Valvola a farfalla pneumatica

Che cos'è una valvola a farfalla pneumatica? 

Si tratta di una valvola a farfalla che funziona con un attuatore pneumatico. Una valvola a farfalla pneumatica utilizza l'aria compressa per aprire e chiudere la valvola. Queste valvole rientrano nella categoria delle valvole a quarto di giro. Il disco della valvola compie un angolo di un quarto di giro per avviare o arrestare il flusso del fluido. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano queste valvole con materiali diversi che le rendono adatte all'uso in varie applicazioni. Valvola a farfalla pneumatica produttore di valvole a farfalla La valvola è realizzata in modo tale che il disco rimanga nel percorso del flusso sia quando la valvola è aperta che quando è chiusa. Questo meccanismo contribuisce a creare una caduta di pressione che riduce l'efficienza. Tuttavia, queste valvole sono di piccole dimensioni, compatte e semplici nel design. Questo design rende le valvole a farfalla con attuatore pneumatico più economiche rispetto ad altre valvole. Il design favorisce inoltre il funzionamento di queste valvole in applicazioni con fanghi e fanghiglia, poiché il disco difficilmente si intasa. 

Figura: Valvola a farfalla pneumatica.

Componenti di una valvola a farfalla pneumatica 

Corpo 

Il corpo è la parte che contiene tutte le altre parti di un sistema pneumatico. valvola a farfalla. Il corpo è realizzato con materiali metallici molto resistenti, come l'acciaio al carbonio e l'acciaio inox, per garantire un'elevata resistenza. Tuttavia, esistono categorie speciali di valvole realizzate con materiali interamente in plastica. Il corpo contiene i fori per il fissaggio dei bulloni utilizzati per collegare la valvola al tubo. 

Attuatore pneumatico 

È la parte che fornisce la coppia utilizzata per aprire e chiudere la valvola. L'attuatore è collegato al disco della valvola tramite lo stelo. Quando l'attuatore ruota lo stelo, il disco ruota contemporaneamente permettendo o bloccando il flusso del fluido. 

Stelo

È la parte di una valvola a farfalla pneumatica che collega il disco della valvola all'attuatore. Lo stelo contribuisce a trasmettere la coppia dall'attuatore al disco per aprire o chiudere la valvola. 

Disco 

È il componente di una valvola a farfalla pneumatica responsabile dell'avvio e dell'arresto del flusso del fluido. 

Sedile 

Questo componente aiuta a prevenire le perdite di fluido quando la valvola è chiusa. La sede serve a fornire una superficie dove il disco si posiziona quando la valvola si chiude. 

Guarnizione 

Si tratta di un componente posto tra le superfici di accoppiamento del tubo e della valvola per evitare perdite di fluido tra le connessioni. La guarnizione è realizzata in materiali diversi a seconda della temperatura di esercizio e del tipo di fluido. 

Figura: Componenti di una valvola a farfalla pneumatica.

Come funziona una valvola a farfalla con attuatore pneumatico? 

Una valvola a farfalla pneumatica funziona compiendo un quarto di giro per aprirsi o chiudersi. La capacità di aprire o chiudere è potenziata da un attuatore pneumatico che produce energia in termini di coppia che fa ruotare il disco per aprire e chiudere. Per avviare una valvola a farfalla pneumatica, l'attuatore viene acceso. L'attuatore alimentato produce una coppia e la trasmette al disco attraverso lo stelo. Questo fa ruotare sia lo stelo che il disco in senso antiorario. Questa rotazione del disco fa sì che la valvola si apra, consentendo al fluido di passare attraverso la valvola. In questo stato di chiusura, il disco è orientato parallelamente al flusso del fluido. Per chiudere la valvola, l'attuatore ruota lo stelo e il disco in senso orario. Questa rotazione rende il disco perpendicolare alla direzione del flusso del fluido, bloccando così qualsiasi tentativo del fluido di attraversare la valvola. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano queste valvole per l'uso in applicazioni di strozzamento. 

Figura: Funzionamento di una valvola a farfalla pneumatica.

