Las válvulas de puerta son un producto de la revolución industrial. Si bien los diseños de válvulas, como la pelota y las válvulas de enchufe, han existido por más tiempo, las válvulas de compuerta dominaron la industria durante décadas, hasta hace poco ceder una participación de mercado significativa en los diseños de válvulas de pelota y mariposa.
¿Qué hace que las válvulas de puerta sean diferentes de las válvulas de bola, plug y mariposa?
Las válvulas de compuerta difieren de las válvulas de bola, tapón y mariposa en que su elemento de cierre, una placa, puerta o válvula de tipo de cubo, aumenta a través de múltiples rotaciones del eje o tallo, en la parte inferior del tallo, fuera del pasaje, y En la parte superior, el capó. Estas válvulas que se abren en un movimiento lineal también se conocen como válvulas múltiples o lineales, a diferencia de las válvulas de cuarto de vuelta, donde el vástago gira 90 grados y normalmente no aumenta.
Las válvulas de puerta están disponibles en docenas de diferentes materiales y varias clasificaciones de presión. Dan variedades desde NPS de ½ pulgada, que se ajusta en la mano, hasta NP de 144 pulgadas, que es tan grande como un camión. Las válvulas de compuerta están hechas de fundiciones, parlantes o componentes soldados, pero las piezas fundidas dominan el diseño.
¿Cuáles son las características más deseables de una válvula de puerta?
Una válvula de puerta es capaz de abrirse completamente, dejando poca obstrucción o fricción en el orificio del flujo.
Una válvula de puerta abierta proporciona aproximadamente la misma resistencia al flujo que una sección de tubería con el mismo tamaño de puerto. Como resultado, las válvulas de compuerta todavía se consideran fuertemente para bloquear o conmutación de aplicaciones. En alguna terminología de la válvula, las válvulas de compuerta se denominan válvulas de bloqueo.
¿Qué necesito saber sobre el uso de válvulas de puerta?
Las válvulas de compuerta generalmente no son adecuadas para regular el flujo u operar en cualquier dirección que no sea completamente abierta o completamente cerrada. El uso de una válvula de puerta parcialmente abierta para acelerar o regular el flujo puede provocar daños en la aleta de la válvula o el asiento del cuerpo debido a la colisión de la superficie del asiento en un entorno de flujo turbulento parcialmente abierto.
¿Qué tipos de tallos de válvula de puerta están disponibles?
En la superficie, la mayoría de las válvulas de puerta se ven algo similares. Sin embargo, internamente hay muchas posibilidades de diseño diferentes.
La mayoría de las válvulas de puerta consisten en un cuerpo de válvula y un capó con un elemento de cierre llamado disco o válvula de puerta. El elemento de cierre está conectado al vástago, que pasa a través del capó y finalmente está conectado a un volante u otro actuador para operar el vástago. La presión alrededor del tallo está controlada por el embalaje comprimido en el área de embalaje o la cavidad. El movimiento del disco de la válvula de puerta en el tallo determina si el tallo aumenta o penetra el disco a medida que se abre.
Esta respuesta también determina los dos estilos primarios de vástago/disco para las válvulas de compuerta: tallo ascendente o vástago no subterráneo (NRS).
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Use válvulas de puerta y esté limitado de espacio también use el estilo NRS. Los diseños más comunes de tallo/cubierta utilizados en las válvulas industriales son el hilo y el yugo masculinos (OS e Y).
Se prefiere el diseño de OS e Y para entornos corrosivos porque los hilos están fuera del área de sellado de fluido. Se diferencia de otros diseños en que la rueda de mano está unida al buje en la parte superior del yugo, no al tallo en sí, por lo que la rueda de mano no se eleva cuando se abre la válvula.
¿Cuáles son las modificaciones a una válvula de puerta?
Cuando los profesionales de la válvula hablan de las válvulas de la puerta industrial, a menudo escuchan la palabra 'TRIM '.
El borde no tiene nada que ver con la delgadez o el ajuste de la válvula; Más bien, se refiere a los componentes internos de la válvula que están expuestos a una presión tremenda, o a una severa combinación de erosión y corrosión.
En una válvula de compuerta, las piezas de ajuste son el tallo, el área del asiento de la válvula, el asiento del cuerpo y el asiento trasero (si corresponde).
