As válvulas de bolboreta utilízanse para iniciar, deter ou regular o fluxo de líquidos ou gases a través de tubaxes. Reciben o seu nome do disco en forma de á que pivota dentro do corpo da válvula, semellando o movemento dunha bolboreta. Entre os diferentes tipos de válvulas de bolboreta, as válvulas de bolboreta de alto rendemento (HPBV) e as válvulas de bolboreta concéntricas son os dous deseños máis comúns. Esta comparación analizará as diferenzas entre as dúas desde múltiples dimensións para aclarar os seus papeis en aplicacións industriais e municipais.
| Característica | Válvula de bolboreta concéntrica | Válvula de bolboreta de alto rendemento |
| Deseño | Hasta e disco centrais | Vástago desprazado con asento metálico |
| Mecanismo de selado | Asiento elastomérico suave | Asento RPTFE |
| Clasificación de presión | Ata 250 PSI | Ata 600 PSI |
| Clasificación de temperatura | Ata 180 °C (356 °F) | Ata 260 °C (536 °F) |
| Desgaste e desgaste | Máis alto debido ao contacto co asento | Menor debido ao deseño desprazado |
| Idoneidade da aplicación | Fluídos de baixa presión | Fluídos de media presión e alta temperatura |
| Custo | Inferior | Máis alto |
1. Deseño e construción
A principal diferenza entre as válvulas de bolboreta concéntricas e as válvulas de bolboreta de alto rendemento reside no seu deseño estrutural, concretamente na posición do vástago e do disco da válvula en relación co corpo da válvula e nos materiais empregados.
1.1 Válvulas de bolboreta concéntricas
O deseño concéntrico coñécese como válvula de "desprazamento cero" ou de "asento elástico", que aliña o vástago e o disco da válvula directamente co centro do corpo da válvula e o orificio do tubo. Este aliñamento central non ten desviación.
1.1.1 Movemento do disco
O disco xira 90° arredor do eixe do vástago da válvula e móvese desde a posición totalmente aberta (paralela ao tubo) ata a posición completamente pechada (perpendicular ao tubo) en todo o seu rango de movemento.
1.1.2 Mecanismo de selado
A selaxe conséguese mediante un axuste de interferencia entre o bordo do disco da válvula e o asento da válvula elástico tipo goma (como EPDM, acrílico ou fluorogoma) que reviste a superficie interior do corpo da válvula.
1.1.3 Materiais
O corpo da válvula adoita estar feito de materiais de alta resistencia e resistentes á corrosión, como ferro fundido, ferro dúctil ou mesmo aceiro inoxidable para aplicacións menos esixentes, porque o asento da válvula de goma impide o contacto do fluído co corpo da válvula.
O disco pode ser de aceiro inoxidable, bronce de aluminio, ferro dúctil revestido ou totalmente revestido de metal, dependendo da corrosividade do fluído.
1.2 Válvulas de bolboreta de alto rendemento
Normalmente un deseño de dobre desprazamento con dous desprazamentos clave:
O talo está situado detrás do disco en lugar de pasar polo centro do disco, e
O conxunto de disco e vástago está desprazado con respecto á liña central do orificio do tubo.
Algunhas versións avanzadas inclúen desprazamentos triplos, pero o desprazamento dobre é estándar nos modelos de alto rendemento.
1.2.1 Movemento do disco
Debido ao desprazamento, o disco xira nun movemento similar ao dunha leva, o que reduce o contacto co asento.
1.2.2 Mecanismo de selado
O asento está feito de materiais máis duradeiros, como o teflón reforzado, para soportar presións e temperaturas máis elevadas. A diferenza do asento de goma nunha válvula concéntrica, o selo é máis hermético e menos dependente da deformación.
1.2.3 Materiais
O corpo e o disco están feitos de metais resistentes, como aceiro inoxidable, aceiro ao carbono ou aliaxes, para soportar condicións adversas.
1.3 Resumo: Implicacións de deseño
A simplicidade da válvula concéntrica faina lixeira e compacta, o que a fai ideal para a instalación directa. Non obstante, a súa dependencia dun asento de goma deformable limita a súa flexibilidade.
O deseño desprazado e os materiais máis resistentes das válvulas de alto rendemento melloran a súa durabilidade e adaptabilidade, pero a expensas dun aumento da complexidade e do peso.
---
2. Capacidades de rendemento
O rendemento é o aspecto máis variable destas válvulas e o que os usuarios valoran e preocupan máis. En concreto, analízase en termos de presión, temperatura, efecto de selado e vida útil.