Tipi di valvole a farfalla pneumatiche 

Valvola a farfalla concentrica con attuatore pneumatico 

Si tratta di una valvola a farfalla pneumatica, detta anche valvola a farfalla pneumatica a offset zero. Si tratta del design più semplice. Lo stelo della valvola è progettato per passare attraverso il centro del disco, che è posizionato al centro del foro del tubo. La sede è posizionata nel diametro periferico del corpo. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche utilizzano sedi resilienti o sedi in gomma per realizzare queste valvole. Ciò rende la valvola molto efficiente nel garantire un flusso di fluido nullo quando il flusso di fluido è chiuso. Tuttavia, questa valvola può essere utilizzata solo in applicazioni in cui la temperatura di esercizio è inferiore a 60^o gradi, poiché le temperature elevate possono danneggiare la sede della valvola. Valvola a farfalla concentrica con attuatore pneumatico hanno il vantaggio che i fluidi attraversano la valvola senza entrare in contatto con il corpo perché la sede è realizzata come una cartuccia o un manicotto all'interno del corpo della valvola. 

Figura: Valvola a farfalla concentrica con attuatore pneumatico.

Valvola a farfalla eccentrica con attuatore pneumatico 

Si tratta di una valvola a farfalla pneumatica in cui lo stelo è disassato rispetto alla linea centrale del disco della valvola. Una valvola progettata con lo stelo dietro il centro del disco è nota come valvola a farfalla a offset singolo. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano questa valvola per ridurre il contatto tra la guarnizione e il disco prima che la valvola sia completamente chiusa, contribuendo a migliorare la durata della valvola. 

Altre versioni di questa valvola sono il doppio offset e il triplo offset. A valvola a farfalla pneumatica a doppio offset è progettato con lo stelo dietro il disco e un ulteriore offset su un lato. Con la doppia eccentricità, lo stelo può far ruotare il disco per sfregare sulla sede della valvola per circa 1^o a 3^o gradi. A Valvola a farfalla pneumatica a triplo offset è destinata all'uso in applicazioni critiche. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano questa valvola in modo simile alla versione doppia, ma questa presenta un ulteriore disassamento. Questo terzo scostamento è dato dall'asse di contatto tra il disco e la sede. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano questa valvola a triplo disassamento con sedi metalliche per migliorare la tenuta dell'otturatore e l'assenza di perdite, oltre a rendere la valvola adatta all'uso ad alte temperature. Questa valvola è anche molto efficiente e non è soggetta a usura. 

Figura: Valvola a farfalla eccentrica con attuatore pneumatico.

Valvola a farfalla Wafer con attuatore pneumatico 

È la più economica tra le valvole a farfalla pneumatiche. Si tratta di una valvola a farfalla pneumatica che viene posizionata tra due flange di tubi. Per collegare la valvola si utilizzano dei bulloni. I bulloni utilizzati sono abbastanza lunghi da attraversare il corpo della valvola. Inoltre, i produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano il corpo con lunghezze ridotte, rendendolo economico da collegare e anche leggero. La connessione tra la valvola e il tubo è resa stagna dall'uso di guarnizioni o O-ring. Queste guarnizioni sono posizionate tra le superfici di accoppiamento della valvola e del tubo. 

Figura: Valvola a farfalla Wafer con attuatore pneumatico

Valvola a farfalla con attuatore pneumatico 

Si tratta di una valvola a farfalla pneumatica progettata con alette filettate intorno al corpo. Le alette filettate sono destinate a contenere i bulloni utilizzati per collegare la valvola e il tubo. Per fissare la valvola e il tubo vengono utilizzate due serie di bulloni. Questo tipo di valvola facilita lo scollegamento della valvola stessa senza che questo influisca sull'altro lato del tubo. Una volta che la valvola e il tubo sono collegati, il corpo della valvola sostiene il peso del tubo, a differenza della valvola di tipo wafer. 

Figura: Valvola a farfalla Lug con attuatore pneumatico.

Valvola a farfalla pneumatica a doppia flangia 

Si tratta di una valvola a farfalla pneumatica progettata con estremità flangiate su entrambi i lati delle porte. Ciò consente di collegare la valvola alla tubazione mediante bulloni. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche progettano questo tipo di valvola con doppie flange per rendere l'installazione più semplice e precisa. Questa valvola ha il vantaggio di essere adattabile a tubi rivestiti, poiché la sporgenza del disco oltre la lunghezza del corpo è trascurabile. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche raccomandano questa valvola per l'uso in applicazioni ad alta pressione, grazie all'elevata resistenza di bulloni, dadi e flange. La valvola può essere utilizzata anche ad alte e basse temperature, a seconda dei materiali utilizzati per le guarnizioni e le sedi. 

Figura: Doppio valvola a farfalla flangiata con attuatore pneumatico.

