Valvola a sfera a foro ridotto 

Che cos'è una valvola a sfera a foro ridotto? 

Una valvola a sfera a foro ridotto è un tipo di valvola a sfera con diametro del foro della sfera inferiore al diametro del tubo. In una valvola a sfera a foro ridotto, l'area di flusso del fluido è più stretta a valle dell'uscita. Di conseguenza, si verificano perdite per attrito nella valvola, con conseguente caduta di pressione. Nelle valvole a sfera a foro ridotto, la quantità di flusso del fluido rimane costante, il che fa sì che la velocità aumenti al diminuire dell'area di flusso. Le valvole a sfera a foro ridotto sono comunemente utilizzate, a differenza delle valvole a sfera a foro pieno. Le valvole a sfera a foro ridotto sono utilizzate nei casi in cui la turbolenza e la portata del fluido non sono un problema e non è probabile che si verifichino accumuli di particelle. Le valvole a sfera a foro ridotto costano meno rispetto a quelle a foro pieno. Il costo inferiore delle valvole a sfera a foro ridotto è dovuto alle dimensioni ridotte dell'alloggiamento e della sfera, che incidono sul costo finale del prodotto. Le valvole a sfera a foro ridotto occupano un volume più piccolo che le rende poco ingombranti durante l'installazione. Le valvole a sfera a foro ridotto sono 30% più leggere rispetto alle valvole a sfera a foro pieno. Tuttavia, le valvole a sfera a foro ridotto sono destinate all'uso con fluidi poco viscosi per evitare il blocco della valvola. 

Figura: Differenza tra valvola a sfera a passaggio pieno e a passaggio ridotto.

Componenti di una valvola a sfera a foro ridotto 

Corpo valvola 

È il componente di una valvola a sfera a foro ridotto che viene utilizzato per alloggiare tutte le parti interne della valvola. Il corpo della valvola è sempre realizzato con materiali robusti e quindi deve avere una resistenza maggiore rispetto alle altre parti, in modo da poter resistere alle pressioni associate al fluido. Il corpo funge da barriera principale alla pressione in una valvola a sfera a foro ridotto. 

Maniglia/attuatore 

L'impugnatura è un componente utilizzato per le valvole a sfera a passaggio ridotto manuali, mentre l'attuatore è un componente utilizzato per le valvole attuate. L'impugnatura è il punto in cui l'operatore applica la coppia necessaria per aprire o chiudere una valvola a sfera a passaggio ridotto. L'attuatore viene utilizzato quando la valvola a sfera a passaggio ridotto deve essere automatizzata. 

Stelo 

Lo stelo è il componente di una valvola a sfera a foro ridotto utilizzato per trasmettere la coppia applicata alla maniglia alla sfera. Lo stelo collega la sfera alla maniglia o all'attuatore. 

Palla 

Si tratta di un componente di una valvola a sfera a foro ridotto che ha il compito di aprire e chiudere una valvola a sfera a foro ridotto. La sfera di una valvola a sfera a foro ridotto presenta un foro al centro, dove il fluido scorre attraverso la valvola. 

Posti a sedere 

Si tratta di dischi posizionati intorno alla sfera e al corpo della valvola per evitare perdite di fluido in una valvola a sfera a foro ridotto. I seggi sono utilizzati anche per sostenere la sfera nella sua posizione. 

Imballaggio 

Il termine "pacco" si riferisce alle guarnizioni posizionate sullo stelo della valvola in una valvola a sfera a foro ridotto per impedire la fuoriuscita del fluido attraverso lo stelo.

Figura: Componenti di una valvola a sfera a foro ridotto.

Come funziona una valvola a sfera a foro ridotto? 

 Una valvola a sfera a foro ridotto utilizza una sfera con un foro nella sua sezione centrale. La sfera è collegata al volantino/leva manuale o all'attuatore attraverso lo stelo. Una valvola a sfera a foro ridotto funziona ruotando la sfera per un angolo di 90^o. Per aprire una valvola a sfera a foro ridotto, la maniglia viene ruotata di un quarto di giro (90^o) che fa ruotare lo stelo e la sfera per lo stesso quarto di giro. Per un angolo di 90^oIl foro della sfera e la tubazione diventano collineari e il fluido passa attraverso la valvola. Per chiudere la valvola a sfera a foro ridotto, la maniglia viene ruotata nuovamente per altri 90 secondi.^o. Questo fa sì che il foro della sfera e la tubazione siano perpendicolari, bloccando il flusso del fluido. 

