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Válvula de bola

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Válvula orbital

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Válvula de bola

※ Gama de tamaños: 2"-20"
※ Gama de clases: ANSI 150LB/ 300LB/600LB/PN16/ PN40
※ Norma de diseño: ASME B16.34; DIN 3202
※ Conexión final: Brida; BW; Rosca
※ Fabricante de la válvula orbital

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  • Specifications

¿Qué es una válvula orbital?

La válvula orbital es un tipo de válvula de bola. La válvula Orbit emplea un mecanismo de inclinación y giro que elimina el roce de la junta. El roce de las juntas es la principal causa de fallo en válvulas como las de bola, las de compuerta y las de tapón. Estas válvulas tienen juntas fuertes, en su mayoría de metal, para mejorar su capacidad de trabajo en condiciones difíciles y agresivas. Las válvulas Orbit son adecuadas para su uso en el aislamiento de contadores, líneas de flujo, derivación y bloqueo, conmutación de secadores, cierre de emergencia, segregación de productos, descarga y aislamiento de succión, entre otros. Las válvulas Orbit se utilizan en varias industrias como la del gas, el petróleo, la petroquímica y otras.

Figura: Válvula orbital.

Funcionamiento de la válvula orbital

Las válvulas orbitales están diseñadas con un funcionamiento de conmutación e inclinación para ayudar a eliminar el roce del sello, que es la principal causa de desgaste en las válvulas de bola. Cuando se encuentra en posición cerrada, el núcleo de la válvula orbital se atasca automáticamente contra el asiento. Cuando está en esta posición, la válvula mejora el cierre positivo. Cuando la válvula comienza a abrirse, el núcleo se inclina lejos de su asiento permitiendo que el flujo de la línea pase uniformemente alrededor de la cara del núcleo. Esto ayuda a eliminar el flujo de fluido localizado de alta velocidad que crea un desgaste desigual en el asiento en las válvulas de bola convencionales, de tapón y de compuerta. A continuación, el núcleo gira para completar una posición de apertura. La ausencia de rozamiento de la junta en cada cierre y apertura ayuda a mejorar el bajo par de torsión, el funcionamiento sencillo de la válvula, así como un funcionamiento prolongado y fiable de la misma. Al cerrar una válvula orbital, al girar el volante se inicia el descenso del vástago. Hay ranuras de precisión en el vástago que actúan contra los pasadores guía fijos haciendo que el núcleo y el vástago giren. Al seguir girando el volante, el vástago y el núcleo giran hasta dar una vuelta de 90o sin que el núcleo entre en contacto con el asiento. El último giro del volante calza mecánicamente el vástago hacia abajo. Esto ayuda a presionar el núcleo de forma rígida contra el asiento y a cerrar el flujo de fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula de bola orbital.

 

Tipos de válvula orbital

Válvulas orbitales manuales

Las válvulas de órbita manual son válvulas que utilizan un actuador manual para controlar el flujo de fluido. Como su nombre indica, estas válvulas no necesitan energía del exterior para funcionar, sino que utilizan un mecanismo de volante para mejorar el control del flujo. El mecanismo de esta válvula tiene una serie de engranajes que mejoran el par de salida en relación con el par de entrada aplicado por el operador de la válvula. Las válvulas de órbita manual tienen la ventaja de ser baratas, fiables y no necesitan una fuente de energía externa como la electricidad o la neumática. Estas válvulas son autónomas y, como utilizan el mismo volante para abrirse y cerrarse, es fácil para el operario detectar la causa de un problema técnico o un error. Sin embargo, las válvulas de órbita manual no pueden automatizarse y, por tanto, deben controlarse manualmente en todo momento. Esto significa que un operario debe estar disponible para controlar y ver el buen funcionamiento de la válvula.

Figura: Válvula orbital manual con un volante para aplicar el par.

 

Válvulas orbitales neumáticas

Las válvulas orbitales neumáticas son válvulas que utilizan aire a presión para accionar la válvula orbital. Estas válvulas funcionan utilizando la fuerza del aire que se aplica a un diafragma o pistón unido al vástago de la válvula. A diferencia de las válvulas de órbita manuales, las válvulas de órbita neumáticas pueden ser totalmente automatizadas o semiautomatizadas. Las válvulas orbitales neumáticas son las más comunes de los tipos de válvulas orbitales debido a su diseño sencillo y a su fiabilidad. Las ventajas de las válvulas de órbita neumáticas son su bajo coste, su bajo riesgo de incendio, su fácil manejo y su diseño sencillo y fiable. Sin embargo, estas válvulas funcionan mal a bajas velocidades.

Figura: Válvula orbital neumática.

