Introducción a las válvulas de mariposa.
válvulas de mariposa
Una válvula de mariposa es una válvula de movimiento rotacional de un cuarto de vuelta que se utiliza para detener, regular e iniciar el flujo.
Las válvulas de mariposa son fáciles y rápidas de abrir. Una rotación de 90° del mango proporciona un cierre o apertura completo de la válvula. Las válvulas de mariposa grandes suelen estar equipadas con la llamada caja de cambios, donde el volante está conectado al vástago mediante engranajes. Esto simplifica el funcionamiento de la válvula, pero a expensas de la velocidad.
Tipos de válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa tienen un cuerpo circular corto, un disco redondo, asientos blandos o de metal con metal, cojinetes de eje superior e inferior y un prensaestopas. La construcción del cuerpo de una válvula de mariposa varía. Un diseño comúnmente utilizado es el tipo oblea que encaja entre dos bridas. Otro tipo, el diseño de oblea de orejeta, se mantiene en su lugar entre dos bridas mediante pernos que unen las dos bridas y pasan a través de orificios en la carcasa exterior de la válvula. Las válvulas de mariposa incluso están disponibles con extremos bridados, roscados y para soldar a tope, pero no se utilizan con frecuencia.
Las válvulas de mariposa poseen muchas ventajas sobre las válvulas de compuerta, globo, obturador y bola, especialmente para aplicaciones de válvulas grandes. El ahorro de peso, espacio y coste son las ventajas más obvias. Los costos de mantenimiento suelen ser bajos porque hay una cantidad mínima de piezas móviles y no hay bolsas que atrapen fluidos.
Las válvulas de mariposa son especialmente adecuadas para el manejo de grandes flujos de líquidos o gases a presiones relativamente bajas y para el manejo de lodos o líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión.
Las válvulas de mariposa se construyen según el principio de un amortiguador de tubería. El elemento de control de flujo es un disco de aproximadamente el mismo diámetro que el diámetro interior de la tubería contigua, que gira sobre un eje vertical u horizontal. Cuando el disco queda paralelo al recorrido de la tubería, la válvula está completamente abierta. Cuando el disco se acerca a la posición perpendicular, la válvula se cierra. Las posiciones intermedias, a efectos de estrangulación, pueden fijarse mediante dispositivos de bloqueo del mango.
Construcción del asiento de la válvula de mariposa
La detención del flujo se logra sellando el disco de la válvula contra un asiento que está en la periferia del diámetro interior del cuerpo de la válvula. Muchas válvulas de mariposa tienen un asiento elastomérico contra el cual sella el disco. Otras válvulas de mariposa tienen una disposición de anillo de sello que utiliza un anillo de sujeción y un anillo de respaldo sobre un anillo de goma con bordes dentados. Este diseño evita la extrusión de las juntas tóricas.
En los primeros diseños, se usaba un disco de metal para sellar contra un asiento de metal. Esta disposición no proporcionó un cierre hermético, pero proporcionó un cierre suficiente en algunas aplicaciones (es decir, líneas de distribución de agua).
Construcción del cuerpo de la válvula de mariposa
La construcción del cuerpo de la válvula de mariposa varía. El más económico es el tipo oblea que encaja entre dos bridas de tubería. Otro tipo, el diseño de oblea con orejetas, se mantiene en su lugar entre dos bridas de tubería mediante pernos que unen las dos bridas y pasan a través de orificios en la carcasa exterior de la válvula. Las válvulas de mariposa están disponibles con extremos bridados convencionales para atornillar a bridas de tubería y en una construcción de extremo roscado.
Disco de asiento y vástago de una válvula de mariposa
El vástago y el disco de una válvula de mariposa son piezas separadas. El disco se perfora para recibir el vástago. Se utilizan dos métodos para asegurar el disco al vástago de modo que el disco gire a medida que se gira el vástago. En el primer método, el disco se perfora y se fija al vástago con pernos o pasadores. El método alternativo implica perforar el disco como antes y luego darle forma al orificio superior del vástago para que se ajuste a un vástago cuadrado o hexagonal. Este método permite que el disco “flote” y busque su centro en el asiento. Se logra un sellado uniforme y se eliminan los sujetadores externos del vástago. Este método de montaje es ventajoso en el caso de discos cubiertos y en aplicaciones corrosivas.