Las válvulas de bronce o latón comunes generalmente tienen partes de corte del mismo material que el cuerpo y el capó. El acero fundido y las válvulas de hierro dúctil tienen piezas de acabado de hierro o piezas de adornos de bronce. El término para las válvulas de hierro con adornos de bronce es 'cuerpo de hierro, montado en bronce ' (IBBM).
Las válvulas de acero se pueden equipar con varias piezas de ajuste diferentes. Stellite, Hastelloy, 316SS, 347SS, Monel y Alloy 20 son algunos de los materiales que se usan a menudo para el borde de la válvula de puerta.
¿Cuáles son los diferentes tipos de discos de la válvula de puerta?
El corazón de la válvula de puerta es el elemento de cierre, que puede venir en dos diseños: cuña o asiento paralelo
Diseño 1: Diseño de cuña
El diseño de la cuña es el más popular y ha existido desde 1843, cuando fue inventado por el famoso ingeniero inglés James Nasmyth. El diseño de la cuña utiliza un disco ligeramente en ángulo con un asiento de cuerpo idéntico en ángulo idéntico para lograr un cierre apretado. Estas válvulas están sentadas aplicando torque para empujar la solapa de la válvula
firmemente en el asiento.
Hay tres tipos de aletas de cuña disponibles:
1. Cuña sólida
La cuña sólida ha sido más larga y hubo un momento en que casi todas las puertas de cuña eran del tipo sólido.
La desventaja del diseño sólido es que no tiene ninguna resiliencia y si el cuerpo/asiento está deformado debido a fluctuaciones de temperatura extremas o tensiones de tuberías, el disco sólido puede quedarse atascado en el asiento.
Los discos sólidos siguen siendo el estándar para las válvulas de bronce, hierro fundido, servicio de agua y de acero de carbono compactas (API tipo 602).
2. Válvulas de cuña flexibles
Las válvulas de cuña flexibles son solo eso: flexibles.
Al agregar un recreo o ranura a su perímetro, un colgajo de válvula flexible puede acomodar cambios de temperatura y tensiones de tuberías adversas sin unirse. El diseño flexible también es más fácil de fabricar porque los defectos menores en el ángulo del asiento pueden ser compensados por la flexibilidad del disco.
Con mucho, el diseño de borde flexible es el tipo más común que se encuentra en las válvulas de puerta comerciales en aplicaciones industriales.
3. Cuña dividida
La cuña dividida consiste en un diseño de dos piezas con superficies de apareamiento en la parte posterior de cada mitad del disco. Estas superficies de apareamiento permiten que el empuje hacia abajo del tallo se transfiera uniformemente a través de la superficie del disco y el asiento.
Este diseño flexible también proporciona protección contra la interferencia debido a la expansión térmica.
Las puertas de cuña están guiadas por surcos o costillas fundidas o soldadas en el cuerpo de la válvula. Estas guías de cuña mantienen la aleta de la válvula en línea al abrir o cerrar y también evitan que la aleta se deslice contra el asiento aguas abajo durante la apertura y el cierre.
La desventaja del diseño dividido es que en el servicio sucio, los residuos o los escombros pueden agruparse entre las dos mitades del disco, lo que hace que la válvula no se asiente correctamente o incluso se atasque.
Los diseños de cuña divididos se encuentran comúnmente en acero inoxidable y válvulas de aleación alta, así como en muchas válvulas de bronce pequeñas.
Diseño 2: Diseño de asiento paralelo
Los asientos paralelos se pueden cargar por resorte para proporcionar un sello más apretado o para crear un sello positivo en la dirección aguas arriba. Los asientos paralelos son asientos de posición, lo que significa que la posición del disco de la válvula determina el efecto de sellado, no la cantidad de fuerza (par) ejercida sobre el disco por el vástago de la válvula.
Válvulas de compuerta de diseño de cuerpo/cubierta de
la válvula generalmente consisten en dos partes principales: el cuerpo de la válvula y el capó.
Estas dos partes constituyen la envoltura que contiene presión de la válvula de puerta. Hay varios diseños para la interfaz entre estos dos componentes.
1. Conexión roscada
La conexión roscada es el diseño más simple. Sin embargo, solo se usa para válvulas de bronce económicas y de baja presión.
2. Conexión conjunta
La conexión de la Unión también se usa principalmente para las válvulas de bronce, pero el diseño de la Unión permite un desmontaje más fácil para el servicio y el mantenimiento.
