Valvola a sfera a passaggio totale 

Che cos'è una valvola full-port? 

La valvola a sfera a passaggio totale è nota anche come valvola a sfera a passaggio totale. Una valvola a sfera a passaggio pieno è un tipo di valvola a sfera con un corpo più grande di una valvola a sfera standard. Con un corpo più grande, una valvola a sfera full-port ospita una sfera più grande e aperture più ampie. Le valvole a sfera full-port hanno aperture della stessa dimensione del tubo collegato. Ad esempio, una valvola a sfera a passaggio totale con un diametro di 2 pollici avrà bisogno di un tubo di 2 pollici di diametro. Ciò significa che una valvola a sfera a passaggio totale avrà un foro per la sfera di 2 pollici. Una valvola a sfera a passaggio totale è vantaggiosa in quanto produce una minore resistenza del fluido, una minore caduta di pressione e un minore attrito durante il flusso del fluido. Le valvole a sfera full-port sono utilizzate soprattutto in applicazioni che richiedono pulizia e bassa resistenza del fluido e in cui la perdita di pressione può influire sulle prestazioni della tubazione. Tuttavia, le valvole a sfera a passaggio totale sono più costose rispetto alle altre valvole a sfera. 

Figura: Valvola a sfera ad attacco standard a confronto con una valvola a sfera ad attacco pieno.       

Componenti di una valvola a sfera a passaggio totale 

Alloggiamento della valvola 

L'alloggiamento della valvola è noto anche come corpo della valvola. È il componente di una valvola a sfera full port utilizzato per coprire tutti i componenti interni della valvola. Si tratta di una delle parti più importanti di una valvola a sfera full port, in quanto protegge la valvola dalla pressione eccessiva e dalla sicurezza di tutte le parti interne. L'alloggiamento della valvola è realizzato con materiali resistenti in relazione alla sua applicazione, per garantire che la valvola a sfera a passaggio totale possa resistere a temperature e pressioni elevate. 

Maniglia della valvola 

È un componente utilizzato nelle valvole a sfera manuali a passaggio totale. La maniglia è il componente in cui l'operatore della valvola a sfera full port applica la forza per aprire/chiudere la valvola. 

Attuatore 

L'attuatore è un componente utilizzato nelle valvole a sfera automatiche a passaggio totale. L'attuatore fornisce la forza necessaria per aprire/chiudere la valvola a sfera a passaggio totale. Gli attuatori utilizzati nelle valvole a sfera a passaggio totale comprendono attuatori idraulici, pneumatici ed elettrici. Per controllare la chiusura/apertura della valvola a sfera a passaggio totale si utilizza un sistema automatizzato. Tuttavia, l'uso di attuatori è necessario per sistemi di controllo complicati. 

Stelo o albero 

Lo stelo o albero è il componente di una valvola a sfera full port utilizzato per collegare la sfera all'impugnatura o all'attuatore. Un'estremità dello stelo è collegata all'attuatore o alla maniglia, mentre l'altra estremità è collegata alla sfera. Lo stelo è dotato di O-ring e anelli di tenuta utilizzati per prevenire le perdite di fluido. 

Sfera rotante 

Si tratta di una sfera con un foro nella parte centrale. La sfera è responsabile dell'apertura/chiusura del flusso del fluido. La sfera è collegata allo stelo in modo che, quando lo stelo viene ruotato dall'attuatore o dalla maniglia, la sfera ruota di un quarto di giro per consentire o bloccare il flusso del fluido. 

Posti a sedere 

La sede è un disco installato tra il corpo della valvola e la sfera. Le sedi contribuiscono a garantire la tenuta tra la sfera e il corpo. 

Imballaggio 

L'imballaggio è una guarnizione posta intorno allo stelo. Aiuta a prevenire la perdita di fluido attraverso lo stelo. 

Come funziona una valvola a sfera full port? 

Una valvola a sfera a passaggio totale è una valvola a sfera che apre e chiude il flusso del fluido utilizzando una sfera. La sfera di una valvola a sfera a passaggio totale ha un foro al centro. Il fluido in una valvola a sfera a passaggio totale passa attraverso questo foro nella sfera. La sfera di una valvola a sfera a passaggio totale è collegata al volantino o all'attuatore attraverso lo stelo. Quando si applica la coppia sul volantino, questa viene trasmessa alla sfera attraverso lo stelo della valvola. Per aprire una valvola a sfera a passaggio totale, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro, ovvero 90^o. Quando l'impugnatura viene ruotata di 90^o ruota anche lo stelo e la sfera per 90^o. Quando la sfera viene ruotata per 90^o fa sì che il foro della sfera sia in linea con la tubazione contenente il fluido. Questo fa sì che il fluido scorra attraverso la valvola e la valvola a sfera a passaggio totale si dice aperta. Per chiudere una valvola a sfera a passaggio totale, la maniglia viene ruotata in direzione opposta per 90 secondi.^o. In questo modo lo stelo della valvola e la sfera ruotano di 90°.^o. A questo punto, il foro della sfera diventa perpendicolare alla tubazione e il fluido non può passare attraverso la valvola. In questo stato, la valvola a sfera a passaggio totale è detta chiusa. 