Tipi di valvole a sfera a foro ridotto 

Valvola a sfera a foro ridotto in un unico pezzo 

La valvola a sfera a foro ridotto monopezzo è una valvola che consiste in un unico pezzo di corpo realizzato mediante fusione. Le valvole a sfera a corpo singolo con foro ridotto sono ottime in quanto prive di perdite. Le valvole a sfera a foro ridotto in un unico pezzo sono le più economiche tra le valvole a sfera! Tuttavia, le valvole a sfera a foro singolo non possono essere aperte per la pulizia, la riparazione e la manutenzione. Le valvole a sfera a foro ridotto in un unico pezzo sono utilizzate in applicazioni a bassa richiesta. Queste valvole vengono smaltite quando sviluppano problemi. 

Figura: Valvola a sfera a foro ridotto in un unico pezzo.

Valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi 

Una valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi è una valvola composta da due pezzi. Un pezzo contiene l'attacco finale e il corpo della valvola, mentre il secondo pezzo contiene la guarnizione e il secondo attacco. Il secondo pezzo di una valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi si inserisce nel primo pezzo. I due pezzi di una valvola a sfera a foro ridotto possono essere smontati per l'ispezione, la pulizia e la manutenzione. Per separare le due parti di una valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi è necessario rimuoverla completamente dalla tubazione. 

Figura: Valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi.

Valvola a sfera a tre pezzi a foro ridotto 

Si tratta di una valvola a sfera a foro ridotto composta da tre pezzi, ovvero due cappucci terminali e il corpo della valvola. I tre pezzi di questa valvola a sfera a foro ridotto sono tenuti insieme da bulloni di collegamento. I tre pezzi di questa valvola a sfera a foro ridotto consentono di rimuovere facilmente dal sistema di tubazioni la parte centrale dello stelo, la sfera e le sedi. La valvola a sfera a foro ridotto in tre pezzi consente una pulizia efficiente, la sostituzione di premistoppa e sedi e la lucidatura di piccoli graffi sulla superficie della sfera. Questi servizi possono essere eseguiti su una valvola a sfera a foro ridotto in tre pezzi senza rimuovere la valvola dalla tubazione. Le valvole a sfera a foro ridotto in tre pezzi sono più costose rispetto ad altre valvole come Valvola a globo. 

Figura: Valvola a sfera a tre pezzi a foro ridotto.

Valvola a sfera a tre vie a foro ridotto 

Si tratta di valvole a sfera a foro ridotto con tre porte. Le valvole a sfera a tre vie a foro ridotto possono avere una configurazione a L o a T, a seconda dello schema di flusso necessario. Le valvole a sfera a tre vie a foro ridotto sono adatte per deviare e miscelare il flusso del fluido. La configurazione a T è adatta per miscelare e deviare il fluido. Quando si utilizza per miscelare il flusso di fluido, due flussi provenienti dalle porte di ingresso vengono uniti per formare un unico flusso di fluido all'uscita. Quando viene utilizzata per deviare il flusso di fluido, un flusso di fluido proveniente dalla porta di ingresso viene diviso in due flussi che fluiscono contemporaneamente in due direzioni di uscita. La configurazione a L di un valvola a sfera a tre vie consente la deviazione del fluido. 

Figura: Valvola a sfera a tre vie a foro ridotto.

Valvole a sfera metalliche a foro ridotto 

Si tratta di valvole a sfera a foro ridotto realizzate in materiali metallici come l'acciaio inox o l'ottone. Le valvole a sfera a foro ridotto metalliche sono note per l'elevata resistenza alla pressione e alla temperatura. Inoltre, le valvole a sfera a foro ridotto in metallo sono note per la loro resistenza alla corrosione. Ogni materiale metallico ha caratteristiche uniche trasferite dal rispettivo metallo o lega all'intera valvola. Ad esempio, la valvola a sfera a foro ridotto in acciaio inox è composta da una maggiore quantità di cromo e da una minore quantità di nichel. Il contenuto di cromo aggiunge resistenza alla corrosione alla valvola a sfera a foro ridotto. Le valvole a sfera a foro ridotto in acciaio inox sono caratterizzate da un'eccellente resistenza, durata e tenacità. Le valvole a sfera a foro ridotto in acciaio inox sono utilizzate, ad esempio, nelle piscine per controllare l'acqua clorata, poiché resistono alla corrosione associata al cloro. Le valvole a sfera a foro ridotto in ottone sono più comuni perché garantiscono anch'esse un'elevata resistenza, robustezza e durata. Le valvole a sfera a foro ridotto in ottone si distinguono per il loro colore giallo opaco o rossastro. Le valvole a sfera a foro ridotto in ottone sono resistenti alla corrosione, agli agenti chimici e al biofouling. Un vantaggio principale delle valvole a sfera a foro ridotto in ottone è che sono più economiche della controparte in acciaio inox. Le valvole a sfera a foro ridotto in ottone possono essere utilizzate in applicazioni quali gas e petrolio, chimica, acqua potabile e industria alimentare. 

