Válvula de retención de globo

¿Qué es una válvula de retención de globo?

Una válvula de retención de globo es un tipo de válvula que se utiliza para garantizar que el flujo de fluido no se invierta. Este tipo de válvula combina el diseño de una válvula de globo y una válvula de retención para producir una válvula magnífica que no puede permitir el flujo hacia atrás. La válvula de retención de globo emplea un disco para controlar el flujo de fluido. El disco de la válvula funciona para impedir la inversión del flujo. Este tipo de válvula tiene dos aberturas en el cuerpo de la válvula. Una de las aberturas es por donde el medio entra en la válvula y la otra es por donde el medio sale de la válvula. En la mayoría de los casos, las válvulas de globo funcionan automáticamente, es decir, rara vez son controladas por una persona. Estas válvulas se utilizan en diferentes aplicaciones, como sistemas de refrigeración y calefacción, calderas y sistemas de agua, entre otros. En la mayoría de los casos, como en las aplicaciones de calderas, estas válvulas evitan el reflujo de vapor automáticamente. Las válvulas de retención de globo están destinadas a mejorar la seguridad de las tuberías garantizando que no se produzcan inversiones de fluido que puedan dañar la bomba. Sirven para abrir y detener el flujo de fluido. Estas válvulas no se utilizan como válvulas de regulación.

Figura: Válvula de retención de globo.

Componentes de la válvula de retención de globo

Cuerpo de la válvula

El cuerpo de la válvula es el componente principal de una válvula de retención de globo. Esto se debe a que el cuerpo de la válvula alberga los componentes internos de la válvula de retención de globo, como el muelle, el disco y el asiento. La válvula debe ser fuerte para soportar la presión asociada al fluido. Si la resistencia del cuerpo de la válvula es inferior a las tensiones internas debidas a la presión del fluido, el cuerpo de la válvula puede resultar dañado. Esto exige seguridad a la hora de comprar la válvula de retención de globo para asegurarse de que soportará la presión interna del flujo de fluido. Además, el cuerpo de la válvula debe ser lo suficientemente fuerte como para soportar las temperaturas asociadas al fluido. Esto es muy necesario, especialmente para esta válvula de retención de globo, ya que a menudo se utiliza en calderas donde las temperaturas del vapor pueden ser muy altas. Si el cuerpo de la válvula está hecho de un material con capacidad para soportar bajas temperaturas, es probable que ceda a las temperaturas y se deforme térmicamente.

Capó

El bonete de una válvula de retención de globo se utiliza como tapa del cuerpo de la válvula. El bonete se conecta al cuerpo de la válvula mediante pernos y tuercas o mediante el uso de tornillos. Al montar la válvula de retención de globo, los componentes internos de la válvula se ensamblan primero en el cuerpo de la válvula y, finalmente, el bonete se fija al cuerpo de la válvula. Esto ayuda a mantener el cuerpo de la válvula y los componentes internos unidos firmemente. Cuando el operador de la válvula necesita comprobar los componentes internos de la válvula, primero tiene que desatornillar el bonete para acceder a esos componentes.

Asiento

El asiento en una válvula de retención de globo es un componente interno que entra en contacto con el disco de la válvula para lograr un cierre hermético. El asiento puede ser un asiento duro o un asiento blando. El asiento duro está hecho de material metálico y tiende a tener cierto grado de fuga. El asiento blando está hecho de material blando como elastómeros y PTFE en función de la temperatura máxima del fluido. Los asientos blandos rara vez experimentan fugas cuando están cerrados, pero se limitan a las operaciones a alta temperatura.

Disco

Se trata de un componente móvil de la válvula que la cierra para restringir el flujo de fluido en dirección inversa. El disco se mueve linealmente para cerrar el flujo de fluido.

Puertos de entrada y salida

Se trata de conductos por los que el fluido entra en la válvula y por los que sale de ella. Entre la válvula de entrada y la de salida se encuentra el disco. La válvula de retención de globo se conecta a los sistemas de tuberías a través de estos puertos. Los métodos de conexión utilizados incluyen bridas, roscado, soldadura de accesorios de compresión, entre otros.