Figura: Valvola a sfera a passaggio pieno aperta e valvola a sfera a passaggio pieno chiusa.

Tipi di valvole a sfera a passaggio totale 

Valvola a sfera a due pezzi a passaggio totale

Si tratta di una valvola a sfera full port in due pezzi. Il primo pezzo è costituito dal corpo della valvola e da un raccordo terminale, mentre il secondo pezzo si inserisce nel primo pezzo per tenere in posizione il trim e contiene anche il secondo raccordo terminale. Le valvole a sfera full port in due pezzi possono essere smontate per l'ispezione, la pulizia, la riparazione e la manutenzione. Tuttavia, in una valvola a sfera a due pezzi con attacco completo, la valvola deve essere rimossa completamente dalla tubazione per separare i due pezzi. La valvola a sfera a due pezzi full port è utilizzata, tra l'altro, in applicazioni ad alta pressione, acqua calda e fredda per uso domestico, HVAC, aria compressa e vapore a bassa pressione. 

Figura: Valvola a sfera a due pezzi a passaggio totale.

Valvola a sfera a passaggio totale in tre pezzi 

Una valvola a sfera a passaggio totale in tre pezzi è una valvola a sfera progettata con tre pezzi, ovvero un corpo e due tappi terminali. Questa valvola a sfera full port è composta da tre pezzi collegati tra loro mediante bulloni e dadi. Una valvola a sfera a passaggio totale in tre pezzi è progettata in modo da facilitare la rimozione della parte centrale contenente stelo, sfera e sedi dal sistema di tubazioni. In questo modo è possibile pulire efficacemente i solidi depositati, sostituire le guarnizioni del premistoppa e le sedi, lucidare i graffi sulla sfera senza dover rimuovere il tubo dal corpo della valvola. Una valvola a sfera a passaggio totale in tre pezzi presenta il vantaggio di poter essere sottoposta a manutenzione senza dover rimuovere l'intera valvola dal sistema di tubazioni. Le valvole a sfera a passaggio totale in tre pezzi sono molto robuste e quindi adatte ad applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. Tuttavia, le valvole a sfera a passaggio totale in tre pezzi sono molto costose rispetto ad altre valvole quali Valvola a globo e valvola a farfalla. 

Figura: Valvola a sfera a passaggio totale in tre pezzi.

Valvola a sfera a tre vie a passaggio totale 

Una valvola a sfera a tre vie full port è una valvola a sfera con tre porte. Questo tipo di valvola a sfera a passaggio totale utilizza tre porte per fungere da valvola miscelatrice o da valvola deviatrice. La valvola a sfera a tre vie ad attacco pieno ha due configurazioni: la forma a L e la forma a T. La forma a L di una valvola a sfera a passaggio totale a tre vie viene utilizzata per deviare il fluido da una porta a un'altra. La valvola a sfera a tre vie a passaggio totale a T viene utilizzata per deviare il fluido o per miscelarlo. Quando viene utilizzata per miscelare i fluidi, una valvola a sfera a tre vie ad attacco pieno fonde due flussi di fluido dalle porte di ingresso in un unico flusso che fluisce attraverso la porta di uscita. Forma a T valvola a sfera a tre vie viene utilizzato anche per deviare il flusso del fluido da una porta alle altre due porte. 

Valvola a sfera flangiata a passaggio totale 

La valvola a sfera flangiata full port è una valvola definita da estremità flangiate in cui vengono utilizzati bulloni e dadi per collegare la valvola alla tubazione. Questo tipo di valvola a sfera a passaggio totale fornisce un controllo efficace del fluido, in quanto è in grado di migliorare la tenuta delle bolle d'aria. Un vantaggio di una valvola a sfera flangiata full port è che può essere facilmente rimossa dalla tubazione per l'ispezione, la pulizia, la riparazione e la manutenzione. Questo tipo di valvola a sfera a passaggio totale può migliorare l'igiene, in quanto è facile da pulire. È anche economica perché quando un componente si guasta in una valvola a sfera flangiata a passaggio totale, può essere riparato invece di smaltire l'intera valvola. 

Figura: Valvola a sfera flangiata a passaggio totale.

