Introducció a les vàlvules de papallona

Vàlvules de papallona

Una vàlvula de papallona és una vàlvula de moviment rotatiu de quart de volta, que s'utilitza per aturar, regular i iniciar el flux.

Les vàlvules de papallona són fàcils i ràpides d'obrir. Una rotació de 90° del mànec proporciona un tancament o obertura total de la vàlvula. Les grans vàlvules de papallona solen estar equipades amb l'anomenada caixa de canvis, on el volant per engranatges està connectat a la tija. Això simplifica el funcionament de la vàlvula, però a costa de la velocitat.

Tipus de vàlvules de papallona

Les vàlvules de papallona tenen un cos circular curt, un disc rodó, seients de metall a metall o suaus, coixinets de l'eix superior i inferior i una caixa de farciment. La construcció d'un cos de vàlvula de papallona varia. Un disseny d'ús habitual és el tipus d'hòstia que s'adapta entre dues brides. Un altre tipus, el disseny de l'hòstia, es manté al seu lloc entre dues brides mitjançant cargols que uneixen les dues brides i passen a través dels forats de la carcassa exterior de la vàlvula. Les vàlvules de papallona fins i tot estan disponibles amb extrems de soldadura a tope, roscada i brida, però no s'apliquen sovint.

Les vàlvules de papallona tenen molts avantatges sobre les vàlvules de compuerta, globus, taps i vàlvules de bola, especialment per a aplicacions de vàlvules grans. L'estalvi de pes, espai i cost són els avantatges més evidents. Els costos de manteniment solen ser baixos perquè hi ha un nombre mínim de peces mòbils i no hi ha butxaques per atrapar fluids.

Les vàlvules de papallona són especialment adequades per a la manipulació de grans cabals de líquids o gasos a pressions relativament baixes i per a la manipulació de purins o líquids amb grans quantitats de sòlids en suspensió.

Les vàlvules de papallona es construeixen segons el principi d'un amortidor de canonada. L'element de control de flux és un disc d'aproximadament el mateix diàmetre que el diàmetre interior de la canonada contigua, que gira sobre un eix vertical o horitzontal. Quan el disc es troba paral·lel al recorregut de la canonada, la vàlvula s'obre completament. Quan el disc s'acosta a la posició perpendicular, la vàlvula es tanca. Les posicions intermèdies, amb finalitats d'acceleració, es poden assegurar al seu lloc mitjançant dispositius de bloqueig de mànec.

Construcció del seient de la vàlvula de papallona

L'aturada del flux s'aconsegueix mitjançant el segellat del disc de la vàlvula contra un seient que es troba a la perifèria del diàmetre interior del cos de la vàlvula. Moltes vàlvules de papallona tenen un seient elastomèric contra el qual segella el disc. Altres vàlvules de papallona tenen una disposició d'anell de segellat que utilitza un anell de pinça i un anell de suport en un anell de goma dentada. Aquest disseny evita l'extrusió de les juntes tòriques.

En els primers dissenys, s'utilitzava un disc de metall per segellar contra un seient metàl·lic. Aquesta disposició no proporcionava un tancament hermètic, però sí un tancament suficient en algunes aplicacions (és a dir, línies de distribució d'aigua).

Construcció del cos de la vàlvula de papallona

La construcció del cos de la vàlvula de papallona varia. El més econòmic és el tipus hòstia que s'adapta entre dues brides de canonada. Un altre tipus, el disseny d'hòsties de lug, es manté al seu lloc entre dues brides de canonada mitjançant cargols que uneixen les dues brides i passen a través dels forats de la carcassa exterior de la vàlvula. Les vàlvules de papallona estan disponibles amb extrems de brida convencionals per cargolar a brides de canonades i en una construcció d'extrem roscat.

Disc de seient i tija d'una vàlvula de papallona

La tija i el disc d'una vàlvula de papallona són peces separades. El disc està avorrit per rebre la tija. S'utilitzen dos mètodes per fixar el disc a la tija de manera que el disc giri a mesura que es gira la tija. En el primer mètode, el disc es fora i s'assegura a la tija amb cargols o passadors. El mètode alternatiu consisteix a perforar el disc com abans i, a continuació, donar forma al forat de la tija superior per adaptar-se a una tija quadrada o hexagonal. Aquest mètode permet que el disc "floti" i busqui el seu centre al seient. S'aconsegueix un segellat uniforme i s'eliminen els elements de fixació de la tija externa. Aquest mètode de muntatge és avantatjós en el cas de discs coberts i en aplicacions corrosives.

