Una válvula de bola (ball) es un tipo de válvula de tubería , cuyo elemento de bloqueo o regulación tiene forma esférica [1] . Este es uno de los tipos de válvulas modernas y progresivas , que se usa cada vez más para diversas condiciones de trabajo en tuberías que transportan gas natural y petróleo , sistemas de suministro de gas urbano , suministro de agua, calefacción y otras áreas. La válvula de bola tiene dos posiciones de operación Abierta y Cerrada, la regulación del flujo de agua por parte del fabricante está prohibida debido a las características de diseño de la válvula, donde hay una cavidad vacía entre el cuerpo y la bola.
El diseño de las válvulas de bola no es nuevo y se conoce desde hace más de 100 años , sin embargo, en las primeras versiones no proporcionaba un cierre hermético del paso del medio debido a la dificultad de dotarlo de las superficies metálicas del tapón de bola . y asientos de carrocería . La aparición e introducción de materiales como los fluoroplastos , cauchos sintéticos para la fabricación de monturas en la industria de las válvulas, llevó al uso generalizado de las válvulas de bola. Los nuevos materiales han permitido garantizar un cierre hermético y reducir significativamente el esfuerzo necesario para operar la grúa.
El elemento móvil ( obturador ) de tales válvulas es un tapón esférico, una bola, a lo largo de cuyo eje se hace un orificio redondo pasante para el paso del medio. En las válvulas de paso, para cerrar o abrir completamente el paso, basta con girar la bola 90 ° .
Por tipo, las válvulas de bola se dividen en paso total y reducido (paso estándar). Válvula de bola de paso total: el diámetro del orificio en la bola corresponde al diámetro interno de la tubería en la que está instalada la válvula. Las pérdidas hidráulicas durante el paso del medio de trabajo por una válvula completamente abierta son muy pequeñas, casi las mismas que cuando el medio pasa por un tubo de igual longitud que el cuerpo de la válvula, que es mucho menor que en otro tipo de válvulas. Esta valiosa cualidad ha convertido a las válvulas de este tipo en el principal dispositivo de bloqueo en la parte lineal de las tuberías principales . Válvulas de bola de diámetro reducido o estándar : el diámetro del orificio en la bola es un tamaño estándar menor que el diámetro de la tubería. Este tipo de válvulas de bola se utilizan en tuberías en las que la pérdida parcial de presión no es crítica.
Según el tipo de conexión, las válvulas de bola pueden ser: bridadas , soldadas , de acoplamiento y combinadas . Las válvulas de bola con brida se utilizan en tuberías que requieren un desmontaje/montaje parcial, así como en salas donde está prohibida la soldadura. Las grúas con conexión soldada se utilizan en tramos de tuberías especialmente críticos o de difícil acceso, debido a la total estanqueidad del solape y la solidez de la conexión. Las válvulas con conexión de enchufe tienen una rosca interna cónica o cilíndrica. Utilizado principalmente en servicios públicos. Las válvulas de bola con conexión combinada son universales y se utilizan en varios sistemas de tuberías (conexión roscada/soldada, conexión bridada/soldada, etc.).
Además de lo anterior, las válvulas de bola tienen una serie de otras ventajas, que incluyen:
Como desventaja, podemos señalar la necesidad de una zona "muerta" para girar en grúas con manija en voladizo. Esta desventaja se puede compensar con un grifo con mango de cordero (también llamado coloquialmente "mariposa" o "arco"). Además, las válvulas de bola, al igual que otros tipos de válvulas, no deben utilizarse como válvulas de control en tuberías de líquidos donde la velocidad del medio es alta, ya que esto provocará la cavitación en las posiciones intermedias del tapón, así como cuando se mueve de las posiciones extremas "abierto" y "cerrado", tampoco se pueden usar válvulas de mariposa en tales tuberías .
Las monturas en el cuerpo están hechas en forma de anillos hechos de varios tipos de plásticos (principalmente fluoroplásticos), lo que garantiza una estanqueidad confiable, facilidad y suavidad de rotación del obturador de bola, pero limita el uso de tales válvulas para ambientes con temperaturas que no excedan 200 °C
Las válvulas de bola se controlan manualmente (en diámetros pequeños) y mediante un accionamiento mecanizado - eléctrico , neumático e hidráulico , y para válvulas en gasoductos es posible utilizar el medio de trabajo transportado a través de la tubería como medio de control para el accionamiento neumático [2 ] [3] . En la vida cotidiana, una válvula de bola se puede llamar media vuelta.
La figura explicativa muestra:
Las válvulas de bola tienen una gran variedad de diseños, pero sus principales diferencias están en los diseños de los cuerpos de cierre: con bola flotante y con bola en apoyos .
En este caso, el obturador de bola no está conectado rígidamente al husillo, puede moverse con respecto a él y, bajo la acción de una presión media del lado de entrada, presionar contra el anillo de sellado del lado de salida, sellando así la válvula. A grandes diámetros de paso y presiones, el obturador crea cargas excesivamente grandes en el anillo de sellado, lo que dificulta el funcionamiento de la válvula, por lo que este diseño suele utilizarse con diámetros nominales que no superen los 200 mm .
En tales grifos, el tapón se instala y gira en los soportes, tiene una protuberancia axial ( muñón ) en la parte inferior, que se incluye en un rebaje especial, y las monturas se presionan contra su superficie esférica bajo presión. Este diseño reduce significativamente el esfuerzo requerido para controlar la grúa y permite el uso de dispositivos de accionamiento de menor potencia que para las grúas con bola flotante, sin embargo, dichos dispositivos son estructuralmente más complejos y tienen un costo más alto .
El muñón de fijación del obturador puede tener rodamientos o cojinetes lisos autolubricantes, que se utiliza en una gran cantidad de diseños [2] [3] .