángulo de 45 grados, lo que permite una trayectoria de flujo recta a través del cuerpo de la válvula.

Las válvulas de globo angulares se utilizan comúnmente en aplicaciones donde el espacio es limitado o donde la válvula se instala directamente después de un codo de tubería. También se utilizan en sistemas de alta presión y alta temperatura, como sistemas de agua de alimentación de calderas y sistemas de vapor.

Válvula de globo con patrón en Y

Las válvulas de globo con patrón en Y, también conocidas como válvulas de globo con cuerpo en Y, tienen un diseño de cuerpo único que se asemeja a la letra "Y". Los puertos de entrada y salida están en un ángulo de 45 grados entre sí, mientras que el vástago de la válvula es perpendicular a la trayectoria del flujo. Este diseño proporciona una trayectoria de flujo más directa en comparación con las válvulas de globo tipo T, lo que da como resultado menores caídas de presión y una mejor capacidad de flujo.

Las válvulas de globo con patrón en Y se utilizan a menudo en aplicaciones en las que se requieren caudales elevados y bajas caídas de presión, como en plantas de procesamiento químico y centrales eléctricas. También se utilizan en aplicaciones en las que es necesario un mantenimiento frecuente, ya que se puede acceder fácilmente a las partes internas de la válvula sin necesidad de retirar el cuerpo de la válvula de la tubería.

Ventajas de las válvulas de globo

Excelente estrangulamiento y control de flujo preciso en comparación con otras válvulas.
Cierre hermético y confiable cuando está completamente cerrado
Durable con desgaste uniforme del asiento en aplicaciones de estrangulamiento
Fácil mantenimiento con molduras fácilmente accesibles y reemplazables

Desventajas de las válvulas de globo

Mayor caída de presión y resistencia al flujo en comparación con otras válvulas como válvulas de bola o válvulas de compuerta.
Mayor tamaño y peso para una capacidad de flujo determinada
Susceptible a daños por cavitación y erosión en ciertas aplicaciones de alta caída de presión.
Más caras que las válvulas más simples, como las válvulas de bola o las válvulas de mariposa.

Preguntas frecuentes

¿Cómo regula el flujo una válvula de globo?

Una válvula de globo regula el flujo mediante un disco o tapón móvil que se asienta sobre un asiento fijo en el cuerpo de la válvula. A medida que el disco se aleja del asiento, el caudal aumenta en proporción directa a la posición del disco.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de compuerta y una válvula de globo?

Las válvulas de compuerta están diseñadas para funcionar completamente abiertas o completamente cerradas, mientras que las válvulas de globo son más adecuadas para estrangular y regular el flujo. Las válvulas de compuerta tienen un camino de flujo recto con una resistencia mínima, mientras que las válvulas de globo tienen un camino de flujo más enrevesado y una mayor caída de presión.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de bola y una válvula de globo?

Las válvulas de bola utilizan una bola giratoria con un orificio para controlar el flujo, mientras que las válvulas de globo utilizan un disco o tapón de movimiento lineal. Las válvulas de bola son compactas, de acción rápida y tienen una baja caída de presión, mientras que las válvulas de globo ofrecen un control de flujo más preciso y una mejor capacidad de estrangulamiento.

¿Cuál es la diferencia entre una válvula de cierre y una válvula de globo?

"Válvula de cierre" es un término general para las válvulas que se utilizan para cortar el flujo, que pueden incluir válvulas de globo, válvulas de compuerta y otros tipos. Las válvulas de globo son un tipo específico de válvula de cierre que también proporciona capacidades de regulación de flujo y estrangulamiento.

Conclusión

Las válvulas de globo son componentes fundamentales en los sistemas de control de fluidos, ya que ofrecen una regulación precisa del caudal y capacidades de cierre confiables. Al comprender el diseño, el funcionamiento y las aplicaciones de las válvulas de globo, los ingenieros y técnicos pueden seleccionar la válvula adecuada para sus requisitos específicos y garantizar un rendimiento óptimo en los procesos industriales.