Perquè el disc es mantingui en la posició adequada, la tija s'ha d'estendre més enllà de la part inferior del disc i encaixar en un casquet a la part inferior del cos de la vàlvula. Un o dos casquets similars també es troben al llarg de la part superior de la tija. Aquests coixins han de ser resistents als mitjans que es manipulen o estan segellats perquè els mitjans corrosius no puguin entrar en contacte amb ells.

Els segells de tija s'aconsegueixen amb l'embalatge en una caixa d'empaqueta convencional o mitjançant segells de junta tòrica. Alguns fabricants de vàlvules, especialment aquells especialitzats en la manipulació de materials corrosius, col·loquen un segell de tija a l'interior de la vàlvula perquè cap material manipulat per la vàlvula pugui entrar en contacte amb la tija de la vàlvula. Si s'utilitza una caixa de farciment o una junta tòrica externa, el fluid que passa per la vàlvula entrarà en contacte amb la tija de la vàlvula.

Aplicacions típiques de les vàlvules de papallona

Una vàlvula de papallona es pot utilitzar en molts serveis de fluids diferents i funcionen bé en aplicacions de purins. A continuació es mostren algunes aplicacions típiques de les vàlvules de papallona:

• Aigua de refrigeració, aire, gasos, protecció contra incendis, etc.
• Serveis de purins i similars
• Servei de buit
• Serveis d'aigua i vapor d'alta pressió i alta temperatura

Avantatges de les vàlvules de papallona

• El disseny compacte requereix molt menys espai, en comparació amb altres vàlvules
• Lleuger en pes
• El funcionament ràpid requereix menys temps per obrir o tancar
• Disponible en mides molt grans
• Baixa caiguda de pressió i recuperació d'alta pressió

Inconvenients de les vàlvules de papallona

• El servei d'acceleració es limita a una pressió diferencial baixa
• La cavitació i el flux asfixiat són dues possibles preocupacions
• El moviment del disc no és guiat i està afectat per la turbulència del flux

Vàlvula de papallona triple offset Vanessa

Comentari(s) de l'autor...

Juntes i instal·lació de vàlvules de papallona

El 14 de setembre de 2012 vaig rebre un correu electrònic amb el següent comentari:

Tinc un suggeriment per a vostè que crec que no s'aborda al vostre lloc, que és descriure quin tipus de junta utilitzar per a diferents vàlvules de papallona (tipus E o F) i quin tipus de brida acompanyant s'ha d'utilitzar (RF o FF), i també quan una junta no és necessària perquè determinades vàlvules de papallona tenen juntes integrals. He descobert que sovint hi ha confusió sobre aquest tema.

Una bona observació i per tant la següent:

Instruccions d'instal·lació d'un proveïdor de vàlvules de papallona:
La vàlvula està dissenyada per utilitzar-se entre tot tipus de brides de cara plana o elevada.
NO UTILITZAR JUTES DE BRIDA.El disseny de la vàlvula de papallona limita la necessitat de juntes. Per a una instal·lació correcta, l'espai entre brides ha de ser suficient per permetre la inserció de la vàlvula sense pertorbar el segell de la brida. Tingueu en compte que la vora de segellat diac està en línia amb el pla de l'eix. Gireu la tija per col·locar el disc dins del cos, col·loqueu la vàlvula entre les brides i premeu els cargols a mà.
OBRIR LENTAMENTla vàlvula en sentit contrari a les agulles del rellotge per comprovar si hi ha un espai lliure del disc adequat.
TORNAR EL DISC A LA POSICIÓ OBERTA DEL 10%.i premeu tots els cargols, torneu a comprovar si hi ha un espai lliure adequat per al disc.

Incorrecte
Disc en posició tancada i juntes instal·lades
entre la vàlvula i les brides d'acoblament

Correcte
No s'utilitzen juntes de brida i disc al
posició gairebé tancada.

Una altra instrucció d'instal·lació d'un proveïdor de vàlvules de papallona:

PRECAUCIÓ
Les juntes següents s'han d'utilitzar per a la instal·lació de les vàlvules a les canonades.

• Tipus de junta
  Junta de PTFE reforçada (no es poden instal·lar juntes encamisades, juntes espirals o metàl·liques).
• Dimensió de la junta
  Les dimensions de la junta han de complir amb ASME B16.21. (El gruix mínim de la junta és de 3 mm.)

Les vàlvules no es poden instal·lar als extrems. La vàlvula s'ha d'instal·lar d'acord amb una fletxa, proporcionada al costat de la brida de muntatge de l'operador. La fletxa ha d'apuntar des del costat de pressió més alta fins al costat de pressió inferior en la posició de la vàlvula tancada.

