Valvola a sfera rivestita 

Che cos'è una valvola a sfera incamiciata? 

Le valvole a sfera rivestite sono valvole a sfera che sono dotate di camicie che aiutano a riscaldare o raffreddare il fluido per evitare il grippaggio o la cristallizzazione. Le valvole a sfera con camicia per applicazioni di riscaldamento sono dotate di camicie di riscaldamento che forniscono olio o vapore ad alta temperatura sul corpo della valvola e sulle parti della sfera per mantenere il fluido nello stato richiesto. Questa soluzione è utilizzata soprattutto per fluidi come lo zolfo liquido e il bitume. Le valvole a sfera con rivestimento hanno un rivestimento che copre il corpo da un'estremità della flangia all'altra. Il corpo della valvola viene modificato con l'aggiunta di flange maggiorate. Ad esempio, una valvola a sfera rivestita valvola a sfera con un diametro nominale di 2 pollici avrebbe una flangia di 3 pollici di diametro. La flangia sovradimensionata consente di avere uno spazio sufficiente per l'avvitamento. Le valvole a sfera con rivestimento sono utilizzate per gestire fluidi molto viscosi che possono facilmente solidificarsi a temperatura ambiente. 

Alcuni dei fluidi che possono essere utilizzati come mezzi di riscaldamento nelle valvole a sfera con rivestimento sono l'olio termovettore, il vapore e l'acqua calda. Tutte le valvole a sfera con camicia sono testate dopo aver costruito o saldato le camicie al corpo della valvola. La valvola a sfera con camicia standard è realizzata con materiali fusi in acciaio al carbonio e acciaio inossidabile. Le valvole a sfera con camicia possono essere realizzate anche in altri materiali speciali su richiesta del cliente. Le connessioni che possono essere utilizzate tra la valvola e la tubazione includono connessioni filettate e flangiate. Le valvole a sfera con rivestimento possono essere azionate manualmente o tramite attuatori (elettrici e pneumatici). 

Figura: Valvola a sfera rivestita.

Componenti di una valvola a sfera incamiciata 

Corpo valvola 

È il componente di una valvola a sfera incamiciata che ospita tutte le parti interne. Il corpo della valvola è realizzato in materiali robusti come l'acciaio al carbonio e l'acciaio inox per migliorare la resistenza della valvola e prevenire la corrosione. Il corpo della valvola contiene le porte di ingresso e di uscita della valvola a sfera incamiciata. Contiene anche gli scarichi di ingresso e di uscita dei mezzi di riscaldamento o raffreddamento. 

Attuatore/maniglia

L'attuatore è un componente utilizzato per la valvola a sfera automatica con rivestimento. L'attuatore ha il compito di fornire la coppia necessaria quando la valvola deve aprirsi o chiudersi. Le valvole a sfera manuali utilizzano una maniglia sotto forma di volantino o leva manuale. L'operatore della valvola è necessario in una valvola a sfera con rivestimento manuale. L'operatore ha il compito di fornire la coppia necessaria quando la valvola deve essere aperta o chiusa. 

Palla 

È il componente di una valvola a sfera incamiciata che viene utilizzato per consentire o bloccare il flusso del fluido. La sfera ha un foro nella sua sezione centrale, dove il fluido scorre quando è in modalità aperta. 

Stelo 

Lo stelo è il componente di una valvola a sfera rivestita utilizzato per collegare la sfera della valvola all'attuatore o all'impugnatura. Lo stelo è responsabile della trasmissione della coppia dall'attuatore/maniglia alla sfera, in modo che questa possa ruotare per consentire il flusso del fluido o bloccarlo. 

Giacche 

Le camicie sono saldate o costruite nel corpo della valvola in modo che il fluido necessario per riscaldare o raffreddare il fluido possa circolare all'interno della valvola cedendo calore o assorbendone di conseguenza. 

Posti a sedere 

I seggi sono componenti utilizzati nelle valvole a sfera incamiciate per sostenere la sfera nella sua sede. I seggi sono collocati tra la sfera e il corpo e impediscono la fuoriuscita di fluido nel corpo. 

Imballaggio 

Per premistoppa si intendono le guarnizioni utilizzate nello stelo della valvola per evitare perdite di fluido. 

Trim 

Il trim si riferisce ai componenti interni della valvola a sfera incamiciata, come le sedi, la superficie di seduta, le guarnizioni, gli O-ring e la sfera. 

Figura: Componenti di una valvola a sfera incamiciata.

Come funziona una valvola a sfera incamiciata? 