Primavera

El muelle se utiliza para desplazar el disco hacia el asiento de la válvula para asegurar que la válvula esté cerrada y el fluido no pueda retroceder. En caso de presión excesiva, el muelle se comprime y obliga a la válvula a abrirse. Los muelles utilizados son muelles helicoidales. Dichos muelles se fabrican con materiales como el acero inoxidable o el acero cincado, que son resistentes y pueden soportar altas temperaturas.

Recorte

La guarnición se refiere a los componentes internos de la válvula. Estos componentes incluyen el asiento, el muelle, la superficie de asiento, el disco, el casquillo y otras superficies que entran en contacto con el fluido. Todas estas piezas son muy importantes, ya que trabajan juntas para garantizar que la válvula de retención de globo funcione eficazmente como se espera sin fugas.

Figura: Componentes de la válvula de retención de globo.

¿Cómo funciona una válvula de retención de globo?

Cuando la válvula de retención de globo tiene fluido como se muestra en la flecha de abajo, el disco se levanta del asiento. En este caso, la presión del fluido permite que éste avance. Cuando en la dirección opuesta, el fluido y el muelle empujan el disco sobre el asiento de la válvula y ésta cierra la conexión restringiendo el flujo de fluido hacia atrás.

Figura: Válvula de retención de globo trabajando para mejorar el flujo hacia adelante solamente.

Una válvula de retención de globo necesita una presión diferencial mínima entre la entrada y la salida (presión aguas arriba) para abrir la válvula y permitir el paso del fluido. Cuando la presión aguas arriba cae por debajo de un determinado nivel o cuando hay contrapresión, la válvula se cierra. Según el diseño de la válvula de globo, el mecanismo de cierre puede estar asistido por un muelle. La contrapresión empuja el disco contra el orificio para sellarlo.

Tipos de válvulas de retención de globo

Válvula de retención de globo tipo Y

Se trata de una válvula de retención de globo cuyo cuerpo está diseñado en forma de Y. El muelle y el disco están instalados en un ángulo determinado. Estas válvulas pueden repararse y limpiarse sin necesidad de desmontarlas. Este tipo de válvula de retención de globo necesita un espacio mayor para su instalación.

Figura: Válvula de retención de globo tipo Y.

Válvula de retención de globo de hierro fundido

Se trata de una válvula de retención de globo también conocida como válvula de retención de globo de hierro gris. Los fabricantes de válvulas de retención de globo fabrican esta válvula con una aleación de hierro, carbono y silicona. Este tipo de válvula tiene una buena resistencia a las altas temperaturas, ya que puede soportar temperaturas muy altas de alrededor de 1150^o . Estas válvulas son también de alta resistencia. Hay dos tipos de válvulas de retención de globo de hierro fundido basados en la clase de presión que es la clase 250 y la clase 125. La válvula de clase 125 puede funcionar a una presión de 150 psi y 200 psi mientras que la válvula de clase 250 puede trabajar a presiones más altas de 300 psi a 500 psi. Las válvulas de retención de globo de hierro fundido son muy resistentes y pueden trabajar con vibraciones intensas sin dañarse. El principal problema de estas válvulas es que no son dúctiles, lo que hace que se agrieten con una ligera flexión y queden inutilizadas. Sin embargo, las válvulas de retención de globo de hierro fundido no son caras en comparación con otras válvulas.

Válvulas de retención de globo de acero forjado

Se trata de válvulas de retención de globo producidas mediante el método de forjado. El proceso de forjado es conocido por hacer que las válvulas sean extremadamente fuertes y resistentes. Estas válvulas de retención de globo tan resistentes son necesarias para aplicaciones como las centrales eléctricas de vapor para controlar el flujo de vapor y agua en una dirección. Las válvulas de retención de globo de acero forjado son adecuadas para aplicaciones que implican alta presión y altas temperaturas. Sin embargo, las válvulas de retención de globo fabricadas con este método son de menor tamaño. En el caso de las válvulas grandes, hay que fabricarlas pieza por pieza y, posteriormente, conectarlas o soldarlas entre sí para formar una válvula de retención de globo de acero forjado completa.