 

Válvulas orbitales eléctricas

Las válvulas de órbita eléctrica son válvulas que utilizan la electricidad para funcionar. Estas válvulas utilizan motores eléctricos para convertir la energía eléctrica en energía mecánica adecuada para el funcionamiento (apertura/cierre) de la válvula. Las válvulas orbitales eléctricas son versátiles, ya que pueden abrirse y cerrarse de forma automática, semiautomática o manual. En las válvulas orbitales eléctricas, el motor puede funcionar en ambas direcciones. Esto ayuda a accionar el vástago de la válvula mediante engranajes. Las ventajas de las válvulas orbitales eléctricas son que no necesitan fluido o aire presurizado y pueden producir un par muy alto para aplicaciones de gran carga. Sin embargo, estas válvulas son muy caras en comparación con las válvulas orbitales manuales y neumáticas. Además, las válvulas de órbita eléctricas son peligrosas al fuego y susceptibles a la pérdida de energía.

Figura: Válvula de órbita eléctrica.

 

Válvulas orbitales hidráulicas

Las válvulas orbitales hidráulicas son válvulas que utilizan fluido bajo presión para controlar el flujo de fluido. El fluido hidráulico utilizado en estas válvulas es aceite o agua. La presión del fluido hace que se mueva un pistón que controla el flujo de fluido. Las válvulas orbitales hidráulicas pueden ser automatizadas o semiautomatizadas. Las válvulas orbitales hidráulicas son conocidas por ser más potentes en comparación con las válvulas orbitales neumáticas del mismo tamaño. Estas válvulas pueden lograr un control preciso del fluido y tienen poca pérdida de energía debido a la incompresibilidad del fluido. Sin embargo, las válvulas orbitales hidráulicas necesitan una bomba hidráulica externa para mejorar el flujo de fluido. Además, estas válvulas pueden tener fugas de fluido hidráulico que pueden provocar fácilmente un incendio.

 

Características de las válvulas orbitales

Las válvulas orbitales no tienen roces entre las superficies de sellado

Estas válvulas emplean un funcionamiento de giro inclinado que elimina la abrasión de la junta, que es la principal causa de desgaste de los asientos en la mayoría de las válvulas de bola, de tapón y de compuerta.

Envasado inyectable

Durante el mantenimiento en servicio, el material para la empaquetadura del vástago puede inyectarse a través del accesorio de la empaquetadura para dar un control total sobre la emisión fugitiva.

Diseño monoplaza

Los fabricantes de válvulas Orbit diseñan esta válvula con un asiento fijo y único en ambas direcciones. Esto ayuda a reducir las posibilidades de presión atrapada entre las juntas de la válvula.

Larga vida útil

La fabricación de válvulas orbitales ha contribuido a eliminar las válvulas problemáticas, ya que estas válvulas emplean diseños que mejoran las ventajas de rendimiento, lo que se traduce en una reducción de las paradas de la planta y de los costes de propiedad.

Las válvulas orbitales mejoran el flujo óptimo

Las aberturas de puerto reducido o de puerto completo en las válvulas orbitales proporcionan un alto coeficiente de flujo. Esto mejora la eficiencia del bombeo y reduce los problemas de erosión.

Diseño de entrada superior

Las válvulas Orbit emplean un diseño de entrada superior que ayuda durante la reparación, la inspección en línea y, tras la despresurización, simplifica las operaciones de mantenimiento.

Las válvulas Orbit emplean guías de vástago dobles

Estas válvulas están hechas con ranuras de vástago duras y fuertes pasadores guía para controlar la acción de giro y elevación del vástago de la válvula.

Autolimpieza

Cuando el núcleo se inclina lejos del asiento antes de la rotación, se produce inmediatamente un flujo circular alrededor de la cara del núcleo. El flujo de fluido elimina cualquier partícula extraña del asiento sin un flujo erosivo localizado de alta velocidad.

Necesita un par motor bajo para funcionar

Los fabricantes de válvulas Orbit diseñan estas válvulas para que funcionen sin rozamiento de juntas, lo que hace que giren fácilmente utilizando un par de torsión bajo.

Las válvulas Orbit son resistentes al desgaste

Las válvulas Orbit se fabrican con una cara dura de material pulido que les ayuda a trabajar en condiciones duras sin perder la integridad del sello.

 

Componentes de la válvula orbital

La válvula orbital tiene varios componentes, como se muestra en la siguiente figura. Algunos de estos componentes se comentan a continuación.

Cuerpo de la válvula

El cuerpo de la válvula es la carcasa exterior de una válvula orbital. Se utiliza para alojar los componentes internos de la válvula orbital. El cuerpo de la válvula debe ser resistente para soportar las altas presiones asociadas al fluido que fluye. Los materiales utilizados para fabricar el cuerpo de la válvula son el acero inoxidable, el latón y el acero al carbono.