Una valvola a sfera incamiciata funziona utilizzando una sfera con un foro nella sua sezione centrale. Per aprire una valvola a sfera incamiciata, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro in senso antiorario. Il movimento rotatorio applicato alla maniglia per le valvole manuali viene trasmesso attraverso lo stelo alla sfera della valvola. Questo fa ruotare la sfera per lo stesso quarto di giro (90^o gradi). Quando la palla compie un giro di 90^o rende il foro allineato con la tubazione. In questo modo, il fluido scorre attraverso la valvola fino alla sezione successiva della tubazione. Lo stesso principio di funzionamento si applica a una valvola a sfera con rivestimento attuato. L'unica differenza tra la valvola attuata e quella manuale è che quella attuata utilizza un attuatore per fornire la forza di rotazione necessaria per aprire o chiudere la valvola. Per chiudere la valvola a sfera incamiciata, la maniglia/attuatore ruota di 90°.^o in senso orario, facendo ruotare la sfera nella stessa direzione. In questo modo, il foro della sfera blocca il flusso del fluido e diventa perpendicolare alla tubazione. Per garantire che il fluido che scorre attraverso la valvola sia mantenuto alla viscosità richiesta, il fluido caldo viene fatto passare attraverso le camicie della valvola. Ciò contribuisce a rilasciare calore sul fluido. Il calore contribuisce a ridurre la viscosità del fluido in modo che non si attacchi alla valvola a sfera rivestita o alla tubazione. Tali fluidi includono, tra gli altri, bitume molto denso, sapone e polimeri. 

Figura: Funzionamento di una valvola a sfera incamiciata.

Tipi di valvole a sfera a tenuta stagna

Valvola a sfera incamiciata in un unico pezzo 

Si tratta di una valvola a sfera incamiciata costituita da un unico pezzo di corpo fuso. Le valvole a sfera incamiciate in un unico pezzo sono prive di perdite di fluido, poiché vengono testate dopo la produzione per garantire che le giunzioni saldate non presentino imperfezioni. Le valvole a sfera con rivestimento in un unico pezzo sono le più economiche in quanto consumano meno materiale rispetto ad altre valvole della stessa dimensione. Tuttavia, le valvole a sfera monoblocco non possono essere aperte per la pulizia o la riparazione. Queste valvole vengono smaltite quando si rompono. 

Figura: Valvola a sfera incamiciata in un unico pezzo.

Valvola a sfera incamiciata in due pezzi 

Si tratta di una valvola a sfera incamiciata composta da due pezzi del corpo. Uno dei due pezzi è costituito dal corpo della valvola e da un giunto finale, mentre l'altro pezzo è costituito dal rivestimento e dal secondo giunto. Le valvole a sfera incamiciate in due pezzi possono essere ispezionate, pulite e riparate sul campo, a differenza delle loro controparti in un unico pezzo. Tuttavia, per riparare o pulire una valvola a sfera con rivestimento in due pezzi, la valvola deve essere rimossa dalla tubazione.

Figura: Valvola a sfera incamiciata in due pezzi.

Valvola a sfera a tre pezzi incamiciata 

Una valvola a sfera a tre pezzi è una valvola a sfera composta da tre pezzi. I tre pezzi sono tenuti insieme da bulloni e dadi per formare un corpo privo di perdite. Le valvole a sfera rivestite in tre pezzi consentono di rimuovere i componenti centrali, quali stelo, sfera e sedi, dalla tubazione senza rimuovere la valvola a sfera rivestita dalla tubazione. Questa caratteristica rende le valvole a sfera in tre pezzi efficienti per la pulizia dei solidi accumulati, la sostituzione della sfera, del premistoppa e delle sedi. Tuttavia, le valvole a sfera a tre pezzi sono più costose rispetto alle valvole a uno o due pezzi. 

Figura: Valvola a sfera a tre pezzi incamiciata.

Valvola a sfera a tre vie incamiciata 

Si tratta di una valvola a sfera incamiciata con tre porte. Le tre porte sono utilizzate come valvole miscelatrici o deviatrici. Per questo motivo, esistono due configurazioni di valvole a sfera a tre vie incamiciate: il tipo a L e il tipo a T. La configurazione a L di una valvola a sfera incamiciata viene utilizzata per deviare il fluido da una direzione all'altra. La configurazione a T di una valvola a sfera valvola a sfera a tre vie è utilizzato per miscelare e deviare i flussi di fluido. Quando la configurazione a T viene utilizzata per miscelare i fluidi, riceve due flussi di fluido da due porte che vengono miscelati e fuoriescono come un unico flusso di fluido. Quando la configurazione a T viene utilizzata per deviare i fluidi, riceve il fluido dalla porta di ingresso e lo divide in due flussi che scorrono attraverso le due porte di uscita. 

Figura: Valvola a sfera a tre vie incamiciata.

Caratteristiche delle valvole a sfera con rivestimento

• Giacche di riscaldamento o raffreddamento. 
• Prestazioni elevate.
• Senza lubrificazione. 
• Queste valvole devono avere un design semplice. 
• Caduta di pressione. 
• Devono essere veloci nell'azione. 
• Alta resistenza e resistenza al fuoco. 

