Válvulas de bolboreta resilientesson o tipo de válvula de bolboreta máis empregado en tubaxes industriais. Empregan materiais elásticos como a goma como superficie de selado, baseándose na "resiliencia do material" e na "compresión estrutural" para lograr un rendemento de selado.
Este artigo non só presenta a estrutura, os usos e os materiais, senón que tamén os analiza desde o coñecemento xeral ata a lóxica en profundidade.
1. Coñecementos básicos das válvulas de bolboreta resilientes (breve descrición)
1.1 Estrutura básica
Corpo da válvula:Normalmente é de tipo oblea, tipo terminal ou tipo brida.
Disco da válvula:Unha placa metálica circular que comprime o asento de goma cando está pechada para crear un selo.
Asento da válvula:Fabricado con materiais elásticos como NBR/EPDM/PTFE/revestido de goma, funcionando en conxunto co disco da válvula.
Vástago da válvula:Usa principalmente un deseño de eixe único ou de eixe dobre.
Actuador:Mango, engrenaxe sen fin, eléctrico, pneumático, etc.
1.2 Características comúns
O nivel de selado normalmente consegue cero fugas.
Baixo custo e ampla gama de aplicacións.
Úsase principalmente en sistemas de baixa a media presión, como auga, aire acondicionado, HVAC e industrias químicas lixeiras.
2. Conceptos erróneos sobre as válvulas de bolboreta resilientes
2.1 A esencia do selado é a resiliencia da goma
Moita xente cre: "Os asentos resilientes dependen da resiliencia da goma para selar".
A verdadeira esencia do selado é:
Corpo da válvula + distancia entre os centros do vástago da válvula + grosor do disco da válvula + método de incrustación do asento da válvula
Xuntos crean unha "zona de compresión controlada".
En poucas palabras:
A goma non pode estar nin demasiado solta nin demasiado apertada; baséase nunha "zona de compresión de selado" controlada pola precisión do mecanizado.
Por que é isto crucial?
Compresión insuficiente: a válvula ten fugas cando está pechada.
Compresión excesiva: par de torsión extremadamente alto, envellecemento prematuro da goma.
2.2 Un disco con forma máis aerodinámica é máis eficiente enerxeticamente?
Opinión común: Os discos de válvula aerodinámicos poden reducir a perda de presión.
Isto é certo segundo a teoría da "mecánica de fluídos", pero non é totalmente aplicable á aplicación real das válvulas de bolboreta resilientes.
Razón:
A principal fonte de perda de presión nas válvulas de bolboreta non é a forma do disco da válvula, senón o "efecto túnel de microcanal" causado pola contracción da goma do asento da válvula. Se o disco da válvula é demasiado delgado, pode non proporcionar suficiente presión de contacto, o que pode provocar liñas de selado descontinuas e fugas.
Un disco de válvula aerodinámico pode causar puntos afiados de tensión na goma, reducindo a súa vida útil.
Polo tanto, o deseño das válvulas de bolboreta de asento brando prioriza a "estabilidade da liña de selado" sobre a aerodinámica.
2.3 As válvulas de bolboreta de asento brando só teñen unha estrutura en liña central
A miúdo dícese en liña que as válvulas de bolboreta excéntricas deberían usar selos metálicos ríxidos.
Non obstante, a experiencia real na enxeñaría demostra que:
A dobre excentricidade mellora significativamente a vida útil das válvulas de bolboreta resilientes.
Razón:
Dobre excentricidade: o disco da válvula só entra en contacto coa goma durante os últimos 2-3° de peche, o que reduce significativamente a fricción.
Menor par de torsión, o que leva a unha selección de actuadores máis económica.
2.4 A principal consideración para o asento de goma é o "nome do material"*
A maioría dos usuarios só se centran en:
EPDM
NBR
Vitón (FKM)
Pero o que realmente inflúe na duración da vida é:
2.4.1 Dureza Shore:
Por exemplo, a dureza Shore A do EPDM non se debe a que "canto máis brando, mellor". Normalmente, 65-75 é o punto de equilibrio óptimo, conseguindo cero fugas a baixa presión (PN10-16).
Demasiado brando: Par de torsión baixo pero rasga facilmente. En picos de alta presión (>2 MPa) ou ambientes turbulentos, o caucho brando comprímese excesivamente, o que provoca deformación por extrusión. Ademais, as altas temperaturas (>80 °C) abrandan aínda máis o caucho.
Demasiado duro: Difícil de selar, especialmente en sistemas de baixa presión (<1 MPa), onde a goma non se pode comprimir o suficiente para formar unha interface hermética, o que provoca microfugas.