Valvola a farfalla pneumatica in plastica 

Si tratta di un tipo speciale di valvola a farfalla pneumatica realizzata in materiale plastico. I produttori di valvole a farfalla pneumatiche utilizzano materiali plastici ad alta resistenza come il cloruro di polivinile e il propilene. Questo tipo di valvola è più economico rispetto ad altri tipi di valvole a farfalla con attuatore pneumatico. Il basso costo deriva dal basso costo dei materiali plastici e dalla minore quantità di energia necessaria per la formazione della valvola rispetto a quella necessaria per la produzione di valvole metalliche. Le valvole a farfalla pneumatiche in plastica sono anche molto leggere rispetto a quelle metalliche. Il principio di funzionamento di queste valvole è lo stesso delle altre valvole a farfalla con attuatore pneumatico. Le valvole a farfalla pneumatiche in plastica hanno un'eccellente resistenza alla corrosione rispetto alle loro controparti metalliche. L'unico problema di queste valvole è che non possono funzionare a temperature elevate, poiché il materiale plastico si fonderebbe e distruggerebbe l'intera valvola. Per questo motivo, i produttori di valvole a farfalla pneumatiche raccomandano l'uso di queste valvole a basse temperature, cioè al di sotto dei 60°. ^oC.

Figura: Valvola a farfalla pneumatica in plastica.

Applicazioni delle valvole a farfalla pneumatiche 

• Industrie alimentari e delle bevande. 
• Industrie di produzione farmaceutica. 
• Vengono utilizzati da diversi produttori di sostanze chimiche.
• Queste valvole sono utilizzate nelle applicazioni a vapore. 
• Le valvole a farfalla pneumatiche sono utilizzate nelle applicazioni antincendio. 
• Sono utilizzati nelle industrie del petrolio e del gas. 
• Queste valvole sono utilizzate nelle applicazioni di depurazione e trattamento dell'acqua. 
• Vengono utilizzati in applicazioni con fanghi e fanghiglia.
• Le valvole a farfalla con attuatori pneumatici sono utilizzate nell'industria della carta e della cellulosa. 

Vantaggi delle valvole a farfalla pneumatiche 

• Queste valvole possono funzionare sia in applicazioni a bassa che ad alta coppia. 
• Funziona molto velocemente.
• Meno costoso rispetto ad altre valvole.
• Queste valvole hanno dimensioni e peso ridotti. 
• Design semplice e compatto che garantisce un'elevata resistenza. 
• Quando vengono installate, occupano una superficie ridotta rispetto ad altre valvole. 
• Hanno una bassa perdita di pressione e quindi un'elevata efficienza. 
• Sono durevoli se utilizzate secondo le istruzioni del produttore della valvola a farfalla pneumatica. 

Svantaggi delle valvole a farfalla pneumatiche 

• Queste valvole sono più costose rispetto a quelle manuali. 
• La chiusura e l'apertura del disco della valvola sono influenzate dalla turbolenza del fluido e quindi tendono a ridurre l'efficienza. 
• Queste valvole non sono in grado di garantire un'eccellente tenuta del fluido rispetto ad altre valvole come quelle a sfera. 

Risoluzione dei problemi delle valvole a farfalla pneumatiche 

Perdita di fluido interno 

• La sede della valvola è danneggiata o usurata. Sostituire la sede della valvola. 
• Il disco della valvola è danneggiato. Sostituire il disco. 
• Gli O-ring sono danneggiati o usurati. Sostituire gli O-ring. 
• Materiali estranei nella valvola. Aprire la valvola e rimuovere eventuali materiali estranei. 

Perdita di fluido esterno 

• La guarnizione è danneggiata o usurata. Sostituire la guarnizione. 
• O-ring usurati. Sostituire gli O-ring. 
• Collegamento allentato. Serrare i bulloni alla coppia raccomandata dal produttore della valvola a farfalla pneumatica. 

La valvola non si avvia

• Assenza di alimentazione nell'attuatore. Verificare la disponibilità dell'alimentazione dalla sorgente e correggere l'eventuale malfunzionamento. 
• Blocco nella valvola. Aprire la valvola e rimuovere il materiale che causa l'ostruzione. 

Sintesi 

Le valvole a farfalla pneumatiche funzionano con un attuatore pneumatico. L'attuatore è montato sulla parte superiore della valvola. L'attuatore pneumatico fornisce la coppia utilizzata per ruotare lo stelo e aprire e chiudere la valvola. Le valvole a farfalla con attuatore pneumatico si aprono ruotando il disco per un quarto di giro, il che consente al disco di ruotare lasciando libero il passaggio del fluido. Per chiudere la valvola, l'attuatore ruota il disco per un altro quarto di giro nella direzione opposta. In questo modo il disco diventa perpendicolare alla direzione del flusso del fluido e quindi il fluido non può attraversare la valvola.