Cos'è la valvola lineare

Le valvole lineari sono componenti essenziali in varie applicazioni industriali, controllando il flusso di liquidi e gas con un azionamento preciso. Questo articolo completo esplora il mondo delle valvole lineari, coprendone i principi di funzionamento, i tipi, gli attuatori, i vantaggi, gli svantaggi e le applicazioni.

Cos'è la valvola lineare

Una valvola lineare è un tipo di valvola che controlla il flusso di un fluido spostando un elemento di chiusura, come un tappo o un disco, in linea retta perpendicolare al percorso del flusso. A differenza delle valvole rotative che utilizzano un movimento rotatorio, le valvole lineari utilizzano uno stelo scorrevole per posizionare l'elemento di chiusura e regolare il flusso.

Le valvole lineari sono note per il loro preciso controllo del flusso, soprattutto a basse portate, e per la loro capacità di fornire una chiusura affidabile.

Come funzionano le valvole lineari

Le valvole lineari funzionano spostando un elemento di chiusura, tipicamente un tappo o un disco, avanti e indietro in linea retta per aprire, chiudere o strozzare il passaggio del flusso. Questo movimento lineare è ottenuto attraverso uno stelo scorrevole azionato da un attuatore manuale, pneumatico, elettrico o idraulico.

Quando lo stelo si muove, posiziona l'elemento di chiusura rispetto alla sede della valvola, controllando così la portata. Le superfici di appoggio tra l'elemento di chiusura e la sede della valvola garantiscono una tenuta ermetica quando la valvola è chiusa, impedendo perdite.

Tipi di valvole lineari

Valvole a globo

Le valvole a globo si caratterizzano per la forma del corpo sferico e per l'utilizzo di un elemento di chiusura a tappo. Forniscono eccellenti capacità di strozzamento e sono adatti per applicazioni che richiedono un funzionamento frequente e un controllo preciso del flusso. Le valvole a globo sono comunemente utilizzate nei servizi di vapore e acqua, nonché negli impianti di lavorazione chimica e di produzione di energia.

Saracinesche

Le valvole a saracinesca sono dotate di un cancello rettangolare o a forma di cuneo che si muove su e giù per aprire o chiudere il passaggio del flusso. Sono progettati per il servizio on-off e forniscono una resistenza minima al flusso quando sono completamente aperti. Le valvole a saracinesca sono spesso utilizzate in applicazioni che richiedono una chiusura ermetica, come oleodotti e gasdotti, sistemi di distribuzione dell'acqua e linee di processo industriali.

Valvole a membrana

Le valvole a membrana utilizzano come elemento di chiusura una membrana flessibile, che viene azionata da un compressore per controllare il flusso. Forniscono eccellenti prestazioni di tenuta e sono adatti per la gestione di fluidi corrosivi, abrasivi o viscosi. Le valvole a membrana si trovano comunemente nelle industrie di lavorazione chimica, farmaceutica e alimentare e delle bevande.

Valvole a manicotto

Le valvole a manicotto sono dotate di un manicotto o tubo flessibile che viene schiacciato da un meccanismo meccanico per limitare o arrestare il flusso. Sono ideali per la movimentazione di fanghi, polveri e altri mezzi abrasivi o corrosivi, poiché il corpo della valvola è isolato dal fluido di processo. Le valvole a manicotto sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni minerarie, nel trattamento delle acque reflue e nel trasporto pneumatico.

Valvole ad ago

Le valvole a spillo sono dotate di un otturatore sottile e conico che fornisce un controllo accurato del flusso variando l'apertura anulare tra l'otturatore e la sede. Sono progettati per una regolazione precisa di portate basse e sono comunemente utilizzati in applicazioni di strumentazione, campionamento e misurazione.