3. Junta del capó atornillada
El ajuste del capó atornillado es el ajuste más popular y se usa en la mayoría de las válvulas de puerta utilizadas en la industria hoy. A diferencia de las válvulas de capó roscadas y sindicales, las conexiones de capó atornilladas requieren una junta para sellar la conexión entre el cuerpo de la válvula y el capó.
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Se crean las articulaciones de sello de presión del sello de presión por la presión del fluido en el cuerpo de la válvula que actúa sobre una junta de hierro blando en forma de cuña o una junta de grafito cubierta entre el cuerpo de la válvula y la cubierta de la válvula. En las válvulas de sello de presión, cuanto mayor sea la presión en la cavidad del cuerpo de la válvula, mayor es la fuerza sobre la junta. Los bonnets de sello a presión se usan ampliamente en aplicaciones de alta presión y alta temperatura, como en la industria de la energía.
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Los bonnets soldados de capó soldados son una conexión muy popular para el cuerpo del cuerpo para las válvulas de acero compactas en tamaños 1/2 'a 2 ' y las clasificaciones de presión 800 a 2500 sin desmontaje.
Otros diseños de válvulas de puerta
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Las puertas de cuchillo de puerta de cuchillo sin capó son particularmente adecuadas para su uso en lloses, como pulpa y molinos de papel.
Las puertas de cuchillo son muy delgadas y solo un poco más anchas que su elemento de cierre (disco). Debido a su geometría única y su sección transversal delgada, las puertas de cuchillo se limitan a aplicaciones de baja presión.
2. Sluice Gates
en apariencia, la puerta de esclusa ni siquiera parece pertenecer a la familia de la válvula de la puerta; Sin embargo, se caracteriza como una válvula de puerta basada en su diseño de disco deslizante.
Las puertas se limitan a presiones muy bajas, en la mayoría de los casos, la presión simple de la cabeza. Se usan principalmente en sistemas de aguas residuales y riego.
¿Dónde se usa comúnmente la válvula de puerta?
Aunque las válvulas de cuarto de vuelta han ganado la mayor parte de la participación en el mercado de la válvula de la puerta en los últimos 50 años, todavía hay una serie de industrias que dependen en gran medida de las válvulas de puerta.
1. Industria de petróleo y gas
Aunque las válvulas de bola han hecho incursiones en tuberías de gas natural, el petróleo crudo o las tuberías líquidas siguen siendo el dominio de las válvulas paralelas de la puerta del asiento.
2. Industria de refinación de petróleo
en tamaños más grandes, las válvulas de compuerta siguen siendo la opción principal para la mayoría de las aplicaciones en la industria de refinación. El diseño robusto y el costo total de propiedad, incluida la economía de mantenimiento, son los que hacen que este diseño tradicional sea popular.
En cuanto a la aplicación, muchos procesos de refinación usan temperaturas más altas que la temperatura de funcionamiento segura del teflón, que es el material principal del asiento para las válvulas de bola flotantes. Las válvulas de bola de mariposa de alto rendimiento y bola de metal comienzan a usarse más en aplicaciones de refinería, aunque su costo total a menudo es más alto que el costo de las válvulas de puerta.
3. Industria del agua
El sector de la industria del agua todavía está dominada por válvulas de compuerta de hierro. Tienen un precio razonable y tienen una larga vida útil, incluso en aplicaciones enterradas.
4. Industria eléctrica
La industria eléctrica utiliza válvulas de puerta de aleación para aplicaciones que involucran presiones muy altas y temperaturas muy altas. Aunque algunas válvulas de globo en forma de Y más nuevas y las válvulas de bola de metal diseñadas para el servicio de bloqueo se encuentran en las centrales eléctricas, los diseñadores y operadores de plantas todavía prefieren las válvulas de puerta.
¿Qué material es una válvula de puerta?
El acero y el hierro son los materiales de construcción de la válvula de puerta más popular, siendo el acero la opción para la mayoría de las aplicaciones industriales y hierro para agua, aguas residuales y calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC).
Otros materiales populares de la construcción de la válvula de puerta incluyen acero inoxidable, bronce y altas aleaciones como Hastelloy e Inconel.
Los estándares de diseño y construcción para las válvulas de puerta son publicados por el American Petroleum Institute (API), la Sociedad de Estandarización de Fabricantes (MSS), la American Water Works Association (AWWA) y la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME).
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