Valvola a globo per vapore

Che cos'è una valvola a globo per il vapore?

La valvola a globo per vapore è un tipo di valvola a globo destinata al controllo del flusso di vapore. Le valvole a globo per vapore sono utilizzate per strozzare, aprire e chiudere il flusso del fluido. Queste valvole sono utilizzate anche per controllare il flusso di vapore in pressione. Le valvole a globo per vapore sono utilizzate in diverse applicazioni, come ad esempio nel settore alimentare e delle bevande, in quello farmaceutico e nelle centrali elettriche a vapore. Quando vengono utilizzate in applicazioni come quelle sanitarie (ad esempio nel settore alimentare e farmaceutico), queste valvole servono a rilasciare il vapore in modo che venga a contatto con il prodotto finale, che deve essere molto pulito. I produttori di valvole a globo per vapore progettano il corpo di queste valvole con un materiale metallico resistente. Ciò contribuisce a conferire al corpo un'elevata resistenza per sopportare alte pressioni e temperature elevate, come 700 ^oC. I materiali utilizzati dai produttori di valvole a globo per vapore per la realizzazione del corpo includono ghisa, ghisa duttile, acciaio inossidabile e acciaio al carbonio. Le valvole a globo di vapore possono essere manuali o automatiche. Le valvole manuali per vapore Valvole a globo sono azionate dall'operatore della valvola tramite il volantino, mentre quelle automatiche sono azionate tramite attuatori. Gli attuatori utilizzati nelle valvole a globo per vapore sono elettrici, pneumatici e idraulici. 

Figura: Valvola a globo per vapore.

Componenti di una valvola a globo per vapore 

Volantino 

È il componente di una valvola a globo per vapore in cui l'operatore applica la forza per aprire, chiudere o regolare il flusso del fluido. Il volantino viene utilizzato per le valvole manuali a globo di vapore. Le valvole automatiche utilizzano attuatori per aprire, chiudere o regolare il flusso del fluido. 

Corpo valvola 

È il componente di una valvola a globo per vapore che viene utilizzato per ospitare le parti interne della valvola. I produttori di valvole a globo per vapore progettano il corpo della valvola utilizzando diversi tipi di materiali metallici per migliorare la resistenza della valvola alle alte pressioni, alle alte temperature e ai danni causati dalla caduta di oggetti. 

Cofano 

È la parte di una valvola a globo per vapore che si trova sopra il corpo della valvola per proteggere lo stelo e i materiali di tenuta dello stelo. Il coperchio è dotato di filettature che entrano in contatto con le filettature dello stelo per ruotare lo stelo durante l'apertura, la strozzatura o la chiusura del flusso del fluido. Il coperchio è collegato al corpo tramite bulloni, viti, saldature o raccordi.

Stelo 

Lo stelo è utilizzato per collegare il disco della valvola al volantino o all'attuatore. Lo stelo è responsabile della trasmissione della coppia dal volantino al disco per aprire, chiudere o regolare il flusso del fluido. 

Disco 

È il componente di una valvola a globo per vapore che viene utilizzato per chiudere, aprire o regolare il flusso del fluido. Il disco è collegato all'attuatore o al volantino attraverso lo stelo, in modo da ottenere la coppia operativa attraverso lo stelo. 

Sedile 

I produttori di valvole a globo per vapore progettano queste valvole con due sedi. Le sedi sono componenti in cui si inserisce il disco della valvola a globo per regolare o arrestare il flusso del fluido. 

Imballaggio 

Per premistoppa si intende il materiale di tenuta utilizzato per coprire lo stelo. I produttori di valvole a globo per vapore utilizzano la baderna per evitare perdite di fluido attraverso lo stelo. Il materiale di tenuta si consuma dopo un certo periodo e deve essere sostituito. 

Gabbia 

La gabbia si riferisce al componente di una valvola a globo per vapore che circonda il disco. La gabbia si trova all'interno della valvola a globo del vapore. Quando il disco della valvola si muove, espone più aperture nella gabbia, aumentando la portata del fluido. La disposizione delle aperture della gabbia e il suo design influenzano notevolmente la portata del fluido. La gabbia in una valvola a globo per vapore serve a guidare il disco della valvola nella sede per una tenuta efficace. 

Figura: Componenti di una valvola a globo per vapore.

Come funziona la valvola a globo del vapore?

