Valvola a sfera a stelo ascendente 

 Che cos'è una valvola a sfera a stelo ascendente? 

La valvola a sfera a stelo ascendente è un tipo di valvola a sfera con uno stelo lungo che si alza sopra il corpo della valvola. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono utilizzate per applicazioni di flusso di fluidi on e off. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono per lo più interamente in metallo e resistenti al fuoco. Le valvole a sfera a stelo ascendente hanno un'ampia gamma di temperature, che si aggirano intorno a -200^oC e 815^oC. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono progettate in modo che il movimento della sfera e della sede non crei attrito e che la valvola necessiti di una coppia ridotta per aprirsi e chiudersi. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono adatte per applicazioni che non richiedono perdite di fluido e che sono soggette a operazioni frequenti. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono utilizzate per l'isolamento critico di diverse applicazioni. Queste valvole sono utilizzate in varie applicazioni come acqua, acidi, solventi e gas naturale. Queste valvole utilizzano un principio di inclinazione e rotazione che elimina lo sfregamento. Lo sfregamento è la causa principale dell'usura e del guasto della valvola nella maggior parte delle valvole a sfera. Le valvole a sfera a stelo ascendente non presentano sfregamenti delle guarnizioni durante l'apertura e la chiusura e quindi durano più a lungo.

Figura: Valvola a sfera a stelo risingente.

Componenti di una valvola a sfera a stelo ascendente 

Una valvola a sfera a stelo ascendente è composta da diverse parti. Tra le parti principali vi sono le seguenti. 

Volantino/attuatore 

Il volantino viene utilizzato nelle valvole a sfera a stelo ascendente manuali ed è il punto in cui l'operatore applica la coppia per aprire/chiudere la valvola. Quando il valvola orbitale è automatizzata e utilizza un attuatore che fornisce una coppia alla sfera per aprire/chiudere la valvola. 

Corpo/alloggiamento 

Il corpo è noto anche come alloggiamento della valvola ed è il componente di una valvola a sfera a stelo ascendente utilizzato per coprire tutte le parti interne della valvola. 

Cofano 

Il coperchio è un componente che viene posizionato sopra il corpo della valvola per coprire le parti interne della valvola. Il coperchio è collegato al corpo mediante bulloni e dadi. 

Stelo 

Lo stelo è il componente di una valvola a sfera a stelo ascendente utilizzato per collegare il volantino o l'attuatore alla sfera. Lo stelo trasmette la coppia dall'attuatore o dal volantino alla sfera in modo che questa possa aprirsi o chiudersi. 

Palla 

La sfera è nota anche come nucleo della valvola. La sfera è dotata di un foro al centro in cui scorre il fluido. 

Sedile 

Si tratta di un componente collocato tra la sfera e il corpo per evitare perdite di fluido e sostenere la sfera. 

Figura: Componenti di una valvola a sfera a stelo ascendente.

Come funziona una valvola a sfera a stelo ascendente? 

La valvola a sfera a stelo ascendente funziona utilizzando un movimento rotatorio e un'azione a camme per produrre una tenuta perfetta. Per le valvole manuali, la valvola a sfera a stelo ascendente funziona ruotando più volte il volantino. Per aprire la valvola a sfera a stelo ascendente, il volantino viene ruotato di diversi giri. In questo modo il foro della sfera ruota e diventa in linea con la tubazione e il fluido inizia a scorrere. Per chiudere la valvola a sfera a stelo ascendente, il volantino viene ruotato in senso orario o l'attuatore ruota lo stelo per le valvole a sfera azionate. La rotazione dello stelo fa ruotare la sfera in senso orario, facendo sì che il foro della sfera diventi perpendicolare alla tubazione. In questo caso, il fluido non può passare attraverso la valvola perché bloccato dalla sfera. In una valvola a sfera a stelo ascendente, la sfera è tenuta in un punto lontano dalla sede grazie allo stelo della valvola, il che aiuta a eliminare l'abrasione e fa sì che la valvola utilizzi una coppia ridotta per aprirsi/chiudersi rispetto ad altre valvole a sfera. 

Tipi di valvole a sfera a stelo ascendente 

Valvola a sfera a stelo ascendente a entrata laterale 

Le valvole a sfera a stelo ascendente a entrata laterale sono valvole che hanno due o tre pezzi del corpo. I pezzi di una valvola a sfera a stelo ascendente a entrata laterale sono assemblati dai loro lati utilizzando bulloni e dadi. Ogni pezzo di una valvola a sfera a stelo ascendente a entrata laterale è realizzato con il metodo della forgiatura. Il metodo di forgiatura consente di eliminare i difetti associati alle valvole realizzate con il metodo della fusione. Uno dei principali vantaggi di una valvola a sfera a entrata laterale è che è facile da assemblare e che i componenti interni possono essere facilmente allineati. Inoltre, le valvole a sfera a stelo ascendente a entrata laterale possono essere ispezionate, pulite e riparate. 