Applicazioni delle valvole a sfera con rivestimento 

• Applicazioni alimentari come la produzione di olio vegetale, salse e cioccolato. 
• Sono utilizzati nella lavorazione dello zolfo fuso o liquido. 
• Queste valvole sono utilizzate nella produzione di fertilizzanti. 
• Utilizzato nei processi di trasferimento del bitume e del catrame di carbone. 
• Produzione di prodotti in gomma. 
• Produzione di prodotti polimerici. 
• Utilizzato nei processi di produzione del sapone. 
• Sono utilizzati nella produzione di vernici e inchiostri. 

Vantaggi delle valvole a sfera con rivestimento 

• Pulito, ispezionato e riparato. 
• Industrie diverse per applicazioni diverse. 
• Queste valvole sono a prova di incendio. 
• Durevole. 
• Design compatto e semplice. 
• Possono essere azionati manualmente o con un attuatore, a seconda delle preferenze dell'utente. 
• Tenuta perfetta senza perdite di fluido. 
• Resistente per applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione. 

Svantaggi delle valvole a sfera con rivestimento 

• Più costose rispetto ad altre valvole a sfera. 
• Il funzionamento dipende dalla disponibilità di calore per modificare la viscosità del fluido. In assenza di calore, la valvola potrebbe non funzionare. 
• Queste valvole lavorano su fluidi viscosi che tendono a causare il blocco della valvola. 

Risoluzione dei problemi della valvola a sfera incamiciata 

La valvola a sfera rivestita non funziona correttamente 

• Nella valvola sono presenti solidi o fanghi. Pulire l'interno della valvola. Se necessario, sostituire la sfera, le sedi e gli alberi. 
• Sfera corrosa dal fluido. Sostituire la sfera con un'altra in materiale resistente alla corrosione. 
• Il fluido si attacca alle sedi e alla sfera. Pulire l'interno della valvola a sfera incamiciata. Se necessario, sostituire le sedi e la sfera. 
• Sedili deformati dalle alte temperature. Sostituire le sedi con altre sedi ad alta resistenza termica. Se necessario, sostituire la valvola a sfera incamiciata. 

Perdita di fluido esterno 

• Le prestazioni della tenuta del premistoppa si riducono gradualmente in presenza di fluidi ad alta temperatura o quando la frequenza di funzionamento della valvola è elevata. Sostituire il premistoppa. Inoltre, provare a stringere leggermente i dadi e i bulloni del premistoppa. 
• Le prestazioni di tenuta del premistoppa si riducono a causa di una pressione anomala nella cavità. Sostituire la sfera della valvola con un'altra dotata di foro per scaricare la pressione anomala. 
• Le sedi e le sfere sono danneggiate dal fango e dai solidi presenti nel fluido. L'interno pulito della valvola a sfera a camicia. Sostituire le sedi o la sfera se necessario. 

Perdita del sedile 

• Sfera corrosa dal fluido. Sostituire la sfera con un'altra resistente alla corrosione. 
• Le sedi sono state deformate dalle alte temperature. Sostituire le sedi con altre ad alta resistenza al calore o sostituire la valvola a sfera incamiciata.

Sintesi 

Una valvola a sfera con camicia è un tipo di valvola a sfera con camicia costruita o saldata sul corpo della valvola. Le camicie sono utilizzate per riscaldare o raffreddare il fluido che scorre attraverso la valvola per prevenire la cristallizzazione o il grippaggio. Le valvole a sfera con rivestimento utilizzate nelle applicazioni di riscaldamento sono progettate con camicie di riscaldamento che contribuiscono a fornire vapore o olio ad alta temperatura sul corpo della valvola e sulle parti di rivestimento per garantire che il fluido del tubo mantenga la viscosità richiesta. Sono progettate con flange sovradimensionate per garantire uno spazio sufficiente per il fissaggio alla tubazione. La valvola può essere azionata da un attuatore o manualmente. I vari tipi di valvole a sfera con rivestimento includono valvole a sfera con rivestimento in un unico pezzo, valvole a sfera con rivestimento in due pezzi, valvole a sfera con rivestimento in tre pezzi e valvole a sfera con rivestimento a tre vie. Le caratteristiche delle valvole a sfera con rivestimento sono, tra l'altro, l'ignifugità, le camicie di riscaldamento/raffreddamento, le elevate prestazioni, la rapidità d'azione e l'assenza di lubrificazione. Le valvole a sfera con camicia sono utilizzate in varie applicazioni, come le industrie alimentari, la lavorazione dello zolfo fuso o liquido, la produzione di fertilizzanti, la lavorazione della gomma, la produzione di sapone, la produzione di polimeri e la lavorazione del bitume. Tra i vantaggi dell'utilizzo di una valvola a sfera con rivestimento vi sono la versatilità, la durata, la rapidità di apertura e chiusura, l'elevata resistenza, la protezione antincendio, la riparabilità, il design compatto e semplice e l'assenza di perdite.