válvulas de compuerta, un producto de la revolución industrial, han mantenido durante mucho tiempo una posición dominante en la industria a pesar de la presencia histórica de muchas otras válvulas, como válvulas de globo y válvulas de macho.. Sin embargo, en años recientes, Las válvulas de compuerta han enfrentado una mayor competencia de las válvulas de bola y las válvulas de mariposa, que han capturado más participación de mercado.
A diferencia de válvulas de bola, válvulas de tapón, y válvulas de mariposa, válvulas de compuerta tener un mecanismo de cierre único. El elemento de cierre, puerta o disco, se mueve linealmente por múltiples rotaciones del tallo o huso. Asciende desde el camino y entra en la parte superior de la válvula (llamado el capó). Estas válvulas, Apertura linealmente, también se conocen como válvulas múltiples o lineales, Diferte de las válvulas de cuarto de vuelta donde gira el tallo 90 grados, generalmente sin ascender.
Las válvulas de compuerta vienen en varios materiales y clasificaciones de presión, con tamaños que van desde tan pequeños como NP de ½ pulgada hasta tan grandes como NPS 144 pulgadas, atender a un amplio espectro de aplicaciones. El diseño predominante para las válvulas de puerta consiste en componentes fabricados a través de la fundición, forjar, o soldadura, con el diseño de casting es el dominante.
Un aspecto notable de las válvulas de puerta es su capacidad para abrirse por completo, Proporcionar casi sin obstrucción ni fricción a la ruta de flujo. La resistencia al flujo ofrecida por las válvulas de puerta completamente abiertas es aproximadamente equivalente a una sección de tuberías con el mismo tamaño de puerto. Como consecuencia, Las válvulas de compuerta todavía se usan ampliamente en aplicaciones de cierre o encendido/apagado. En alguna terminología de la válvula, Las válvulas de compuerta también se denominan válvulas de globo.
Sin embargo, Las válvulas de compuerta pueden no ser la mejor opción para regular el flujo u operar en ninguna dirección que no sea completamente abierta o completamente cerrada. El uso de válvulas de puerta parcialmente abiertas para el control de la estrangulamiento o el flujo puede provocar daños en el anillo de la puerta o el asiento de la válvula debido a colisiones en el entorno de flujo turbulento creado cuando se abre parcialmente.
Estructuras de válvula interna
Mientras que la mayoría de las válvulas de puerta pueden parecer similares en apariencia, Sus diseños internos pueden variar. La mayoría de las válvulas de puerta consisten en un cuerpo y un capó, con el capó que contiene un elemento de cierre llamado puerta o disco. El elemento de cierre está conectado al tallo que pasa a través del capó, En última instancia, conectado a una rueda de mano u otro dispositivo de conducción para la operación STEM. La presión alrededor del tallo se limita empacando comprimida en la caja de relleno o la cámara.
Válvula de puerta -internal, no relacionado con la delgadez o el ajuste de la válvula, Consulte los componentes dentro de la válvula que soportan un estrés significativo o están sujetos a erosión y corrosión severas. En válvulas de puerta, Las partes internas consisten en el tallo, área de asiento de disco, asiento, y asiento trasero. Las válvulas comunes de bronce o latón generalmente tienen las partes internas hechas del mismo material que el cuerpo y el capó. Las válvulas de hierro fundido y de hierro dúctil usan internales de hierro o bronce internales.
Las válvulas de acero se pueden equipar con varios materiales internos, incluyendo aleación de cobalto de cromo de tungsteno, Aleación de hastelloy, 316ss, 347ss, Aleación de Monel, y aleación 20, comúnmente utilizado para la válvula de compuerta internas.
Diseño de disco de válvula de puerta
El núcleo de las válvulas de puerta es el elemento de cierre, que viene en dos diseños: cuña y asiento de disco paralelo. El diseño de la cuña, popular desde su invención por el ingeniero británico James Nasmyth en 1843, utiliza una puerta con un ángulo ligeramente inclinado que coincide con el ángulo del asiento del cuerpo para un cierre apretado. Las válvulas de cuña aseguran la puerta firmemente en el asiento aplicando torque.
Hay tres tipos de diseño de compuerta de cuña:
- Cuña sólida, el más antiguo e históricamente prevalente, fue casi universal en un punto. Sin embargo, Carece de flexibilidad y puede atascarse en el asiento debido a fluctuaciones de temperatura extremas o tensiones de tubería que causan deformación. Las puertas de cuña sólidas siguen siendo configuraciones estándar para bronce, hierro fundido, suministro de agua, y válvulas de acero de carbono compactas (API 602 tipo).
- La cuña totalmente flexible es extremadamente flexible, Adaptar los cambios de temperatura y las tensiones adversas de la tubería sin restricción agregando ranuras o ranuras alrededor de su periferia. Los diseños flexibles son más fáciles de fabricar, compensando imperfecciones menores en la superficie del asiento con la flexibilidad de la puerta. Hasta la fecha, Los diseños de cuña flexibles son el tipo más común en las válvulas de la puerta industrial.
- Split Wedge consiste en un diseño de dos piezas, con caras a juego en la parte posterior de cada puerta. Estas caras coincidentes permiten incluso la transferencia del empuje del tallo hacia abajo a la superficie de la puerta y el asiento. Este diseño flexible también evita la interferencia causada por la expansión térmica. Sin embargo, Los diseños divididos tienen un inconveniente: En aplicaciones sucias, Los residuos o los escombros pueden agrupar entre las mitades, causando desalineación o incluso bloqueo. Los diseños de cuña divididos son comunes en el acero inoxidable y las válvulas de alta aleación, así como muchas válvulas de bronce pequeñas.