Para que el disco se mantenga en la posición adecuada, el vástago debe extenderse más allá de la parte inferior del disco y encajar en un casquillo en la parte inferior del cuerpo de la válvula. También hay uno o dos casquillos similares a lo largo de la parte superior del vástago. Estos casquillos deben ser resistentes a los medios que se manipulan o estar sellados para que los medios corrosivos no puedan entrar en contacto con ellos.
Los sellos del vástago se logran con empaquetadura en una caja de empaquetadura convencional o mediante sellos de junta tórica. Algunos fabricantes de válvulas, particularmente aquellos que se especializan en el manejo de materiales corrosivos, colocan un sello de vástago en el interior de la válvula para que ningún material manipulado por la válvula pueda entrar en contacto con el vástago de la válvula. Si se emplea una caja de empaquetadura o una junta tórica externa, el fluido que pasa a través de la válvula entrará en contacto con el vástago de la válvula.
Aplicaciones típicas de las válvulas de mariposa.
Una válvula de mariposa se puede utilizar en muchos servicios de fluidos diferentes y funciona bien en aplicaciones de lodos. Las siguientes son algunas aplicaciones típicas de las válvulas de mariposa:
- Agua de refrigeración, aire, gases, protección contra incendios, etc.
- Purines y servicios similares
- Servicio de vacío
- Servicios de agua y vapor de alta presión y alta temperatura.
Ventajas de las válvulas de mariposa
- El diseño compacto requiere considerablemente menos espacio en comparación con otras válvulas.
- Ligero en peso
- La operación rápida requiere menos tiempo para abrir o cerrar
- Disponible en tamaños muy grandes.
- Caída de presión baja y recuperación de presión alta
Desventajas de las válvulas de mariposa
- El servicio de regulación se limita a una presión diferencial baja.
- La cavitación y el flujo obstruido son dos posibles preocupaciones
- El movimiento del disco no está guiado y se ve afectado por la turbulencia del flujo.
Válvula de mariposa de triple desplazamiento Vanessa
Observaciones del autor...
Juntas e instalación de válvulas de mariposa.
El 14 de septiembre de 2012 recibí un correo electrónico con el siguiente comentario:
Tengo una sugerencia para usted que creo que no se aborda en su sitio, que es describir qué tipo de junta usar para diferentes válvulas de mariposa (Tipo E o F) y qué tipo de brida complementaria se debe usar (RF o FF), y también cuando no es necesaria una junta porque ciertas válvulas de mariposa tienen juntas integrales. He descubierto que a menudo hay confusión sobre este asunto.
Una buena observación y por tanto la siguiente:
Instrucciones de instalación de un proveedor de válvulas de mariposa:
La válvula está diseñada para usarse entre todo tipo de bridas planas o de cara elevada.
NO UTILICE JUNTAS DE BRIDA.El diseño de la válvula de mariposa elimina la necesidad de juntas. Para una instalación adecuada, el espacio entre bridas debe ser suficiente para permitir la inserción de la válvula sin alterar el sello de la brida. Tenga en cuenta que el borde de sellado diac esté alineado con la parte plana del eje. Gire el vástago para colocar el disco dentro del cuerpo, coloque la válvula entre las bridas y apriete los pernos manualmente.
ABRIR LENTAMENTEGire la válvula en el sentido contrario a las agujas del reloj para comprobar que el espacio libre del disco sea adecuado.
DEVUELVA EL DISCO A LA POSICIÓN ABIERTA AL 10%& apriete en cruz todos los pernos, verifique nuevamente que el espacio libre del disco sea adecuado.
Incorrecto
Disco en posición cerrada y juntas instaladas.
entre la válvula y las bridas de acoplamiento
Correcto
No se utilizan juntas de brida y disco en el
Posición casi cerrada.
Otra instrucción de instalación de un proveedor de válvulas de mariposa:
PRECAUCIÓN
Se deben utilizar las siguientes juntas para la instalación de las válvulas en tuberías.
- Tipo de junta
Junta de PTFE reforzada (no se pueden instalar juntas con camisa, juntas enrolladas en espiral ni juntas metálicas). - Dimensión de la junta
Las dimensiones de la junta deben cumplir con ASME B16.21. (El espesor mínimo de la junta es de 3 mm).