Tipi di valvole a movimento lineare

Oltre ai diversi tipi di valvole, le valvole a movimento lineare possono essere classificate in base alla configurazione del corpo valvola:

Corpo valvola a porta singola

I corpi valvola a porta singola hanno una porta di ingresso e una di uscita, con l'elemento di chiusura posizionato tra di loro. Questa configurazione è la più comune ed è adatta alla maggior parte delle applicazioni generiche.

Corpo valvola a doppia porta

I corpi valvola a doppia via hanno due percorsi di flusso separati, ciascuno con il proprio elemento di chiusura. Questo design consente una maggiore capacità di flusso e una caduta di pressione ridotta rispetto alle valvole a porta singola. Le valvole a doppia porta vengono spesso utilizzate in applicazioni ad alto flusso o dove è richiesta ridondanza.

Corpo valvola a tre vie

I corpi delle valvole a tre vie hanno tre porte, consentendo la miscelazione o la deviazione dei flussi di flusso. Sono comunemente utilizzati nei sistemi di controllo della temperatura, come negli scambiatori di calore o nelle applicazioni HVAC, dove un fluido può essere indirizzato a un circuito di riscaldamento o di raffreddamento.

Attuatori per valvole lineari

Gli attuatori per valvole lineari sono i dispositivi che forniscono la forza motrice per azionare lo stelo della valvola e posizionare l'elemento di chiusura.

Attuatori pneumatici

Gli attuatori pneumatici utilizzano aria compressa per azionare lo stelo della valvola, fornendo un metodo di attuazione semplice e affidabile. Sono adatti per applicazioni che richiedono tempi di risposta rapidi e sono comunemente utilizzati nei sistemi di controllo di processo e di automazione.

Attuatori elettrici

Gli attuatori elettrici utilizzano un motore elettrico e un treno di ingranaggi per convertire il movimento rotatorio in movimento lineare, azionando lo stelo della valvola. Offrono un controllo preciso del posizionamento e sono adatti per applicazioni che richiedono un controllo del flusso accurato e ripetibile. Gli attuatori elettrici sono ampiamente utilizzati nell'automazione industriale, nei sistemi HVAC e negli impianti di trattamento delle acque.

Attuatori idraulici

Gli attuatori idraulici utilizzano fluido idraulico pressurizzato per fornire la forza motrice allo stelo della valvola. Sono in grado di generare elevate forze di spinta e sono adatti per applicazioni che richiedono valvole di grandi dimensioni o differenziali di pressione elevati. Gli attuatori idraulici si trovano comunemente nel settore petrolifero e del gas, nella produzione di energia e nelle applicazioni marine.

Attuatori elettroidraulici

Gli attuatori elettroidraulici combinano i vantaggi dell'attuazione elettrica e idraulica, utilizzando un motore elettrico per azionare una pompa idraulica che genera la pressione del fluido necessaria. Forniscono un controllo preciso e capacità di spinta elevate, rendendoli adatti per applicazioni impegnative nel controllo di processo e nell'industria aerospaziale.

Vantaggi delle valvole lineari

Le valvole lineari offrono numerosi vantaggi rispetto ad altri tipi di valvole:

• Controllo preciso del flusso, soprattutto a portate basse
• Spegnimento affidabile
• Resistenza alla cavitazione rispetto alle valvole rotative
• Manutenibilità

Svantaggi delle valvole lineari

Nonostante i numerosi vantaggi, le valvole lineari presentano anche alcuni inconvenienti:

• Attuazione più lenta rispetto alle valvole rotative
• Dimensioni maggiori e costi più elevati rispetto alle valvole rotative
• Potenziale perdita della sede

Applicazioni

Le valvole lineari trovano impiego in un'ampia gamma di settori e applicazioni, tra cui:

• Controllo del livello del liquido
• Controllo del flusso che richiede guadagno costante
• Controllo della temperatura (scambiatori di calore EG)
• Applicazioni con cadute di pressione elevate
• Servizio on/off frequente

Domande frequenti

Che cos'è l'offset della valvola lineare

L'offset lineare della valvola si riferisce alla distanza tra la linea centrale dello stelo della valvola e la linea centrale del corpo valvola o della superficie di seduta. Questo offset consente migliori caratteristiche di flusso e riduce l'usura sulle superfici di seduta rispetto ai design in linea.