 Capó

Es el componente de una válvula orbital que se utiliza para cubrir el cuerpo de la válvula. Esta pieza se conecta al cuerpo de la válvula mediante tuercas y pernos o mediante el uso de tornillos. Cuando se instala una válvula orbital, los componentes internos se colocan en el cuerpo de la válvula y a continuación se conecta el bonete al cuerpo.

Vástago

El vástago es un componente resistente fabricado con materiales metálicos como el acero. Se utiliza para conectar el mecanismo de control externo con el mecanismo interno de la válvula. En resumen, el vástago conecta la válvula orbital con el actuador.

Embalaje

La empaquetadura es un sello que se mantiene alrededor del vástago para evitar que el fluido se escape.

Actuador

El actuador de una válvula orbital es la fuente de energía para abrir/cerrar la válvula. El actuador puede ser manual, neumático, eléctrico o hidráulico.

Junta antifuego

Se trata de una junta que se utiliza para proteger la válvula contra el fuego, especialmente cuando la válvula se utiliza para trabajar con productos inflamables como el petróleo. Las juntas están hechas de materiales antifuego como el grafito.

Rodamientos

Los cojinetes se utilizan para soportar el eje de la válvula orbital contra las cargas, al tiempo que mejoran el bajo par de funcionamiento y reducen el desgaste. Los cojinetes se fabrican con materiales resistentes, como el acero inoxidable, para que puedan soportar el peso interno de los componentes y la presión interna.

Figura: Componentes de la válvula orbital.

 

¿Qué hay que tener en cuenta a la hora de elegir/comprar una válvula orbital?

Presión nominal

Los fabricantes de válvulas orbitales fabrican las válvulas con diferentes resistencias para soportar diferentes niveles de presión. Por lo tanto, al seleccionar una válvula orbital, primero hay que saber a cuánta presión estará expuesta la válvula. Esto se puede determinar en base a la presión que tendrá el medio. Si la fuerza de la presión del fluido es mayor que la fuerza de la válvula, la válvula orbital se dañará o lesionará al operador de la válvula.

Rango de temperatura

Las válvulas orbitales pueden funcionar en una amplia gama de presiones. Sin embargo, los fabricantes de válvulas orbitales las diseñan con un rango de temperatura de funcionamiento específico. Antes de comprar la válvula orbital es muy importante conocer las temperaturas mínimas y máximas que tendrá el medio. Las altas temperaturas pueden dañar la válvula. Las temperaturas muy bajas pueden provocar la congelación de la válvula.

Fuente de energía para la válvula orbital

La apertura y el cierre de una válvula orbital necesitan cierta potencia para proporcionar un efecto de giro para cerrar o abrir la válvula. La fuente de energía determina el actuador a utilizar. Por lo tanto, seleccione la válvula de órbita en función de la potencia disponible, es decir, actuador manual, eléctrico, neumático o hidráulico.

Condiciones ambientales

Este es el caso en el que la válvula puede estar expuesta a condiciones que pueden afectar a su funcionamiento, como temperaturas calientes/frías y medios corrosivos. Un entorno caliente puede dañar la válvula o provocar un incendio si trabaja con productos inflamables como el petróleo. Las temperaturas muy bajas pueden provocar la congelación. El material corrosivo puede dañar los componentes externos de la válvula, como tornillos, tuercas y pernos, debilitando el cuerpo de la válvula.

Peso y soporte

Es importante tener en cuenta el peso de la válvula orbital y su soporte. Algunas válvulas son muy pesadas y esto podría ejercer mucha presión sobre otros componentes de bombeo y finalmente destruirlos.

Tamaño de la válvula

Conocer el tamaño de la válvula es importante, ya que ayudará a comprar una válvula orbital que encaje fácilmente en los demás componentes de bombeo. Esto también garantizará que la válvula de órbita no golpee otros componentes del sistema de tuberías o que no haga necesario modificar el sistema de tuberías.

 

Aplicaciones de las válvulas orbitales

  • Las válvulas Orbit se utilizan en el control de productos petrolíferos, ya que emplean juntas resistentes al fuego.
  • Estas válvulas se utilizan en las industrias químicas.
  • Se utilizan en un suministro de agua limpia.
  • Las válvulas orbitales se utilizan en la producción de petróleo y gas.
  • Estas válvulas se utilizan para trabajar en fluidos viscosos.
  • Estas válvulas se utilizan en la industria farmacéutica.
  • Las válvulas orbitales se utilizan en los secadores de tamiz de topo.