Las puertas de cuña están guiadas por surcos o costillas fundidas o soldadas al cuerpo de la válvula y dirigidas por el asiento. Estos dispositivos de guía de cuña mantienen la alineación durante la apertura o el cierre, evitando el deslizamiento en el asiento aguas abajo durante estos procesos.
Otro estilo de disco de válvula para las válvulas de compuerta es el diseño del asiento del disco paralelo. Los asientos paralelos pueden instalar resortes para un sello más apretado o formar un sello confiable en la dirección aguas arriba. El asiento paralelo es un asiento posicional; La posición de la puerta determina el efecto de sellado, en lugar de la magnitud de la fuerza (esfuerzo de torsión) aplicado por el tallo en la puerta.
Diseño de cuerpo/capó
Las válvulas de compuerta generalmente consisten en dos partes principales: el cuerpo y el capó, formando la carcasa que contiene presión de la válvula de puerta. Hay varios diseños para la interfaz entre estos dos componentes..
- Las articulaciones roscadas son el diseño más simple, pero solo se usan para económicos, válvulas de bronce de baja presión.
- Las articulaciones sindicales también se utilizan principalmente para las válvulas de bronce, Pero el diseño de la Unión permite un desmontaje más fácil, facilitar el mantenimiento y la reparación.
- Las juntas de capó atornilladas son las juntas más populares, utilizado para la gran mayoría de las válvulas de puerta en las aplicaciones industriales actuales. A diferencia de los bonos de enhebrado y sindicato, Las conexiones de capó atornilladas requieren que las juntas sellaran la junta entre el cuerpo y el capó.
- Las articulaciones del sello de presión se activan por presión de fluido dentro del cuerpo de la válvula que actúa sobre una cuña hecha de hierro blando o grafito insertado entre el cuerpo y el capó. En válvulas de sello de presión, Cuanto mayor sea la presión en la cavidad del cuerpo, cuanto mayor es la fuerza en la junta. Los bonnets de sello a presión se usan ampliamente en alta presión, aplicaciones de alta temperatura, como en la industria de la energía.
- Las juntas de capó soldadas son una junta de cuerpo/capó muy popular para válvulas de acero compactas que varían de tamaño desde ½ pulgada hasta 2 pulgadas y clasificaciones de presión de 800 a 2500, No requiere desmontaje.
Materiales y estándares
El acero y el hierro son los materiales más utilizados en la construcción de la válvula de puerta. Los materiales de acero son adecuados para la mayoría de las aplicaciones industriales., mientras que los materiales de hierro son adecuados para aplicaciones como el agua, aguas residuales, y calefacción, ventilación, y aire acondicionado (climatización). Otros materiales de construcción de la válvula de puerta comúnmente utilizada incluyen acero inoxidable, bronce, y materiales de alta aleación como Hastelloy y aleaciones de cromo-níquel-hierro.
Con respecto al diseño de la válvula de puerta y los estándares de construcción, Los estándares nacionales incluyen estándares nacionales GB y GB/T, así como los estándares de la industria JB y JB/T, junto con estándares grupales y estándares empresariales. Internacionalmente, Las estándares están establecidos por organizaciones como el American Petroleum Institute (API), la sociedad de estandarización de los fabricantes (MSS), La American Water Works Association (AWWA), y la sociedad estadounidense de ingenieros mecánicos (COMO YO).
Juegos de la válvula de puerta
Aunque las válvulas de cuarto de vuelta han tomado una participación significativa en el mercado de la válvula de puerta en el pasado 50 años, Algunas industrias aún dependen en gran medida de las válvulas de puerta, incluidas las industrias de petróleo y gas natural. A pesar de los avances de las válvulas de bola en las tuberías de gas natural, Las tuberías de petróleo crudo o líquido siguen siendo la fortaleza de las válvulas paralelas de la puerta del asiento. En válvulas de gran tamaño, Las válvulas de compuerta continúan siendo la opción principal para la mayoría de las aplicaciones, incluyendo la industria de refinación. La estabilidad en el diseño y el costo total económico son factores cruciales que influyen en la adopción de estas válvulas.
En términos de aplicación, Muchas industrias de procesos utilizan temperaturas más altas que la temperatura de trabajo segura del politetrafluoroetileno (PTFE), El material principal del asiento para las válvulas de bola flotantes. Las válvulas de mariposa de alto rendimiento y las válvulas de bola de metal han ganado más uso en las aplicaciones de refinación, Aunque sus costos totales son típicamente más altos que las válvulas de puerta. En el sector de servicios públicos de agua, Las válvulas de puerta de hierro aún dominan, Probar rentable y duradero incluso en aplicaciones enterradas.
La industria eléctrica emplea válvulas de puerta de aleación para aplicaciones que involucran presión extremadamente alta y temperatura. A pesar de la aparición de algunas nuevas válvulas de globo de patrón Y y válvulas de bola con metal diseñadas para servicios de aceleración, Las válvulas de compuerta continúan siendo favorecidas en el sector de servicios públicos.
Hoy, válvulas de compuerta, conocido por su alta rentabilidad, Sigue siendo la opción principal para muchas aplicaciones de servicio. Mark Twain una vez dijo, “Los informes de mi muerte son muy exagerados.” Mientras que las válvulas de bola, válvulas de tapón, y las válvulas de mariposa han ampliado su cuota de mercado a lo largo de las décadas, La válvula de puerta de larga data no es la excepción del sentimiento de Twain: los rumores de su desaparición han sido muy exagerados!