Hay cinco estilos generales de cuerpo de válvulas de bola: cuerpo simple, cuerpo de tres piezas, cuerpo dividido, entrada superior y soldado. La diferencia se basa en cómo se fabrican y ensamblan las piezas de la válvula, especialmente la carcasa que contiene la propia bola. El funcionamiento de la válvula es el mismo en todos los casos.
Además, existen diferentes estilos relacionados con el orificio del propio mecanismo de la bola. Y dependiendo de la presión de trabajo, las válvulas de bola se clasifican en válvulas de bola de baja presión y válvulas de bola de alta presión. En la mayoría de las industrias, las válvulas de bola con presiones de trabajo superiores a 3000 psi se consideran válvulas de bola de alta presión. Por lo general, la presión máxima de trabajo para las válvulas de bola de alta presión es de 7500 psi, y depende de la estructura, tamaños y materiales de sellado, la presión máxima de trabajo de las válvulas de bola de alta presión puede ser de hasta 15000 psi. Las válvulas de bola de alta presión se utilizan principalmente en aplicaciones bajo alta presión, como los sistemas hidráulicos, por lo que se conocen como válvulas de bola hidráulicas también.
Las válvulas de bola en tamaños de hasta 2 pulgadas generalmente vienen en diseños de una pieza, dos o tres piezas. Las válvulas de bola de una pieza son casi siempre de paso reducido, son relativamente baratas y generalmente son desechables. Las válvulas de bola de dos piezas suelen tener un diámetro interior ligeramente reducido (o estándar) y pueden ser desechables o reparables. El diseño de 3 piezas permite que la parte central de la válvula que contiene la bola y los asientos del vástago & se pueda retirar fácilmente de la tubería. Esto facilita la limpieza eficaz de los sedimentos depositados, la sustitución de los asientos y las empaquetaduras del prensaestopas, el pulido de los pequeños arañazos de la bola, todo ello sin desmontar las tuberías del cuerpo de la válvula. El concepto de diseño de una válvula de tres piezas es que sea reparable.
Puerto completoEditar
Una válvula de bola de puerto completo o más comúnmente conocida como de paso completo tiene una bola sobredimensionada para que el agujero de la bola sea del mismo tamaño que la tubería, lo que resulta en una menor pérdida de fricción. El flujo no está restringido, pero la válvula es más grande y más cara, por lo que sólo se utiliza cuando se requiere un flujo libre, por ejemplo, en las tuberías que requieren pigging.
Puerto reducido o agujero reducidoEditar
En las válvulas de bola de puerto reducido (más comúnmente conocido como agujero reducido), el flujo a través de la válvula es un tamaño de tubería más pequeño que el tamaño de la tubería de la válvula, lo que resulta en el área de flujo es menor que la tubería. Como la descarga de flujo permanece constante y es igual al área de flujo (A) por la velocidad (V), A 1 V 1 = A 2 V 2 {\displaystyle A_{1}V_{1}=A_{2}V_{2}}
la velocidad aumenta con la reducción del área de flujo.
Puerto en VEditar
Una válvula de bola de puerto en V tiene una bola en forma de «v» o un asiento en forma de «v». Esto permite características de flujo lineal e incluso de igual porcentaje. Cuando la válvula está en posición cerrada y se inicia la apertura, el extremo pequeño de la ‘v’ se abre primero permitiendo un control estable del flujo durante esta etapa. Este tipo de diseño requiere una construcción generalmente más robusta debido a las mayores velocidades de los fluidos, que podrían dañar una válvula estándar. Cuando se mecanizan correctamente, estas son excelentes válvulas de control, ofreciendo un rendimiento de fuga superior.
Relleno de la cavidadEditar
Muchas industrias encuentran problemas con los residuos en la válvula de bola. Cuando el fluido está destinado al consumo humano, los residuos también pueden ser un peligro para la salud, y cuando el fluido cambia de vez en cuando la contaminación de un fluido con otro puede ocurrir. Los residuos surgen porque en la posición semiabierta de la válvula de bola se crea una cavidad entre el orificio de la bola y el cuerpo en la que puede quedar atrapado el fluido. Para evitar que el fluido entre en esta cavidad, hay que taparla, lo que puede hacerse extendiendo los asientos de forma que siempre estén en contacto con la bola. Este tipo de válvula de bola se conoce como válvula de bola de relleno de cavidad.
Hay algunos tipos de válvulas de bola relacionados con la fijación y el movimiento lateral de la bola:
Trunnion, flotante y actuadaEditar
Una válvula de bola trunnion tiene un anclaje mecánico adicional de la bola en la parte superior y en la inferior, adecuado para válvulas más grandes y de mayor presión (digamos, por encima de 10 cm y 40 bares).
Una válvula de bola flotante es aquella en la que la bola no está sujeta por un muñón. En funcionamiento normal, esto hará que la bola flote ligeramente hacia abajo. Esto hace que el mecanismo de asiento se comprima bajo la bola que presiona contra ella. Además, en algunos tipos, en el caso de que alguna fuerza provoque que el mecanismo de asiento se disipe (como el calor extremo de un incendio fuera de la válvula), la bola flotará hasta el cuerpo de metal que está diseñado para sellar contra la bola proporcionando un diseño un tanto a prueba de fallos.
Las válvulas de bola operadas manualmente pueden cerrarse rápidamente y, por lo tanto, existe el peligro del golpe de ariete. Algunas válvulas de bola están equipadas con un actuador que puede ser neumático, hidráulico o motorizado. Estas válvulas pueden utilizarse para el encendido/apagado o para el control del caudal. Una válvula de control de flujo neumática también está equipada con un posicionador que transforma la señal de control en la posición del actuador y la apertura de la válvula en consecuencia.
MultiportEdit
- Las de tres y cuatro vías tienen un orificio en forma de L o de T por el centro. Las diferentes combinaciones de flujo se muestran en la figura. Es fácil ver que una válvula en T puede conectar cualquier par de puertos, o los tres, juntos, pero la posición de 45 grados que podría desconectar los tres no deja margen de error. La válvula L puede conectar el puerto central a cualquiera de los puertos laterales, o desconectar los tres, pero no puede conectar los puertos laterales juntos.
- Las válvulas de bola de múltiples puertos con 4 vías, o más, también están disponibles comercialmente, la vía de entrada a menudo es ortogonal al plano de las salidas. Para aplicaciones especiales, como el accionamiento de motores neumáticos de avance a retroceso, la operación se realiza girando una válvula de cuatro vías de una sola palanca. La válvula de bola de 4 vías tiene dos puertos en forma de L en la bola que no se interconectan, lo que a veces se denomina puerto «×».