Una valvola a globo per vapore è una valvola unidirezionale e viene installata in una sola direzione. I produttori di valvole a globo per vapore progettano queste valvole per l'uso manuale o automatico. Il tipo più comune è valvola a globo con tenuta a soffietto. Il principio di funzionamento della valvola manuale e di quella automatica è lo stesso, con una differenza che riguarda solo la fonte della coppia. In una valvola a globo manuale, l'operatore applica una forza sul volantino. La forza o la coppia applicata sul volantino viene trasmessa al disco per regolare, chiudere o aprire il flusso del fluido. Il disco di una valvola a globo è responsabile della regolazione, dell'apertura e della chiusura del flusso del fluido. Per aprire una valvola a globo per vapore, l'operatore della valvola ruota il volantino in senso antiorario. Questo fa ruotare lo stelo che si muove linearmente verso l'alto. Lo stelo è collegato al disco. Pertanto, quando lo stelo si muove verso l'alto, il disco si muove verso l'alto. In questo modo la valvola a globo del vapore rimane aperta al flusso del fluido. Per chiudere la valvola a globo del vapore, il volantino viene ruotato in senso orario, facendo muovere lo stelo e il disco verso il basso. In questo modo, il disco fa forza tra le due sedi della valvola a globo di vapore e chiude il flusso del fluido. Per regolare il flusso del fluido, il volantino viene ruotato in modo da far aprire o chiudere parzialmente il disco, a seconda delle necessità. 

Figura: Funzionamento di una valvola a globo per vapore.

Tipi di valvole a globo per vapore

Valvola a globo per vapore di modello standard 

Questo tipo di valvola a globo per vapore è noto anche come valvola a globo per vapore con schema a T. Questo design è il più comune di tutte le valvole a globo per vapore. Questa valvola impiega una regolazione orizzontale della sede che consente al disco e allo stelo di muoversi perpendicolarmente alla direzione del flusso del fluido. Questo tipo di valvola a globo per vapore presenta la maggiore resistenza al flusso del fluido rispetto ad altri tipi di valvole a globo. La valvola a globo per vapore di modello standard presenta la perdita di pressione più elevata e il coefficiente di flusso più basso. Queste valvole sono adatte all'uso in applicazioni di regolazione del flusso severe, come le linee di bypass. Inoltre, le valvole a globo per vapore con schema standard sono adatte per l'uso in servizi in cui la perdita di pressione non è un punto di preoccupazione e in cui la valvola è necessaria solo per la strozzatura. 

Figura: Valvola a globo per vapore con schema standard.

Valvola a globo per vapore con schema angolare 

Si tratta di una valvola a globo per vapore in cui le bocche di ingresso e di uscita sono orientate a 90^o gradi. Stelo del modello angolare Produttore di valvole a globo Queste valvole sono state progettate per essere utilizzate in presenza di un flusso di fluido pulsante, in quanto sono in grado di gestire l'effetto slugging del flusso. Queste valvole hanno un basso coefficiente di flusso. Quando la valvola a globo per vapore con schema angolare deve essere installata in prossimità di una curva del tubo, offre due vantaggi. Uno di questi è che riduce notevolmente la resistenza al flusso del fluido rispetto alla versione standard. Inoltre, con questo schema angolare, la valvola a globo riduce al minimo le giunzioni dei tubi e risparmia il gomito della tubazione. 

Figura: Valvola a globo per vapore con schema angolare.

Valvola a globo per vapore a schema obliquo 

Si tratta di un tipo di valvola a globo per vapore in cui lo stelo e la sede sono inclinati di circa 45°. Una valvola a globo obliqua per vapore è un'alternativa adeguata alle perdite ad alta pressione più comuni nelle valvole a globo. Le valvole a globo oblique riducono al minimo la resistenza al flusso del fluido. Queste valvole presentano un flusso di fluido rettilineo quando sono completamente aperte e ciò contribuisce a ridurre la resistenza al flusso del fluido.

Figura: Valvola a globo di vapore a schema obliquo.

Valvola a globo per vapore con coperchio avvitato 

Si tratta di una valvola a globo per vapore in cui il coperchio e il corpo sono collegati mediante viti. Si tratta di una delle valvole a globo per vapore più semplici e meno costose. Questo tipo di valvola è preferito per l'uso in applicazioni a media pressione. 

Valvola a globo per vapore con coperchio imbullonato 

Si tratta di una valvola a globo per vapore in cui il coperchio e il corpo sono collegati mediante bulloni e dadi; questo tipo di connessione utilizza diversi bulloni e dadi che combinano le rispettive coppie per creare una connessione a tenuta zero adatta ad applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione. La maggior parte dei produttori di valvole a globo per vapore utilizza connessioni bullonate. 

Valvola a globo per vapore a tenuta di pressione 

Si tratta di una valvola a globo a vapore in cui la pressione del sistema viene utilizzata per fornire la forza necessaria contro il diametro interno del corpo e le superfici del coperchio. Questo design supera lo svantaggio del peso stringendo il giunto con la pressione del fluido. La tenuta del coperchio e del corpo diventa più stretta quando la pressione del fluido aumenta. Questo tipo di valvola a globo per vapore è ideale per le applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura, come le centrali elettriche a vapore. 