Válvula de retención de globo con bonete atornillado

Se trata de una válvula de retención de globo en la que el bonete/placa de cubierta se monta en el cuerpo de la válvula mediante pernos y tuercas. Es uno de los tipos más comunes de válvulas de retención de globo. Este tipo de válvula utiliza una junta para sellar la unión entre ella y el cuerpo.

Válvula de retención de globo con bonete roscado

Se trata de una válvula de retención de globo que utiliza tornillos para conectar el bonete/placa de cubierta y la válvula del cuerpo. Este tipo de válvula utiliza una estructura de válvula simple y se utiliza en aplicaciones de flujo de fluido de bajo costo.

Válvula de retención de globo con bonete soldado

Se trata de una válvula de retención de globo en la que la placa de la tapa y el cuerpo están unidos mediante soldadura. Este tipo de diseño de la válvula la hace libre de fugas incluso a muy alta presión. Por ello, esta válvula se utiliza en aplicaciones de alta temperatura y alta presión.

¿Qué debe tener en cuenta a la hora de seleccionar/comprar una válvula de retención de globo?

Medios de comunicación

Se refiere al fluido o a los sólidos que se espera que pasen por la válvula. Este es un factor crítico a considerar porque algunos fluidos podrían ser destructivos para la válvula o podrían no ser compatibles. Algunos fluidos ácidos pueden causar corrosión en los componentes internos de la válvula que entren en contacto con ella. Por ello, antes de seleccionar/comprar la válvula de retención de globo asegúrese de que es compatible con el medio.

Temperatura máxima

Esta es la temperatura más alta que experimentará la válvula durante su funcionamiento. La capacidad de la válvula para trabajar a diferentes temperaturas depende de sus materiales de construcción. Materiales como el hierro fundido pueden soportar una temperatura de alrededor de 1150^o C, mientras que materiales como el acero inoxidable pueden soportar alrededor de 427^o C. Otros materiales como el PTFE y los elastómeros pueden soportar temperaturas más bajas en relación con sus homólogos metálicos. Por lo tanto, al comprobar la capacidad de la válvula para trabajar a altas temperaturas, primero hay que comprobar los materiales de construcción.

Presión máxima

Es la presión más alta que puede soportar la válvula de retención de globo. Al igual que la temperatura máxima, la presión más alta dependerá de los materiales de construcción, ya que los diferentes materiales tienen diferentes resistencias para soportar las tensiones internas resultantes de la presión interna del fluido. Materiales como el hierro fundido pueden soportar una presión muy alta de alrededor de 500 psi en relación con el acero inoxidable. Si el cuerpo de la válvula no es lo suficientemente resistente, puede provocar fugas de fluido a través de las juntas o uniones. Además, una presión muy alta puede dañar el cuerpo de la válvula y, por tanto, toda la válvula.

Requisitos de mantenimiento

Algunas válvulas de retención de globo están pensadas para ser utilizadas en aplicaciones en las que es probable que se produzcan atascos con frecuencia. Por ello, el diseño de la válvula debe ser fácil de limpiar. Las válvulas de retención de globo soldadas serán difíciles de limpiar, ya que están completamente selladas. Las válvulas de bonete atornillado y atornillado serán más fáciles de limpiar, ya que el operario puede retirar la placa de cubierta/ bonete y eliminar la suciedad de la válvula.

Aplicaciones de las válvulas de retención de globo

• Las válvulas de retención de globo se utilizan en las industrias petroleras.
• Se utilizan en las industrias de procesamiento químico.
• Se utilizan en los procesos de fabricación de medicamentos en los procesos farmacéuticos.
• Las válvulas de retención de globo se utilizan para controlar el agua o el vapor en las calderas para la generación de energía.
• Se utilizan en el suministro de agua municipal o comercial.
• Las válvulas de retención de globo se utilizan en los sistemas de climatización.
• Se utilizan en los sistemas de riego.