2.4.2 Temperatura de vulcanización e tempo de curado
A temperatura de vulcanización e o tempo de curado controlan a reticulación das cadeas moleculares de goma, o que afecta directamente á estabilidade da estrutura da rede e ao rendemento a longo prazo. O rango típico é de 140-160 °C, 30-60 minutos. Temperaturas demasiado altas ou demasiado baixas provocan un curado desigual e un envellecemento acelerado. A nosa empresa xeralmente utiliza vulcanización en varias etapas (precurado a 140 °C, seguido de poscurado a 150 °C). 2.4.3 Deformación por compresión
A deformación por compresión refírese á proporción de deformación permanente que sofre o caucho baixo unha tensión constante (normalmente unha compresión do 25 % ao 50 %, probada a 70 °C/22 h, ASTM D395) e que non se pode recuperar completamente. O valor ideal para a deformación por compresión é <20 %. Este valor é o "pescozo de botella" para o selado a longo prazo da válvula; a alta presión a longo prazo leva a fendas permanentes, formando puntos de fuga.
2.4.4 Resistencia á tracción
A. A resistencia á tracción (normalmente >10 MPa, ASTM D412) é a tensión máxima que a goma pode soportar antes da fractura por tracción e é fundamental para a resistencia ao desgaste e á rotura do asento da válvula. O contido de goma e a proporción de negro de carbono determinan a resistencia á tracción do asento da válvula.
Nas válvulas de bolboreta, resiste o cizallamento polo bordo do disco da válvula e o impacto do fluído.
2.4.5 O maior perigo oculto das válvulas de bolboreta son as fugas.
Nos accidentes de enxeñaría, as fugas non adoitan ser o maior problema, senón o aumento do par de torsión.
O que realmente leva ao fallo do sistema é:
Aumento repentino do par → danos na engrenaxe sen fin → disparo do actuador → atasco da válvula
Por que aumenta o par de torsión de súpeto?
- Expansión do asento da válvula a alta temperatura
- Absorción de auga e expansión da goma (especialmente EPDM de baixa calidade)
- Deformación permanente da goma debido á compresión a longo prazo
- Deseño incorrecto do espazo entre o vástago da válvula e o disco da válvula
- O asento da válvula non está ben roto despois da substitución
Polo tanto, a "curva de par" é un indicador moi importante.
2.4.6 A precisión do mecanizado do corpo da válvula non é irrelevante.
Moita xente cre erroneamente que o selado das válvulas de bolboreta de asento brando baséase principalmente na goma, polo que os requisitos de precisión de mecanizado do corpo da válvula non son elevados.
Isto é completamente incorrecto.
A precisión do corpo da válvula afecta a:
Profundidade da ranura do asento da válvula → desviación da compresión do selado, o que pode causar facilmente desalineación durante a apertura e o peche.
Biselado insuficiente do bordo da ranura → rabuñaduras durante a instalación do asento da válvula
Erro na distancia central do disco da válvula → contacto excesivo localizado
2.4.7 O núcleo das "válvulas de bolboreta con revestimento total de goma/PTFE" é o disco da válvula.
O núcleo da estrutura totalmente revestida de goma ou PTFE non ten como obxectivo "ter unha área máis grande que pareza resistente á corrosión", senón impedir que o medio entre nos microcanles do interior do corpo da válvula. Moitos problemas das válvulas de bolboreta baratas non se deben á mala calidade da goma, senón a:
O "espazo en forma de cuña" na unión do asento da válvula e o corpo non se solucionou correctamente.
Erosión de fluídos a longo prazo → microfendas → ampolas e abultamentos da goma
O paso final é a falla localizada do asento da válvula.
3. Por que se usan válvulas de bolboreta resilientes en todo o mundo?
Ademais do baixo custo, as tres razóns máis profundas son:
3.1. Tolerancia a fallos extremadamente alta
En comparación coas xuntas metálicas, as xuntas de goma, debido á súa excelente elasticidade, teñen unha forte tolerancia a desviacións de instalación e pequenas deformacións.
Mesmo os erros de prefabricación de tubaxes, as desviacións das bridas e a tensión desigual dos parafusos son absorbidos pola elasticidade da goma (por suposto, isto é limitado e indesexable, e causará algúns danos na tubaxe e na válvula a longo prazo).
3.2. Mellor adaptabilidade ás flutuacións da presión do sistema
As xuntas de goma non son tan "fráxiles" como as xuntas metálicas; compensan automaticamente a liña de selado durante as flutuacións de presión.
3.3. Custo total do ciclo de vida máis baixo
As válvulas de bolboreta de selado duro son máis duradeiras, pero o custo e os custos do actuador son maiores.
En comparación, os custos globais de investimento e mantemento das válvulas de bolboreta resilientes son máis económicos.
4. Conclusión
O valor deVálvulas de bolboreta resilientesnon é só "sellado suave"
As válvulas de bolboreta de selado flexible poden parecer sinxelas, pero os produtos verdadeiramente excelentes están respaldados por unha lóxica rigorosa de nivel de enxeñaría, incluíndo:
Deseño preciso da zona de compresión
Rendemento controlado da goma
Correspondencia xeométrica do corpo e do vástago da válvula
Proceso de montaxe do asento da válvula
Xestión do par de torsión
Probas do ciclo de vida
Estes son os factores clave que determinan a calidade, non o "nome do material" nin a "estrutura da aparencia".
NOTA:* OS DATOS refírense a este sitio web:https://zfavalves.com/blog/factores-clave-que-determinan-a-calidade-das-válvulas-bolboreta-de-selado-suave/
Data de publicación: 09-12-2025