2.1 Válvulas de bolboreta concéntricas
2.1.1 Clasificacións de presión
As válvulas de bolboreta concéntricas xeralmente poden soportar presións de ata PN16, pero isto varía dependendo do tamaño e do material. Por riba desta presión, o asento de goma pode deformarse ou fallar.
2.1.2 Clasificacións de temperatura
A temperatura máxima é de 180 °C (356 °F), limitada polos límites térmicos do asento de goma ou PTFE. As temperaturas elevadas degradarán o rendemento do elastómero e prexudicarán a selaxe.
2.1.3 Rendemento de selado
Pode proporcionar un peche fiable en sistemas de baixa presión, pero a fricción continua entre o disco da válvula e o asento da válvula provocará desgaste, o que reducirá a eficacia.
2.1.4 Regulación
Dado que as válvulas de bolboreta son máis axeitadas para a apertura e o peche completos, se se usan para a regulación do fluxo, a estrangulación a longo prazo acelerará o desgaste do asento da válvula, facéndoa menos precisa e duradeira.
2.1.5 Durabilidade
Ao ser máis elásticos, os asentos de válvulas metálicos ou reforzados son máis duradeiros que os de goma. O deseño desprazado prolonga aínda máis a vida útil ao limitar a fricción.
2.2 Válvula de bolboreta de alto rendemento
2.2.1 Presión nominal
Debido á súa estrutura robusta e ao seu deseño desprazado que reduce a tensión no asento da válvula, pode soportar presións de ata PN16.
2.2.2 Clasificación de temperatura
Dado que o asento da válvula usa RPTFE, pode funcionar eficazmente a temperaturas de ata 536 °F (280 °C).
2.2.3 Rendemento de selado
Debido ao axuste preciso do disco da válvula desprazada e ao asento da válvula duradeiro, as fugas son case nulas e adoitan pecharse case herméticamente. Isto fai que sexa ideal para aplicacións críticas.
2.2.4 Regulación
A construción e os materiais empregados nas válvulas de bolboreta de alto rendemento permítenlles controlar con precisión o fluxo mesmo a altas presións. O contacto reducido do asento minimiza o desgaste e mantén a integridade do selo durante varios ciclos.
2.2.5 Durabilidade
Ao ser máis resistentes, os asentos metálicos ou reforzados son máis duradeiros que os de goma. O deseño desprazado prolonga aínda máis a vida útil ao limitar a fricción.
2.3 Resumo: aspectos destacados do rendemento
As válvulas concéntricas son axeitadas para condicións estables e de baixa presión, pero fallan a presións medias e altas.
As válvulas de alto rendemento ofrecen unha fiabilidade e unha vida útil superiores a un custo inicial máis elevado.
---
3. Aplicacións
A elección entre válvulas de bolboreta de liña media e válvulas de bolboreta de alto rendemento depende das necesidades específicas do sistema no que se instalan.
3.1 Válvulas de bolboreta concéntricas
Para sistemas de baixa a media presión/temperatura onde o custo e a simplicidade son prioridades.
Usos comúns:
- Auga e augas residuais: as tubaxes municipais de auga, os sistemas de rega e sumidoiros benefícianse da súa economía e do seu illamento de fluídos.
- Alimentación e farmacia: os asentos de goma impiden que os fluídos sensibles sexan contaminados polo corpo da válvula.
- Subministración de gas: as liñas de gas de baixa presión úsano para o control de acendido/apagado.
- Protección contra incendios: os sistemas de aspersores aproveitan o seu rápido funcionamento e fiabilidade a presións medias.
- Vapor de baixa presión: para vapor de ata 250 PSI e 350 °F.
3.2 Válvulas de bolboreta de alto rendemento
Para presións baixas e medias ou sistemas críticos que requiren precisión e durabilidade.
Usos comúns:
- Petróleo e gas: manexa produtos químicos agresivos, produtos petroquímicos e condicións no mar con altas presións e fluídos corrosivos.
- Xeración de enerxía: Xestiona o vapor a alta presión e a auga de refrixeración en turbinas e caldeiras.
- Procesamento químico: Resiste fluídos corrosivos e mantén un peche hermético en ambientes volátiles.
- HVAC: Para sistemas grandes que requiren un control de fluxo preciso.
- Construción naval: Resiste as condicións mariñas e a xestión de fluídos a alta presión.
3.3 Superposición e diferenzas de aplicacións
Aínda que ambas as válvulas regulan o fluxo, as válvulas concéntricas dominan en contornas menos esixentes e sensibles ao custo, mentres que as válvulas de alto rendemento son as preferidas para procesos industriais onde os fallos poden ter consecuencias graves.
