Come funzionano le valvole a globo

Le valvole a globo sono componenti essenziali in varie applicazioni industriali, che regolano e controllano il flusso dei fluidi. Questo articolo esplora il funzionamento interno, i componenti e le applicazioni delle valvole a globo, fornendo una comprensione completa della loro funzionalità e importanza nei sistemi di controllo dei fluidi.

Che cosa è una valvola a globo

Una valvola a globo è un tipo di valvola a movimento lineare che controlla il flusso utilizzando un tappo o disco mobile per aprire, chiudere o ostruire parzialmente un'apertura nel corpo della valvola. Il nome "valvola a globo" si riferisce alla forma sferica del corpo della valvola, che consente un funzionamento efficiente e un controllo preciso della portata.

Come funzionano le valvole a globo

Le valvole a globo funzionano utilizzando un disco o un tappo mobile per controllare il flusso attraverso il corpo valvola. Quando il disco è posizionato contro la sede della valvola, il flusso si arresta. Quando il disco viene sollevato dalla sede, il fluido può passare attraverso l'apertura tra il disco e la sede. La posizione del disco, controllata dallo stelo e dall'attuatore, determina la portata attraverso la valvola.

Componenti della valvola a globo

Corpo

Il corpo è il componente principale di una valvola a globo, che fornisce il confine di pressione primario. I corpi delle valvole a globo sono solitamente realizzati in ghisa, bronzo o acciaio inossidabile, a seconda dell'applicazione e del tipo di fluido controllato. Il corpo ospita i componenti interni, come il disco, la sede e lo stelo, e si collega alla tubazione tramite connessioni terminali filettate, flangiate o saldate.

Cofano

Il bonnet è la parte della valvola a globo che contiene la scatola di tenuta e fornisce accesso ai componenti interni per la manutenzione. È fissato al corpo tramite bulloni o filettature e può essere rimosso per sostituire o riparare il disco, la sede o lo stelo. Il bonnet supporta anche lo stelo della valvola e il volantino o l'attuatore.

Disco/Spina

Il disco, noto anche come tappo, è la parte mobile della valvola a globo che controlla il flusso dei fluidi chiudendosi contro la sede. I dischi delle valvole a globo possono avere vari design, come a sfera, a composizione o a tappo, a seconda dell'applicazione e delle caratteristiche di flusso desiderate. Il disco è attaccato allo stelo e si muove su e giù per aprire o chiudere la valvola.

Posto a sedere

La sede è la parte fissa della valvola a globo che fornisce una tenuta stagna quando il disco è chiuso contro di essa. La sede è solitamente realizzata in un materiale duro e resistente all'usura, come acciaio inossidabile o stellite, e può essere integrata con il corpo o un anello separato. La superficie di seduta è lavorata con precisione per garantire una chiusura a tenuta stagna.

Stelo

Lo stelo è la parte della valvola a globo che collega il disco al volantino o all'attuatore, trasmettendo il movimento lineare necessario per aprire o chiudere la valvola. Gli steli delle valvole a globo sono solitamente realizzati in acciaio inossidabile e possono avere un design filettato o liscio. Lo stelo passa attraverso il cappello ed è sigillato con una guarnizione o un soffietto per evitare perdite.

Volantino/attuatore

Il volantino o attuatore è il dispositivo utilizzato per azionare la valvola a globo ruotando lo stelo e spostando il disco. I volantini sono gli operatori manuali più comuni per le valvole a globo più piccole, mentre gli attuatori pneumatici o elettrici sono utilizzati per valvole più grandi o per il controllo automatizzato. Il volantino o attuatore è montato sulla parte superiore del cappello.

Gabbia

Alcune valvole a globo, in particolare quelle utilizzate per applicazioni di strozzatura o controllo, possono includere una gabbia attorno al disco e alla sede. La gabbia guida il disco e fornisce una caratterizzazione del flusso aggiuntiva, come flusso in percentuale uguale o lineare. Le gabbie possono anche essere progettate con caratteristiche speciali, come trim anti-cavitazione o a bassa rumorosità, per migliorare le prestazioni della valvola in condizioni operative specifiche.

A cosa serve una valvola a globo?

Le valvole a globo sono utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui:

• Controllo del flusso e strozzatura nelle linee di processo
• Isolamento di apparecchiature o sezioni di tubazioni
• Riduzione e regolazione della pressione
• Sistemi di alimentazione chimica e trattamento delle acque
• Sistemi di alimentazione acqua e vapore della caldaia
• Sistemi di olio combustibile e altre applicazioni di fluidi viscosi

Tipi di valvole a globo

Valvola a globo tipo T

La valvola a globo di tipo T o a modello dritto è il tipo più comune di valvola a globo utilizzata in varie applicazioni. Presenta un percorso di flusso dritto, con le porte di ingresso e di uscita allineate tra loro. Il disco della valvola si muove linearmente, perpendicolarmente al flusso, per controllare la portata.