 

Ventajas de las válvulas orbitales

  • Las válvulas Orbit están libres de roces en el asiento.
  • Estas válvulas tienen un diseño sencillo que facilita su reparación.
  • Estas válvulas están libres de fugas, lo que reduce el desperdicio y la contaminación ambiental.
  • Las válvulas Orbit son resistentes a la corrosión.
  • Las válvulas Orbit pueden utilizarse en fluidos calientes o de transferencia de calor.
  • Pueden utilizarse en una parada de emergencia.
  • Estas válvulas emplean un diseño de entrada superior que mejora el acceso a la inspección en línea para las reparaciones.
  • Las válvulas Orbit son resistentes a la abrasión.
  • Las válvulas Orbit pueden funcionar con diferentes actuadores según las preferencias de los clientes.
  • Las válvulas orbitales son autolimpiables.
  • Estas válvulas tienen una amplia gama de temperaturas de funcionamiento, desde -104°C hasta 427°C.

 

Desventajas de las válvulas orbitales

  • Las válvulas Orbit son caras en comparación con otras válvulas.
  • Las válvulas Orbit se utilizan en aplicaciones críticas que necesitan que las operaciones se realicen según las instrucciones del fabricante para evitar causar daños fatales al medio ambiente, por ejemplo, las utilizadas en la industria petrolera.

 

Solución de problemas de las válvulas orbitales

Rotura estructural

  • Mango roto. Esto puede deberse a movimientos congelados o a un impacto externo. Identifique y corrija el origen del problema.
  • Vástago roto. Puede deberse a un impacto externo o a movimientos congelados. Compruebe los criterios de solución del movimiento congelado y la causa del fallo por impacto.
  • La conexión final está rota. Puede deberse a una mala alineación o a un impacto externo. Asegúrese de que la alineación del sistema es perfecta.

El cuerpo está roto

  • Desalineación del sistema. Asegúrese de que el sistema está correctamente alineado.
  • Exceso de presión interna. Asegúrese de que la presión interna es la recomendada por el fabricante de la válvula orbital.
  • Ataque químico. Asegúrese de que el producto químico que trabaja en la válvula orbital es compatible con los materiales internos de la válvula para evitar el ataque a la misma.

Dificultad para cerrar o abrir la válvula

  • Obstrucción interna; acumulación de partículas o sedimentos. Retire la válvula de órbita para comprobar si hay residuos, sólidos o depósitos de cemento disolvente. Limpie estos materiales y vuelva a instalar la válvula.

Fuga interna

  • Daño térmico. Esto puede distorsionar la válvula de órbita. Compruebe el rango de temperaturas de funcionamiento de la válvula de órbita, así como las fuentes de calor externas producidas por el diseño del sistema.

La válvula orbital no se cierra

  • Sentido de giro erróneo. Compruebe el sentido de cierre de la válvula según las instrucciones del fabricante.
  • La automatización tiene un fallo. En el caso de las válvulas orbitales automatizadas, puede deberse a un actuador defectuoso. Si se trata de una válvula semiautomática, utilice un sistema manual para cerrar la válvula. De lo contrario, llame a un experto técnico para que trabaje en el actuador.

 

Resumen

Las válvulas orbitales son válvulas que emplean un mecanismo de apertura/cierre de inclinación y giro. Estas válvulas son muy ventajosas en comparación con otras válvulas porque utilizan un mecanismo que elimina el roce de las juntas, que es la causa principal de fallos en válvulas como las de compuerta, las de tapón y las de bola. Los fabricantes de válvulas Orbit diseñan las válvulas con materiales fuertes que las hacen resistentes a materiales abrasivos y corrosivos. Las válvulas orbitales pueden clasificarse en función de los tipos de actuadores utilizados: válvulas orbitales manuales, válvulas orbitales neumáticas, válvulas orbitales hidráulicas y válvulas orbitales eléctricas. Los fabricantes de válvulas orbitales emplean principios de diseño comunes en las válvulas orbitales, lo que hace que estas válvulas tengan el mismo principio de funcionamiento y características. Las características de las válvulas orbitales son el diseño de un solo asiento, el cero roce entre las superficies de los asientos, la autolimpieza, el diseño de entrada superior y el funcionamiento de bajo par de torsión porque hay cero roce, desgaste y resistencia a la abrasión. Estas características dan a las válvulas orbitales ventajas sobre otras válvulas convencionales como las de bola, las de compuerta y las de tapón. Estas válvulas se utilizan en diferentes industrias, como la del petróleo y el gas, la química y el suministro de agua, entre otras. Cómo siempre, a pesar de que estas válvulas tienen súper características y ventajas, son costosas de fabricar y comprar.

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