---
4. Consideracións operacionais
Ademais do deseño e a aplicación, tamén xogan un papel importante factores prácticos como a instalación, o mantemento e a integración do sistema.
4.1 Instalación
- Concéntrico: instalación máis sinxela debido ao seu peso máis lixeiro e á compatibilidade de bridas máis sinxela.
- Alto rendemento: requírese unha aliñación precisa debido ao deseño desprazado e o seu peso require un soporte máis forte.
4.2 Mantemento
- Concéntrico: o mantemento céntrase na substitución do asento de goma, que é un método de reparación relativamente rápido e barato. Non obstante, o desgaste frecuente pode aumentar o tempo de inactividade nos sistemas de ciclos elevados.
- Alto rendemento: o mantemento é menos frecuente debido á durabilidade do asento, pero as reparacións (por exemplo, a substitución do asento) son máis caras e técnicas, e adoitan requirir persoal de mantemento profesional con ferramentas especializadas.
4.3 Caída de presión
- Concéntricos: os discos centrados crean máis turbulencia cando están parcialmente abertos, o que reduce a eficiencia nas aplicacións de estrangulación.
- Alto rendemento: os discos desprazados melloran as características de fluxo, reducindo a cavitación e a caída de presión, especialmente a altas velocidades.
4.4 Actuación
Ambas as válvulas pódense usar con actuadores manuais, pneumáticos ou eléctricos, pero as válvulas de alto rendemento adoitan combinarse con controis avanzados para unha automatización precisa en entornos industriais.
---
5. Análise de custos e ciclo de vida
5.1 Custo inicial
As válvulas concéntricas son significativamente máis baratas porque son relativamente sinxelas de construír e usan menos material. Este non é o caso das válvulas de bolboreta de alto rendemento.
5.2 Custo do ciclo de vida
As válvulas de alto rendemento adoitan ser máis económicas co paso do tempo porque requiren menos mantemento e substitución. Nos sistemas críticos, a súa fiabilidade tamén pode reducir os custos do tempo de inactividade.
---
6. Conclusión: Resumo das vantaxes e desvantaxes
6.1 Válvula de bolboreta concéntrica
6.1.1 Vantaxes:
- Rentabilidade: os custos de fabricación e materiais máis baixos contribúen a un orzamento máis valioso.
- Deseño sinxelo: fácil de instalar, operar e manter, con menos pezas móbiles.
- Illamento de fluídos: os asentos de goma protexen o corpo da válvula, o que permite o uso de materiais máis baratos e mantén a pureza do fluído.
- Livián: Ideal para aplicacións onde o peso é unha preocupación.
6.1.2 Desvantaxes:
- Alcance limitado: Os límites superiores son 250 PSI e 356 °F, o que limita o seu uso a condicións adversas.
- Susceptíbel ao desgaste: a fricción constante do asento pode levar a unha degradación do rendemento, o que require un mantemento máis frecuente.
- Mal rendemento da estrangulación a alta presión: perde precisión e selado baixo presión.
6.2 Válvulas de bolboreta de alto rendemento
6.2.1 Vantaxes:
- Alta capacidade: Pode soportar presións medias e altas (ata 600 PSI) e temperaturas (ata 536 °F).
- Longa vida útil: o menor desgaste do asento e os materiais duradeiros prolongan a vida útil.
- Precisión: Excelente regulación do nivel de combustible e apagado mesmo en condicións esixentes.
- Versatilidade: Apto para unha ampla gama de fluídos e ambientes.
6.2.2 Desvantaxes:
- Maior custo: os materiais caros e o deseño complexo aumentan o investimento inicial.
- Complexidade: A instalación e a reparación requiren máis coñecementos.
- Peso: Unha construción máis pesada pode complicar a adaptación dalgúns sistemas.
As válvulas de bolboreta concéntricas e as válvulas de bolboreta de alto rendemento serven para áreas superpostas pero diferentes no control de fluídos. O deseño do asento de goma con desprazamento cero da válvula concéntrica convértea nunha opción práctica e accesible para aplicacións moderadas como o abastecemento de auga, o procesamento de alimentos ou a protección contra incendios. Se o rendemento e a resiliencia non son negociables, entón a válvula de bolboreta de alto rendemento é a resposta. Para aplicacións soterradas (como tubaxes subterráneas), pódense usar ambos os métodos, pero o peso máis lixeiro e o menor custo da válvula concéntrica adoitan prevalecer a menos que as condicións extremas requiran o contrario.