Le valvole a globo di tipo T offrono una buona capacità di strozzatura e una chiusura ermetica, rendendole adatte alla regolazione del flusso in sistemi a vapore, sistemi idrici e altre applicazioni industriali. Tuttavia, a causa del percorso di flusso contorto, hanno una caduta di pressione maggiore rispetto ad altri tipi di valvole come valvole a sfera o valvole a saracinesca.

Valvola a globo angolare

Le valvole a globo angolate hanno le porte di ingresso e di uscita a un angolo di 90 gradi tra loro, formando una forma a "L". Questo design consente un percorso di flusso più aerodinamico rispetto alle valvole a globo di tipo T, con conseguente caduta di pressione inferiore e migliore efficienza di flusso. Il disco e la sede della valvola sono angolati a 45 gradi, consentendo un percorso di flusso rettilineo attraverso il corpo della valvola.

Le valvole a globo angolari sono comunemente utilizzate in applicazioni in cui lo spazio è limitato o in cui la valvola è installata direttamente dopo un gomito di tubo. Sono utilizzate anche in sistemi ad alta pressione e alta temperatura, come sistemi di alimentazione dell'acqua della caldaia e sistemi a vapore.

Valvola a globo a Y

Le valvole a globo con modello a Y, note anche come valvole a globo con corpo a Y, hanno un design del corpo unico che ricorda la lettera "Y". Le porte di ingresso e di uscita sono angolate di 45 gradi l'una rispetto all'altra, mentre lo stelo della valvola è perpendicolare al percorso del flusso. Questo design fornisce un percorso del flusso più diretto rispetto alle valvole a globo di tipo T, con conseguenti minori cadute di pressione e una migliore capacità di flusso.

Le valvole a globo a Y sono spesso utilizzate in applicazioni in cui sono richieste alte portate e basse cadute di pressione, come negli impianti di lavorazione chimica e nelle centrali elettriche. Sono utilizzate anche in applicazioni in cui è necessaria una manutenzione frequente, poiché le parti interne della valvola sono facilmente accessibili senza rimuovere il corpo valvola dalla tubazione.

Vantaggi delle valvole a globo

• Eccellente strozzatura e controllo preciso del flusso rispetto ad altre valvole
• Chiusura ermetica affidabile quando completamente chiusa
• Durevole con usura uniforme della sede nelle applicazioni di strozzatura
• Facile manutenzione con finiture facilmente accessibili e sostituibili

Svantaggi delle valvole a globo

• Maggiore caduta di pressione e resistenza al flusso rispetto ad altre valvole come valvole a sfera o valvole a saracinesca
• Dimensioni e peso maggiori per una data capacità di flusso
• Suscettibile a danni da cavitazione e erosione in alcune applicazioni con elevata caduta di pressione
• Più costose di valvole più semplici come valvole a sfera o valvole a farfalla

Domande frequenti

In che modo una valvola a globo regola il flusso?

Una valvola a globo regola il flusso utilizzando un disco o un tappo mobile che si appoggia contro una sede fissa nel corpo valvola. Quando il disco viene allontanato dalla sede, la portata aumenta in proporzione diretta alla posizione del disco.

Qual è la differenza tra una valvola a saracinesca e una valvola a globo?

Le valvole a saracinesca sono progettate per un funzionamento completamente aperto o completamente chiuso, mentre le valvole a globo sono più adatte per la strozzatura e la regolazione del flusso. Le valvole a saracinesca hanno un percorso di flusso rettilineo con una resistenza minima, mentre le valvole a globo hanno un percorso di flusso più contorto e una maggiore caduta di pressione.

Qual è la differenza tra una valvola a sfera e una valvola a globo?

Le valvole a sfera utilizzano una sfera rotante con un foro per controllare il flusso, mentre le valvole a globo utilizzano un disco o un tappo a movimento lineare. Le valvole a sfera sono compatte, ad azione rapida e hanno una bassa caduta di pressione, mentre le valvole a globo offrono un controllo del flusso più preciso e una migliore capacità di strozzatura.

Qual è la differenza tra una valvola di arresto e una valvola a globo?

"Stop valve" è un termine generico per le valvole utilizzate per interrompere il flusso, che possono includere valvole a globo, valvole a saracinesca e altri tipi. Le valvole a globo sono un tipo specifico di valvola di arresto che fornisce anche capacità di strozzatura e regolazione del flusso.

Conclusione

Le valvole a globo sono componenti essenziali nei sistemi di controllo dei fluidi, offrendo una regolazione precisa del flusso e affidabili capacità di arresto. Grazie alla comprensione della progettazione, del funzionamento e delle applicazioni delle valvole a globo, ingegneri e tecnici possono selezionare la valvola appropriata per i loro requisiti specifici e garantire prestazioni ottimali nei processi industriali.