Las válvulas no se pueden instalar en extremos cortos. La válvula debe instalarse de acuerdo con la flecha que se encuentra en el costado de la brida de montaje del operador. La flecha debe apuntar desde el lado de mayor presión al lado de menor presión en la posición de válvula cerrada.
Por lo tanto, se recomienda seguir las instrucciones del proveedor de válvulas de mariposa.
Evitar problemas con las válvulas de mariposa
La mayoría de los problemas con las válvulas de mariposa en el campo están directamente relacionados con procedimientos de instalación deficientes. Por este motivo, es aconsejable considerar las mejores prácticas al diseñar las tuberías e instalar la propia válvula.
El asiento en una válvula de mariposa con asiento elástico generalmente se extiende hacia ambas caras de la válvula. Como resultado, no se requieren juntas ya que estos asientos cumplen la función de una junta. El material del asiento que se extiende más allá de la cara se comprime durante la instalación y fluye hacia el centro del asiento de la válvula. Cualquier cambio en esta configuración debido a una instalación inadecuada afecta directamente la clasificación de presión y los pares de torsión de asiento/desasentamiento.
A diferencia de la mayoría de los tipos de válvulas, el disco de la válvula de mariposa en realidad se extiende más allá de la cara del cuerpo de la válvula en ángulos de apertura determinados (digamos, 30° o más) cuando se instala entre bridas. Por lo tanto, es muy importante antes de la instalación asegurarse de que el disco pueda girar libremente y entrar en las bridas y tuberías.
Envío y almacenamiento
- Coloque los discos al 10% abiertos para que queden desalojados.
- Las caras de cada válvula deben cubrirse para evitar daños a la cara del asiento, al borde del disco o al interior de la válvula.
- Almacenar en el interior, preferiblemente con una temperatura ambiente entre 5°C y 30°C.
- Abra y cierre las válvulas cada 3 meses.
- Envíe y almacene las válvulas de manera que no se apliquen cargas pesadas a los cuerpos.
Ubicación de la válvula
- Las válvulas de mariposa deben instalarse, si es posible, a un mínimo de 6 diámetros de tubería de otros elementos de la línea, es decir, codos, bombas, válvulas, etc. A veces esto no es factible, pero es importante lograr la mayor distancia posible.
- Cuando la válvula de mariposa esté conectada a una válvula de retención o bomba, mantenga suficiente espacio entre ellas para garantizar que el disco no interfiera con el equipo adyacente.
Orientación de la válvula
Como regla general, las válvulas de mariposa deben instalarse con el vástago en posición vertical y el actuador montado verticalmente directamente encima de él; sin embargo, hay algunas aplicaciones en las que el vástago debe estar horizontal. El archivo .pdf a continuación le indica por qué a veces el tallo debe colocarse horizontalmente.
(Instrucciones de instalación de la válvula de mariposa)
Procedimientos de instalación
- Asegúrese de que las caras de la tubería y la brida estén limpias. Cualquier material extraño como limaduras de metal, incrustaciones de tuberías, escoria de soldadura, varillas de soldadura, etc. puede limitar el movimiento del disco o dañar el disco o el asiento.
- No se requieren juntas en las válvulas de asiento elástico porque se extienden a ambas caras de la válvula.
- Alinee las tuberías y separe las bridas lo suficiente para permitir que el cuerpo de la válvula se inserte fácilmente entre las bridas sin hacer contacto con las bridas de la tubería.
- Verifique que el disco de la válvula esté abierto aproximadamente un 10% para que no se atasque en la posición completamente asentada.
- Inserte la válvula entre las bridas como se muestra, teniendo cuidado de no dañar las caras del asiento. Levante siempre la válvula por los orificios de localización o utilizando una eslinga de nailon en el cuello o el cuerpo. Nunca levante la válvula por el actuador u operador montado en la válvula.
- Coloque la válvula entre las bridas, céntrela, inserte los pernos y apriételos manualmente. Abra con cuidado el disco, asegurándose de que el disco no entre en contacto con el interior de los tubos adyacentes.
- Cierre muy lentamente el disco de la válvula para asegurar que el borde del disco esté libre de la brida de la tubería adyacente.
- Abra completamente el disco y apriete todos los pernos de la brida como se muestra.
- Repita una rotación de cierre completo a apertura total del disco para garantizar espacios adecuados.
Hora de publicación: 06-mayo-2020