Valvola a globo per vapore con coperchio saldato 

Si tratta di una valvola a globo per vapore in cui il coperchio e il corpo sono collegati con il metodo della saldatura. Le valvole a globo di vapore con coperchio saldato sono molto economiche e affidabili quando funzionano a qualsiasi pressione o temperatura. Tuttavia, queste valvole non possono essere pulite o riparate se non rimuovendo la saldatura. Per questo motivo, i produttori di valvole a globo per vapore con coperchio saldato raccomandano queste valvole per l'uso in cui si prevede che la valvola non richieda manutenzione e non sia necessaria la pulizia. 

Applicazioni delle valvole a globo per vapore 

• Utilizzato negli impianti di generazione di energia a vapore. 
• Industrie farmaceutiche. 
• Industrie alimentari e delle bevande. 
• Sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento (HVAC).
• Industrie chimiche. 

Vantaggi delle valvole a globo per vapore 

• Buone capacità di throttling. 
• Sono buoni nel flusso di fluidi in entrata e in uscita. 
• Versatili, possono essere utilizzati in diverse applicazioni di flusso di fluidi. 
• Abbastanza resistente per applicazioni ad alta temperatura e ad alta pressione. 
• Non hanno perdite di fluido. 
• Durevoli, in quanto possono essere riparati in caso di rottura. 
• Funziona più velocemente rispetto ad altre valvole come valvola a saracinesca. 

Svantaggi delle valvole a globo per vapore 

• Caduta di pressione. 
• Peso elevato. 
• Utilizza un design complesso rispetto ad altre valvole come valvola a membrana.
• Producono più rumore rispetto ad altre valvole come le valvole a saracinesca. 

Risoluzione dei problemi delle valvole a globo per vapore

Perdita dell'imballaggio

• Il premistoppa è allentato. Serrare il dado del premistoppa. 
• La guarnizione è usurata. Sostituire la guarnizione. 
• Anelli di tenuta insufficienti. Aggiungere altri anelli di tenuta. 

Perdite attraverso i sedili 

• Sedili usurati. Sostituire i sedili. 
• Materiali estranei nella valvola. Pulire i materiali estranei. 

Perdita attraverso il corpo - connessione al cofano 

• Collegamento allentato. Serrare i bulloni o le viti di collegamento. 
• Guarnizione danneggiata. Sostituire la guarnizione. 
• Anello di tenuta metallico danneggiato. Sostituire l'anello di tenuta metallico. 

La valvola a globo per il vapore non può essere aperta o chiusa

• Dado dello stelo danneggiato. Sostituire il dado dello stelo.
• Materiali estranei nello stelo. Rimuovere i materiali estranei. 
• Il premistoppa della valvola è eccessivamente serrato. Allentare leggermente il premistoppa. Ma ricordate che un premistoppa allentato provoca perdite di fluido. 
• Filettatura della vite usurata. Sostituire il dado dello stelo. 
• Piegatura dello stelo. Sostituire o correggere lo stelo. 

Sintesi 

La valvola a globo per vapore è un tipo di valvola a globo utilizzata per controllare, aprire e chiudere il flusso di vapore. I produttori di valvole a globo per vapore producono queste valvole con corpi metallici robusti per resistere alle alte temperature e alle alte pressioni associate al vapore. Queste valvole sono azionate manualmente o in modo automatico. Le valvole a globo per vapore funzionano ruotando il volantino che fa ruotare lo stelo. La rotazione dello stelo lo fa muovere verso l'alto o verso il basso, facendo sì che il disco apra o chiuda il flusso del fluido. Per regolare il flusso del fluido, la valvola viene aperta parzialmente consentendo una certa portata.

Esistono vari tipi di valvole a globo di vapore, tra cui la valvola a globo di vapore a modello standard, la valvola a globo di vapore a modello angolare, la valvola a globo di vapore a modello obliquo, la valvola a globo di vapore con coperchio saldato, la valvola a globo di vapore con coperchio imbullonato, la valvola a globo di vapore con coperchio avvitato e la valvola a globo di vapore con coperchio a tenuta di pressione. Queste valvole sono utilizzate in diverse applicazioni, quali alimenti e bevande, prodotti farmaceutici, chimici, HVAC e impianti di generazione di energia a vapore. I vantaggi dell'utilizzo di queste valvole sono la versatilità, la durata, l'assenza di perdite di fluido, la rapidità di funzionamento, la facilità di installazione e di riparazione. Tuttavia, le valvole a globo per vapore hanno un peso elevato, un'alta perdita di pressione, un design complesso e producono più rumore durante il funzionamento.