Ventajas de las válvulas de retención de globo

• Las válvulas de retención de globo ayudan a evitar daños en el compresor y la bomba, ya que impiden el reflujo.
• Su mantenimiento es barato.
• Las válvulas de retención de globo son de acción rápida.
• Estas válvulas impiden el flujo inverso.
• Estas válvulas tienen un amplio rango de temperaturas.
• Tienen un amplio rango de presión de funcionamiento.
• Las válvulas de retención de globo son automáticas.

Desventajas de las válvulas de retención de globo

• Las válvulas de retención de globo permiten el flujo en una sola dirección.
• Estas válvulas no pueden ayudar en aplicaciones de estrangulamiento.

Solución de problemas de las válvulas de retención de globo

La válvula de retención de globo vibra o chirría

• Esto podría deberse a una alta velocidad. Cuando la válvula produce mucho ruido puede deberse a una baja presión aguas abajo, a una alta velocidad o a una expansión aguas arriba. Asegúrese de que la velocidad del flujo de fluido es la recomendada por el fabricante de la válvula de retención de globo.

No pasa líquido por la válvula

• Siga la dirección de la flecha de flujo en el cuerpo.
• Asegúrese de que la válvula aguas abajo está abierta.
• Compruebe si hay una obstrucción aguas abajo y elimínela si la hay.

La válvula de retención de globo se cierra de golpe

• Retire la válvula de retención de globo para inspeccionar el muelle helicoidal.
• Pruebe a amueblar el muelle si funciona en aplicaciones de gran altura.
• Consulte al técnico de la válvula de retención de globo si el problema persiste.

Fuga en la válvula de retención de globo

• El capó está suelto. Apriete las tuercas/tornillos del capó.
• Rotura del cuerpo de la válvula. Puede deberse a un daño por impacto externo o a una alta presión del fluido. Sustituya el cuerpo de la válvula.
• Junta rota. Sustituya la junta.
• Anillos del asiento desgastados. Sustituya los anillos del asiento.
• Suciedad acumulada en la superficie de sellado. Limpie la suciedad.
• Superficie de la junta dañada. Reemplace el asiento o el disco.

Resumen

La válvula de retención de globo es un tipo de válvula diseñada para evitar que el fluido fluya hacia atrás. Esto ayuda a garantizar que la válvula se cierre antes de que la bomba se detenga por completo. Esto ayuda a evitar los golpes de ariete y las sobrecargas asociadas al cierre de la válvula. La mayoría de las válvulas están automatizadas. La mayoría de las válvulas de retención de globo emplean un diseño con muelle y guías dobles que ayuda a garantizar que cuando la bomba se pone en marcha el disco de la válvula se abre y que la válvula se cierra antes de que el fluido fluya hacia atrás al detenerse la bomba. Los fabricantes de válvulas de retención de globo diseñan los componentes de la válvula y los ensamblan de forma que sean fáciles de reparar y de realizar un mantenimiento regular. Hay varios tipos de válvulas de retención de globo que incluyen la válvula de retención de globo en forma de Y, las válvulas de retención de globo de hierro fundido, las válvulas de retención de globo de acero forjado, las válvulas de retención de globo soldadas con bonete, y las válvulas de retención de globo atornilladas. Cada una de estas válvulas tiene ciertas características y ventajas que la hacen adecuada para la aplicación específica. Por ello, es necesario tener en cuenta ciertos factores a la hora de comprar una válvula de retención de globo, como la temperatura y la presión máximas, el tipo de medio y los requisitos de mantenimiento.

El diseño de una válvula de retención de globo emplea el diseño de una válvula de globo y una válvula de retención. Esta válvula utiliza un disco encargado de garantizar que el fluido no fluya hacia atrás. Sólo permite el flujo de fluido en una dirección, es decir, hacia adelante, de una tubería a la siguiente. Las válvulas de retención de globo están diseñadas con dos puertos: el de entrada y el de salida. Las válvulas antirretorno de globo se utilizan en diferentes aplicaciones, como la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado (HVAC), los sistemas de calderas, el suministro de agua municipal, el riego y las industrias farmacéuticas, entre otras. Las ventajas de la válvula de retención de globo son la ausencia de flujo inverso, el bajo mantenimiento, la protección de la bomba y el compresor y un amplio rango de temperatura y presión de funcionamiento.