Applicazioni della valvola a sfera a passaggio totale 

• Utilizzato nei sistemi di acqua di alimentazione e di raffreddamento. 
• Sistemi di irrigazione e approvvigionamento idrico. 
• Sono utilizzati nelle industrie farmaceutiche. 
• Generazione di energia a vapore. 
• Queste valvole sono utilizzate nella lavorazione di alimenti e bevande. 
• Additivi chimici e trattamenti. 
• Industrie del petrolio e del gas.
• Sistemi antincendio. 

Vantaggi della valvola a sfera a passaggio totale 

• Offre una tenuta a bolla d'aria priva di perdite. 
• Apertura e chiusura rapida. 
• Queste valvole hanno un peso ridotto rispetto ad altre valvole, come ad esempio valvola a saracinesca. 
• Versatili, possono essere utilizzati in diverse applicazioni in vari settori. 
• La loro robustezza li rende adatti all'impiego in applicazioni a pressione e ad alta temperatura. 
• Porte multiple adatte a compiti diversi, come la miscelazione e la deviazione dei fluidi. 
• Adatto per l'ispezione, la pulizia, la riparazione e la manutenzione.
• La bassa resistenza dei fluidi li rende più efficienti. 
• Caduta di pressione. 

Svantaggi della valvola a sfera a passaggio totale 

• Non adatto ad applicazioni di strozzatura. 
• Non sono adatti per applicazioni con solidi perché tendono a causare usura, perdite e guasti alla valvola. 
• Costoso rispetto ad altre valvole.

Risoluzione dei problemi delle valvole a sfera a passaggio totale 

Perdite interne 

• Perdite attraverso la sfera. Particelle intasate. Pulire le particelle che bloccano la sfera. 
• Lo stelo o l'albero sono rotti. Rimuovere il raccordo terminale e controllare la rotazione della sfera durante l'azionamento della valvola. Riparare o sostituire lo stelo se necessario. 
• Sedile danneggiato. Sostituire il sedile. 
• Detriti sul sedile. Pulire i detriti. 
• O-ring della sede danneggiato o spostato. Sostituire di conseguenza l'O-ring della sede. 
• Sfera danneggiata. Sostituire la sfera. 

La valvola a sfera a passaggio totale è difficile da aprire/chiudere

• Ostruzioni interne dovute all'accumulo di sedimenti. Rimuovere la valvola a sfera a passaggio totale e controllare che non vi siano accumuli di sedimenti e pulirli. Verificare la compatibilità della valvola con il materiale da trattare. 
• Maniglia troppo stretta. Allentare leggermente la maniglia. 
• Attacco chimico sulla valvola a sfera a passaggio totale. Verificare la presenza di un attacco come distorsione, incisione, scrostatura o sbiancamento delle superfici. Assicurarsi che la valvola sia compatibile con il fluido. 
• Maniglia rotta. Sostituire la maniglia. 
• Impugnatura spellata. Ciò potrebbe essere dovuto a un'eccessiva esposizione alla luce solare o a temperature elevate che hanno ammorbidito la maniglia. Proteggere la valvola dalla luce solare. Se necessario, sostituire la maniglia. 
• Stelo rotto. Sostituire lo stelo/albero. 

Sintesi 

Una valvola a sfera full port è un tipo di valvola a sfera in cui il diametro del foro della sfera è uguale al diametro del tubo. In questo caso, ad esempio, un foro sferico di 2 pollici di diametro in una valvola a sfera a passaggio totale sarà collegato a un tubo di 2 pollici di diametro. Le valvole a sfera ad attacco pieno contribuiscono a ridurre la resistenza al flusso del fluido e la caduta di pressione perché il flusso è quasi rettilineo, a differenza di altre valvole come le valvole a sfera standard o le valvole a sfera a foro ridotto. Le valvole a sfera a passaggio totale funzionano utilizzando una sfera con un foro nella parte centrale. Il foro è destinato a consentire il flusso del fluido quando la valvola a sfera a passaggio totale è aperta. Quando una valvola a sfera a passaggio totale è aperta, il foro della sfera è allineato alla tubazione. Quando la valvola a sfera a passaggio totale è chiusa, il foro della sfera è orientato perpendicolarmente al flusso del fluido, bloccandolo.

Esistono vari tipi di valvole a sfera a passaggio totale che includono valvole a sfera a passaggio totale in tre pezzi, valvole a sfera a passaggio totale in due pezzi, valvole a sfera a passaggio totale a tre vie e valvole a sfera a passaggio totale flangiate. Le valvole a sfera a passaggio totale sono utilizzate in varie applicazioni, tra cui la produzione di energia, i sistemi di acqua di alimentazione e di raffreddamento, il petrolio e il gas, l'irrigazione e l'industria chimica. Le valvole a sfera a passaggio totale presentano diversi vantaggi, come la possibilità di essere ispezionate, pulite e riparate, la versatilità, la durata, la rapidità di funzionamento, la robustezza del corpo, l'idoneità alle applicazioni ad alta pressione e l'efficienza energetica.