Tipos de válvulas de compuerta de acero forjado y principio de funcionamiento

¿Cómo funciona una válvula de compuerta de acero forjado?

Una válvula de compuerta de acero forjado funciona convirtiendo el movimiento giratorio del volante en movimiento lineal en el disco de la válvula. Cuando el operador de la válvula gira el volante en el sentido de las agujas del reloj, el vástago de la válvula gira en el mismo sentido. La rotación del volante y del vástago varias veces produce un movimiento lineal continuo del disco hacia arriba. El movimiento ascendente del disco deja la válvula abierta y, por lo tanto, el fluido fluye a través de la válvula. Cuando el operador de la válvula gira el volante en la dirección opuesta, el vástago realiza la misma rotación. De este modo, el disco se desplaza hacia abajo, ya que las roscas del vástago transforman el movimiento giratorio en movimiento lineal. Al encajar firmemente el disco en el asiento de la válvula, se cierra el paso del fluido, con lo que la válvula queda cerrada.

Figura: Funcionamiento de una válvula de compuerta de acero forjado.

Tipos de válvulas de compuerta de acero forjado

Válvula de compuerta de cuña maciza de acero forjado

Es la válvula más utilizada por su diseño sencillo y su gran resistencia. Esta válvula utiliza un disco sólido en forma de cuña. La cuña es de construcción hueca o maciza. Tiene la ventaja de ser robusta y sencilla, pero tiende a deformar el cuerpo debido a la tubería y a las tensiones térmicas, lo que puede interferir con el asiento de la válvula y provocar fugas de fluido. Al igual que otras válvulas de compuerta, esta válvula es bidireccional para todos los fluidos. Los fabricantes de válvulas de compuerta de acero forjado también someten esta válvula a bloqueo térmico para aplicaciones de alta temperatura.

Figura: Válvula de compuerta de cuña maciza de acero forjado.

Válvula de compuerta paralela convencional de acero forjado

Es la versión de una válvula de compuerta de acero forjado que utiliza dos discos con muelles entre ellos. El uso de los muelles es mantener los asientos aguas abajo y aguas arriba en contacto deslizante y aumentar la carga de asiento a baja presión. La ventaja de esta válvula es un menor esfuerzo de accionamiento, una construcción económica y un menor coste de mantenimiento. Sin embargo, estas válvulas tienen una presión más elevada que las demás.

Válvula de compuerta pasante de acero forjado

Esta válvula está diseñada y fabricada de acuerdo con las normas API 6A y API 6D para su uso en aplicaciones de apertura y cierre. El disco de la válvula tiene un orificio del mismo tamaño que la entrada y la salida de la válvula. El fondo de la válvula tiene un orificio en el interior. Cuando la válvula se pone en marcha, el disco se mueve hacia arriba, haciendo que su orificio sea concéntrico con los puertos de entrada y salida de la válvula. El disco de la válvula se desplaza hacia la depresión inferior cuando la válvula se cierra, lo que produce un cierre hermético contra el flujo de fluido. La válvula puede soportar altas presiones y funciona bien a altas temperaturas. Los fabricantes de válvulas de compuerta de acero forjado diseñan esta válvula de forma que el fluido fluya directamente a través del orificio de la válvula desde la entrada hasta el puerto de salida. Este diseño provoca una baja caída de presión, ya que el coeficiente de resistencia al flujo del fluido es igual al del sistema de tuberías. Esta propiedad de baja caída de presión hace que la válvula sea idónea para el transporte a larga distancia.

Válvula de compuerta de acero forjado con extremo soldado

La válvula de extremo soldado se diseña con soldadura a tope o por encastre. En el caso de la soldadura a tope, los extremos de la tubería y de la válvula se unen y se sueldan para formar una junta de alta resistencia. Los dos extremos a tope se biselan para la conexión. Este tipo de conexión se utiliza para una válvula de cualquier tamaño. La válvula con extremo soldado por encastre tiene el extremo soldado diseñado con forma de encaje. La tubería se inserta en la forma de enchufe, y los dos se sueldan juntos. Los fabricantes de válvulas de compuerta de acero forjado utilizan el extremo de encaje para válvulas pequeñas de menos de 2 pulgadas. Este tipo de válvula se utiliza cuando no se espera ninguna fuga de fluido. Las válvulas de extremo soldado se utilizan principalmente cuando la válvula transporta fluidos peligrosos como agua caliente, corrosivos o productos inflamables. La válvula pesa menos que la válvula con extremos embridados. Sin embargo, la válvula debe retirarse completamente de la tubería si necesita reparación. Para ello, primero hay que eliminar la soldadura. Es probable que la eliminación de la soldadura afecte a la junta soldada y, por tanto, se degrade la calidad de la válvula para garantizar la ausencia de fugas.

Válvula de compuerta de acero forjado con bridas

Esta válvula está diseñada con extremos embridados en los puertos de entrada y salida. Los extremos embridados tienen orificios donde se insertan los pernos. Los pernos y las tuercas se utilizan para conectar la válvula a la tubería. Este tipo de válvula crea una unión resistente con una tubería apta para altas presiones y temperaturas. También facilita la desconexión de la válvula de la tubería para reparaciones y limpieza y su posterior reconexión para seguir utilizándola. La válvula es muy fiable. Sin embargo, es pesada en comparación con la válvula de extremos soldados debido a los dos extremos de brida. Además, el coste de esta válvula es superior al de las demás.