Figura: Valvola a sfera a stelo ascendente a entrata laterale.

Valvola a sfera a stelo ascendente con entrata dall'alto 

Si tratta di una valvola a sfera a stelo ascendente che viene assemblata dal lato superiore della valvola. In questa valvola a sfera a stelo ascendente, l'operatore della valvola può accedere facilmente alle sedi e alla sfera dal lato superiore durante le operazioni di riparazione e manutenzione, senza rimuovere la valvola dalla tubazione. Le valvole a sfera a stelo ascendente con ingresso dall'alto sono realizzate con il metodo della fusione. In questo modo, la valvola viene sottoposta a test non distruttivi per garantire l'assenza di difetti di fusione che possono causare perdite quando la valvola è in uso. Il valvola a sfera a entrata dall'alto ha due pezzi, uno in basso e uno in alto. I due pezzi sono tenuti insieme da bulloni e dadi che rendono queste valvole facili da smontare per le riparazioni, la pulizia e l'ispezione. 

Figura: Valvola a sfera a stelo ascendente con ingresso dall'alto.

Valvola a sfera a stelo ascendente manuale 

Si tratta di valvole a sfera a stelo ascendente che vengono azionate con un volantino. Come suggerisce il nome, le valvole a sfera a stelo ascendente manuali richiedono la presenza dell'operatore ogni volta che la valvola deve essere aperta/chiusa. L'operatore applica la coppia sul volantino per aprire/chiudere la valvola. Quando il volantino di una valvola a sfera a stelo ascendente viene ruotato in senso antiorario, la valvola si attiva. Quando il volantino della valvola a sfera a stelo ascendente manuale viene ruotato in senso orario, chiude la valvola. Le direzioni di chiusura e apertura sono indicate sul volantino. Un vantaggio di una valvola a sfera a stelo ascendente manuale è che può essere automatizzata se l'utente lo ritiene necessario. Inoltre, le valvole a sfera a stelo ascendente manuali sono più economiche rispetto a quelle automatiche. 

Valvola a sfera a stelo ascendente azionata 

Si tratta di una valvola a sfera a stelo ascendente che viene azionata da un attuatore. Il compito dell'attuatore è quello di fornire la coppia necessaria per aprire o chiudere la valvola a sfera a stelo ascendente. L'attuatore fornisce un movimento rotatorio alla valvola a sfera che ne determina l'apertura/chiusura. Le valvole a sfera a stelo ascendente azionate possono essere completamente automatizzate o semi-automatizzate. Un vantaggio di una valvola a sfera attuata è che può funzionare senza un operatore. Le valvole a sfera a stelo ascendente con attuatori sono adatte quando la coppia richiesta per aprire la valvola è molto elevata. Tuttavia, le valvole a sfera a stelo ascendente attuate sono costose, a differenza delle loro controparti manuali. Gli attuatori che possono essere utilizzati nelle valvole a sfera a stelo ascendente sono attuatori idraulici, pneumatici ed elettrici. 

Caratteristiche di una valvola a sfera a stelo ascendente 

Le valvole a sfera a stelo ascendente sono anti-abrasione

La superficie della sfera è indurita, il che contribuisce a garantire le prestazioni della tenuta anche in presenza di agenti aggressivi. 

Forza meccanica del cuneo 

Le valvole a sfera a stelo ascendente hanno uno smusso a camma all'estremità inferiore dello stelo della valvola che ha lo scopo di fornire una forza di cuneo per mantenere la sede e la sfera a tenuta. 

Doppie guide dello stelo 

Le valvole a sfera a stelo ascendente sono progettate con scanalature di guida dello stelo che scorrono lungo un perno di guida rigido per controllare il sollevamento dello stelo e ruotare senza problemi. 

Autopulente 

Le valvole a sfera a stelo ascendente sono tali che quando la sfera si allontana dalla sede, il fluido scorre a 360^o lungo la superficie di tenuta, favorendo il risciacquo delle impurità. 

Nessuna usura nella valvola a sfera a stelo ascendente

Il design di uno stelo ascendente è tale che la sfera ruota lontano dalla sede. Ciò contribuisce a eliminare l'attrito tra la sfera e la sede, tipico di altre valvole a sfera. 

Coppia operativa ridotta 

La valvola a sfera a stelo ascendente utilizza un design che rende la superficie di tenuta priva di attrito, riducendo la coppia necessaria per aprire e chiudere la valvola. 