Cos'è la valvola di controllo lineare

Una valvola di controllo lineare è un tipo di valvola lineare appositamente progettata per il controllo preciso delle variabili di processo, come portata, pressione o temperatura. Sono tipicamente dotati di un rivestimento caratterizzato e di un posizionatore per il posizionamento accurato e ripetibile dell'elemento di chiusura.

Cos'è la valvola a movimento lineare

Una valvola a movimento lineare è una valvola che utilizza un attuatore lineare per spostare l'elemento di chiusura in linea retta, perpendicolare al percorso del flusso, per controllare il flusso. Ciò è in contrasto con le valvole a movimento rotatorio, che utilizzano un movimento rotatorio per posizionare l'elemento di chiusura.

Cos'è una valvola di espansione lineare

Una valvola di espansione lineare è un tipo di valvola di controllo della refrigerazione che regola il flusso del refrigerante nell'evaporatore in base alla temperatura e alla pressione del refrigerante in uscita dall'evaporatore. Mantiene un surriscaldamento costante all'uscita dell'evaporatore, garantendo prestazioni ottimali del sistema.

Cos'è un'elettrovalvola lineare

Un'elettrovalvola lineare è una valvola che utilizza una bobina elettromagnetica per generare un campo magnetico, che aziona uno stantuffo o un'armatura per aprire o chiudere la valvola. Le elettrovalvole lineari forniscono tempi di risposta rapidi e sono comunemente utilizzate nei sistemi di controllo pneumatici e idraulici.

Qual è la differenza tra valvole lineari e non lineari?

Le valvole lineari hanno un elemento di chiusura che si muove in linea retta, fornendo una portata direttamente proporzionale alla corsa della valvola. Le valvole non lineari, come le valvole rotative o le valvole di controllo caratterizzate, hanno una relazione non lineare tra la corsa della valvola e la portata, consentendo un controllo più preciso su una gamma più ampia di condizioni di flusso.

Che cosa sono le valvole rotative e lineari?

Le valvole rotative utilizzano un movimento rotatorio per posizionare l'elemento di chiusura, in genere una sfera, un disco o un tappo, per controllare il flusso. Le valvole lineari, invece, utilizzano un movimento lineare per spostare l'elemento di chiusura, solitamente un globo o una saracinesca, in linea retta perpendicolare al percorso del flusso. Le valvole rotative sono generalmente più compatte e hanno velocità di attuazione più elevate, mentre le valvole lineari offrono migliori capacità di strozzamento e prestazioni di tenuta.

Qual è la differenza tra le valvole di controllo lineari e quelle uguali?

Le valvole di controllo lineare hanno una relazione lineare tra la corsa della valvola e la portata, il che significa che un cambiamento nella posizione della valvola si traduce in una variazione proporzionale della portata. Le valvole di controllo equipercentuale hanno una relazione non lineare, in cui la variazione della portata è proporzionale alla portata attuale, fornendo un controllo più preciso su una gamma più ampia di condizioni di flusso.

Conclusione

Le valvole lineari sono componenti vitali in varie applicazioni industriali, poiché offrono un controllo preciso del flusso, una chiusura affidabile e resistenza alla cavitazione. Con una gamma di tipi di valvole, attuatori e configurazioni del corpo, le valvole lineari possono essere personalizzate per soddisfare i requisiti specifici di diversi settori e applicazioni.

Comprendendo i principi di funzionamento, i vantaggi e i limiti delle valvole lineari, ingegneri e tecnici possono selezionare la valvola più appropriata per le loro esigenze di controllo del flusso, garantendo prestazioni e affidabilità ottimali del sistema.