Válvulas de mariposa son dispositivos de control de cuarto de vuelta reconocidos por su diseño compacto, peso ligero y baja caída de presión. Regulan el flujo de fluido mediante un disco (la "mariposa") que gira 90 grados alrededor de un eje central o desplazado.
Según la relación entre el disco, el vástago y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula, las válvulas de mariposa se clasifican principalmente en tres tipos:
yo. Válvula de mariposa concéntrica / de compensación cero
Diseño y principio
- Definición de concentricidad: En este diseño básico y más económico, los tres puntos centrales: el eje del vástago , el centro del disco , y el centro de oleoductos —Están todos alineados en el mismo eje.
- Mecanismo de sellado: Normalmente utiliza un asiento resistente (asiento blando) hecho de un material elastomérico (como EPDM o NBR) o revestimiento de PTFE. El borde del disco frota continuamente contra el asiento blando durante toda la carrera de apertura y cierre. El sellado se consigue mediante la compresión y deformación elástica del asiento blando contra el disco.
Perfil de aplicación
- Ventajas: Construcción simple, costo más bajo, cierre hermético (Clase VI) en aplicaciones de baja presión y baja temperatura.
- Contras: Alta fricción y desgaste del asiento, lo que limita su uso en ambientes abrasivos o de alto ciclo.
- Aplicaciones típicas: Tratamiento de agua, servicios públicos generales, sistemas HVAC y aplicaciones de baja presión que requieren un aislamiento de encendido/apagado simple.
II. Válvula de mariposa de doble compensación (alto rendimiento)
Diseño y principio
El diseño de doble compensación introduce dos compensaciones para mejorar el rendimiento y reducir la fricción en comparación con el tipo de compensación cero:
- Primer desplazamiento (desplazamiento del eje): El vástago está desplazado del centro del orificio de la tubería/válvula.
- Segundo desplazamiento (desplazamiento del plano): El vástago está desplazado de la línea central de la superficie de sellado del disco.
- Mecanismo de sellado: Esta geometría hace que el disco despegar el asiento inmediatamente después de abrirlo y solo enganche el asiento durante los últimos grados de cierre. esto Reduce drásticamente la fricción y el desgaste del asiento. . Utilizan tanto asientos blandos (PTFE/RPTFE) como, habitualmente, asientos metálicos.
Perfil de aplicación
- Ventajas: Par de operación y desgaste significativamente reducidos, maneja presiones nominales más altas (por ejemplo, ANSI Clase 150/300), excelente para servicio de estrangulación (modulación).
- Aplicaciones típicas: Sistemas de procesamiento químico, petróleo y gas, refinación y generación de energía donde están involucradas presiones y temperaturas de medias a altas, y donde se requiere una combinación de cierre y control de flujo.
III. Válvula de mariposa de triple compensación (TOV)
Diseño y principio
La válvula de mariposa de triple compensación es el diseño más avanzado e introduce una tercera compensación geométrica para un sellado superior en condiciones de servicio críticas y severas:
- Primera compensación (Igual que el doble desplazamiento).
- Segunda compensación (Igual que el doble desplazamiento).
- Tercer desplazamiento (geometría de sellado): El asiento de la válvula y el sello del disco están mecanizados en un perfil de cono excéntrico .
- Mecanismo de sellado: Este diseño geométrico asegura que el anillo de sello del disco se acopla al asiento del cuerpo en una acción de leva sin fricción . El disco sólo hace contacto de línea con el asiento en el punto absoluto de cierre.
- Material: Los TOV cuentan casi exclusivamente con un sello de metal a metal (sello duro).
Perfil de aplicación
- Ventajas: Logra verdadera, bidireccional cero fugas Cierre (hermético a burbujas) con asientos metálicos, adecuado para servicio de alta temperatura y presión extremas, inherentemente a prueba de incendios (según los estándares API 607/6FA).
- Aplicaciones típicas: Vapor a alta presión, fluido térmico, servicio de hidrocarburos, medios abrasivos y puntos críticos de aislamiento en industrias como generación de energía, petroquímica, metalurgia y pulpa y papel . A menudo reemplazan válvulas de compuerta o de globo más voluminosas y costosas.
Más allá del tipo: variaciones de diseño esenciales
Además de los tres tipos funcionales anteriores, las válvulas de mariposa también se clasifican por su estilo de conexión del cuerpo y método de operación.
IV. Estilos de conexión del cuerpo
La elección del estilo de conexión afecta la instalación, el mantenimiento y si la válvula se puede utilizar al final de una tubería (servicio de fin de línea).
| Estilo de conexión | Descripción | Característica clave y aplicación |
|---|---|---|
| Oblea | Un cuerpo delgado y compacto diseñado para ser "intercalado" entre dos bridas de tubería usando pernos largos que pasan a través de todo el conjunto de brida/válvula. | Menor costo, menor peso. No se puede utilizar para servicio de final de línea sin brida ciega, ya que la tubería de un lado debe permanecer soportada. |
| Estilo de oreja | El cuerpo de la válvula tiene orificios para pernos roscados (orejas) alrededor de su circunferencia, lo que permite atornillarlo directamente a cada brida de tubería por separado. | Ideal para servicio de final de línea. Permite retirar la tubería de un lado sin alterar la tubería del otro lado de la válvula. Mayor costo que Wafer. |
| Brida | El cuerpo de la válvula tiene sus propias bridas integrales, similares a las de una válvula de compuerta o de globo tradicional. | Los más pesados y costosos. Se utiliza para tuberías de gran tamaño o en aplicaciones que requieren máxima resistencia y facilidad de alineación. |
V. Métodos de actuación
Las válvulas de mariposa son válvulas de cuarto de vuelta (funcionamiento de 90°) y pueden accionarse por varios medios:
| Método de actuación | Principio | Idoneidad y características |
|---|---|---|
| manuales | Operado por un Palanca (para válvulas más pequeñas) o un Caja de cambios/Volante (para válvulas más grandes o aplicaciones de alto torque). | Sencillo, económico y fiable. Lo mejor para válvulas que se operan con poca frecuencia o donde el tiempo de cierre rápido no es crítico. |
| Neumático | Utiliza aire comprimido (generalmente de 60 a 125 PSI) para impulsar un pistón o mecanismo de piñón y cremallera para girar el vástago. | Operación más rápida (a menudo 1 segundo o menos), adecuado para aplicaciones de ciclo alto y ON/OFF, e inherentemente a prueba de explosiones . Se puede configurar como “a prueba de fallas” (por ejemplo, retorno por resorte para abrir o cerrar en caso de pérdida de aire). |
| electrico | Utiliza un motor eléctrico y un tren de engranajes para generar movimiento giratorio. | Máxima precisión para modulación/aceleración. Ideal para control remoto, integración con sistemas DCS/PLC y aplicaciones donde no hay suministro de aire disponible. Funcionamiento más lento que el neumático. |
¿Le gustaría profundizar específicamente en el materiales de construccion (cuerpo, disco y asiento) para estos tipos de válvulas, o tal vez una avería de características de flujo ?