Applicazioni delle valvole a sfera a stelo ascendente 

• Utilizzato in applicazioni di gas naturale 
• Vengono utilizzati nelle acciaierie per controllare il gas del forno.
• Industrie della cellulosa e della carta.
• Industrie petrolifere.
• Centrali a vapore 
• Industrie chimiche per aprire/chiudere il flusso dei composti richiesti.

Vantaggi delle valvole a sfera per vapore ascendente 

• Non presentano usura tra la sede e la sfera, il che li rende esenti da abrasione. 
• Richiedono una coppia di apertura/chiusura ridotta rispetto alle altre valvole a sfera perché non presentano sfregamento tra la sfera e la sede. 
• Autopulente, riduce le possibilità di accumulo di particelle. 
• Può essere aperto per l'ispezione, la riparazione e la manutenzione. 
• Hanno un flusso di fluido ottimale perché le loro aperture aumentano l'elevato coefficiente di flusso. Ciò contribuisce a migliorare l'efficienza del pompaggio e a ridurre i problemi di erosione. 
• Queste valvole sono durevoli perché possono essere riparate per essere riutilizzate ogni volta che si rompono. 
• Versatili perché possono essere utilizzati in diversi settori per diverse applicazioni. 
• Queste valvole possono essere azionate manualmente o con un attuatore, a seconda delle preferenze del cliente. 
• Facile da aprire o chiudere. 

Svantaggi delle valvole a sfera a stelo ascendente 

• Più costose rispetto ad altre valvole a sfera con le stesse funzioni. 
• Pesante rispetto ad altre valvole a sfera. 
• Queste valvole devono essere installate verticalmente. 

Risoluzione dei problemi delle valvole a sfera a stelo ascendente 

Perdite attraverso le connessioni delle valvole 

• Guarnizione usurata. Sostituire la guarnizione. 
• Bulloni e dadi allentati. Serrare i bulloni e i dadi. 
• Eccesso di pressione del fluido. Assicurarsi che la pressione nominale della valvola corrisponda alla pressione del fluido. 

Valvola a sfera a stelo ascendente con perdite attraverso la sede

• Sedile danneggiato. Sostituire il sedile. 

Perdite attraverso la sfera

• Sfera danneggiata. Sostituire la sfera. 
• Detriti nel foro della sfera. Pulire e o sostituire la sfera. 

La valvola a sfera a stelo ascendente è difficile da ruotare 

• Stelo rotto. Sostituire lo stelo. 
• Blocco della sfera. Rimuovere i sedimenti che bloccano la valvola.
• Alta pressione di applicazione. Assicurarsi che la pressione del fluido non superi la pressione nominale della valvola. 

Funzionamento rumoroso o colpo d'ariete

• Velocità elevata del fluido o dimensionamento errato della valvola. Verificare che la valvola utilizzata sia adatta alla portata del fluido. 

Sintesi 

La valvola a sfera a stelo ascendente è un tipo di valvola a sfera. La valvola a sfera a stelo ascendente ha uno stelo lungo che sale sopra il corpo della valvola. Si tratta di una valvola a sfera on/off. Questa valvola può essere utilizzata in un'ampia gamma di temperature comprese tra -200 ^oC e 815 ^oC. Stelo ascendente produttori di valvole a sfera progettano la valvola in modo che la sfera e la sede non si sfreghino a vicenda, evitando l'usura da abrasione. Per questo motivo, necessitano di una coppia ridotta per l'apertura o la chiusura rispetto ad altre valvole a sfera. Sono realizzate con materiali metallici robusti per garantire la solidità meccanica e la resistenza alle alte temperature. I tipi di valvole comprendono valvole a sfera a stelo ascendente manuali, valvole a sfera a stelo ascendente azionate, valvole a sfera a stelo ascendente con ingresso dall'alto e valvole a sfera a stelo ascendente con ingresso laterale. Le valvole a sfera a stelo ascendente sono utilizzate in diverse applicazioni, tra cui quelle per il petrolio, il gas naturale, l'industria chimica, l'industria della carta e della cellulosa e l'industria della produzione di energia a vapore. I vantaggi delle valvole a sfera a stelo ascendente includono l'autopulizia, la rapidità di apertura/chiusura, la versatilità, la durata, il funzionamento a coppia ridotta, la possibilità di essere pulite, ispezionate e riparate sul campo, l'assenza di abrasione e la grande resistenza. Tuttavia, le valvole a sfera a stelo ascendente sono costose e possono essere installate solo in posizione verticale. Tuttavia, i vantaggi e le caratteristiche speciali delle valvole a sfera a stelo ascendente superano di gran lunga i pochi svantaggi.