Figura: Valvola a sfera metallica a foro ridotto

Valvole a sfera a foro ridotto in plastica 

Si tratta di valvole a sfera a foro ridotto realizzate in materiali plastici come il cloruro di polivinile, il PVC e il polipropilene (PP). Le valvole a sfera a foro ridotto in plastica sono più economiche rispetto alle loro controparti metalliche. Le valvole a sfera a foro ridotto in plastica consumano meno energia per la produzione e sono anche più facili da produrre. Le valvole a sfera a foro ridotto in plastica sono più resistenti alla corrosione rispetto a quelle metalliche. Tuttavia, le valvole a sfera a foro ridotto in plastica hanno una bassa resistenza alle alte pressioni e si distorcono facilmente alle alte temperature di 82^o. Le valvole a sfera a foro ridotto in plastica sono utilizzate in applicazioni quali fertilizzanti, prodotti chimici, zucchero e carta. 

Figura: Valvole a sfera a foro ridotto in plastica.

Applicazioni delle valvole a sfera a foro ridotto 

• Utilizzato per il trasferimento di petrolio e gas. 
• Applicazioni per l'approvvigionamento idrico. 
• Sistemi di caldaie a vapore. 
• Lavorazione degli alimenti e bevande. 
• Impianti di produzione chimica. 
• Utilizzato nelle lavatrici. 

Vantaggi delle valvole a sfera a foro ridotto 

• Più economiche rispetto ad altre valvole a sfera. 
• Dimensioni ridotte e peso ridotto rispetto alle valvole a sfera a passaggio totale
• Durevole, poiché la maggior parte di essi può essere riparata, il che ne aumenta la durata. 
• Versatili, in quanto possono essere utilizzati per diverse applicazioni industriali. 
• Apertura e chiusura rapida. 
• Può essere ispezionato, riparato e pulito. 
• Facile da riparare e assemblare. 
• Queste valvole hanno una tenuta perfetta che impedisce la fuoriuscita del fluido. 

Svantaggi delle valvole a sfera a foro ridotto 

• Presentano perdite per attrito dovute alla disuguaglianza dei diametri dei tubi e delle sfere. 
• Si blocca facilmente con i solidi. 
• Non adatto ad applicazioni di strozzatura. 

Risoluzione dei problemi delle valvole a sfera a foro ridotto 

Valvola a sfera a foro ridotto che presenta perdite quando è chiusa

• Sedili danneggiati. Sostituire i sedili. 
• Sfera danneggiata. Sostituire la sfera. 
• La sfera non è completamente chiusa. Controllare le impostazioni di apertura/chiusura della sfera. 
• Detriti che intasano la sfera e o le sedi. Pulire i detriti. 

Valvola a sfera a foro ridotto con movimento irregolare della sfera

• Impurità tra la sede e la sfera o tra il corpo e le sedi. Sciacquare l'interno della sfera e pulire le superfici di tenuta. Se necessario, sostituire le sedi. 

La valvola a sfera a foro ridotto necessita di una coppia troppo elevata per aprirsi/chiudersi 

• Sedi danneggiate. Sostituire le sedi e le guarnizioni. 
• Materiali estranei nella valvola. Pulire l'interno della valvola. 
• Stelo rotto. Sostituire lo stelo. 

Valvola a sfera a foro ridotto che presenta perdite attraverso lo stelo della valvola 

• Vite del tappo del premistoppa allentata. Serrare la vite. 
• Stelo e superficie di tenuta danneggiati. Sostituire lo stelo e le guarnizioni. 

Sintesi 

La valvola a sfera a foro ridotto è un tipo di valvola a sfera che ha un diametro del foro della sfera inferiore al diametro del tubo. Questo design fa sì che la valvola subisca perdite per attrito e turbolenze dovute a un flusso fluido non uniforme, che causa perdite di pressione attraverso la valvola. Sono adatte per applicazioni in cui la turbolenza e la portata non sono importanti per il funzionamento della valvola e in cui non è probabile che si verifichi un accumulo di solidi. Le valvole a sfera a foro ridotto sono utilizzate in diverse applicazioni, come ad esempio per l'approvvigionamento idrico, il petrolio e il gas, gli alimenti e le bevande, i prodotti chimici, i sistemi di caldaie e le lavatrici. Esistono vari tipi di valvole a sfera a foro ridotto, tra cui la valvola a sfera a foro ridotto in un unico pezzo, la valvola a sfera a foro ridotto in due pezzi, la valvola a sfera a foro ridotto in tre pezzi, la valvola a sfera a foro ridotto a tre vie, la valvola a sfera a foro ridotto in metallo e la valvola a sfera a foro ridotto in plastica. Le valvole a sfera a foro ridotto presentano numerosi vantaggi: sono durevoli, hanno dimensioni e peso ridotti, sono versatili, si aprono e si chiudono rapidamente, sono di vari tipi per applicazioni a pressione e temperatura diverse e possono essere pulite, ispezionate e riparate.