Per tant, es recomana seguir les instruccions d'un proveïdor de vàlvules de papallona!

Evitar problemes amb les vàlvules de papallona

La majoria de problemes amb les vàlvules de papallona al camp estan directament relacionats amb procediments d'instal·lació deficients. Per aquest motiu, és aconsellable tenir en compte les millors pràctiques a l'hora de disposar les canonades i instal·lar la pròpia vàlvula.

El seient d'una vàlvula de papallona amb seient elàstic generalment s'estén a les dues cares de la vàlvula. Com a resultat, no calen juntes, ja que aquests seients compleixen la funció d'una junta. El material del seient que s'estén més enllà de la cara es comprimeix durant la instal·lació i flueix cap al centre del seient de la vàlvula. Qualsevol canvi en aquesta configuració a causa d'una instal·lació inadequada afecta directament la classificació de pressió i els parells d'assentament/desseient.

A diferència de la majoria dels tipus de vàlvules, el disc de la vàlvula de papallona s'estén més enllà de la cara del cos de la vàlvula amb determinats angles d'obertura (per exemple, 30 ° o més) quan s'instal·la entre brides. Per tant, és molt important abans de la instal·lació assegurar-se que el disc pugui girar lliurement i entrar a les brides i a les canonades.

Enviament i emmagatzematge

• Col·loqueu els discs al 10% d'obertura de manera que quedin sense seu.
• Les cares de cada vàlvula han d'estar cobertes per evitar danys a la cara del seient, la vora del disc o l'interior de la vàlvula.
• Emmagatzemar a l'interior, preferiblement amb una temperatura ambient entre 5 °C i 30 °C.
• Obriu i tanqueu les vàlvules cada 3 mesos.
• Enviar i emmagatzemar les vàlvules de manera que no s'apliquin càrregues pesades als cossos.

Ubicació de la vàlvula

• Les vàlvules de papallona s'han d'instal·lar, si és possible, un mínim de 6 diàmetres de canonades des d'altres elements de la línia, és a dir, colzes, bombes, vàlvules, etc. A vegades això no és factible, però és important aconseguir la màxima distància possible.
• Quan la vàlvula de papallona estigui connectada a una vàlvula de retenció o bomba, mantingueu prou espai entre elles per assegurar-vos que el disc no interfereixi amb l'equip adjacent.

Orientació de la vàlvula

Com a regla general, les vàlvules de papallona s'instal·len amb la tija en posició vertical amb l'actuador muntat verticalment directament a sobre, però, hi ha algunes aplicacions on la tija hauria de ser horitzontal. El fitxer .pdf següent us indica per què la tija de vegades s'ha de col·locar horitzontalment.

Dodge Engineering and Controls Inc
(Instruccions d'instal·lació de la vàlvula de papallona)

Procediments d'instal·lació

1. Assegureu-vos que les cares de la canonada i de la brida estiguin netes. Qualsevol material estrany com ara llimadures metàl·liques, escates de canonades, escòries de soldadura, varetes de soldadura, etc. poden limitar el moviment del disc o danyar el disc o el seient.
2. Les juntes no són necessàries a les vàlvules de seient elàstic perquè s'estenen a les dues cares de la vàlvula.
3. Alineeu la canonada i esteneu les brides prou per permetre que el cos de la vàlvula s'insereixi fàcilment entre les brides sense entrar en contacte amb les brides de la canonada.
4. Comproveu que el disc de la vàlvula estigui obert al voltant del 10% perquè no s'enganxi en la posició totalment asseguda.
5. Introduïu la vàlvula entre les brides tal com es mostra, tenint cura de no danyar les cares del seient. Aixequeu sempre la vàlvula pels forats de localització o utilitzant una eslinga de niló al coll o al cos. No aixequi mai la vàlvula per l'actuador o l'operador muntat a la vàlvula.
6. Col·loqueu la vàlvula entre les brides, centreu-la, introduïu els cargols i premeu-los a mà. Obriu el disc amb cura, assegurant-vos que el disc no entri en contacte amb l'interior de les canonades adjacents.
7. Tanqueu molt lentament el disc de la vàlvula per garantir l'espai lliure de la vora del disc de la brida de la canonada adjacent.
8. Obriu completament el disc i premeu tots els cargols de la brida tal com es mostra.
9. Repetiu una rotació del disc de tancament fins a obertura total per garantir els espais lliures adequats.