Valvola di ritegno a disco inclinabile

Che cos'è una valvola di ritegno a disco inclinabile?

La valvola di ritegno a disco inclinabile è un tipo di valvola destinata a impedire il flusso inverso del fluido. Il flusso del fluido in senso inverso può danneggiare le tubazioni, come pompe e caldaie, o causare la contaminazione del fluido. La valvola di ritegno a disco inclinabile è progettata con un disco come elemento di apertura e chiusura. Il disco è fatto ruotare attorno a un perno ed è sfalsato rispetto al piano della sede. Il disco viene forzato sulla sede quando si chiude e si solleva dalla sede quando si apre. Queste valvole si chiudono molto velocemente perché il centro di gravità del disco si dimezza. I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile utilizzano anche un meccanismo a molla per aiutare la valvola ad aprirsi e chiudersi rapidamente. Uno dei principali problemi delle valvole di ritegno a disco inclinabile è che sono difficili da riparare e anche più costose rispetto ad altre valvole come valvola di ritegno a battente. Per questo motivo, i produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile raccomandano l'uso di queste valvole laddove non è possibile utilizzare le valvole di ritegno a battente. Le valvole di ritegno a disco inclinabile funzionano automaticamente e non necessitano di un volantino o di un attuatore, come invece accade per le valvole a sfera, a saracinesca o a globo. Le valvole di ritegno basculanti dipendono dalla differenza di pressione: si aprono quando la pressione di aspirazione è elevata e si chiudono automaticamente quando la pressione di aspirazione si riduce o quando si verifica un riflusso di fluido. 

Figura: Valvola di ritegno a disco inclinabile.

Componenti della valvola di ritegno a disco inclinabile

Corpo valvola 

È la parte di una valvola di ritegno basculante utilizzata per contenere tutte le parti interne della valvola. Il corpo deve essere molto robusto per resistere alla pressione interna e proteggere le parti interne da eventuali danni da impatto. Per questo motivo, i produttori di valvole di ritegno a disco inclinabili progettano queste valvole con materiali metallici robusti, come la ghisa duttile, l'acciaio al carbonio e l'acciaio inossidabile, per garantire un'elevata resistenza del corpo della valvola. Il corpo della valvola contiene anche le porte della valvola che la collegano al tubo per consentire la trasmissione del fluido. 

Coperchio valvola/cofano 

È il componente di una valvola di ritegno basculante che viene posizionato sopra il corpo della valvola. Il coperchio è collegato al corpo della valvola mediante bulloni e dadi o mediante saldatura. Il coperchio e il corpo sono realizzati con lo stesso materiale metallico per garantire l'uniformità del serraggio. 

Disco 

Questa è la parte di un sistema di ribaltamento valvola di ritegno a disco che viene utilizzato per aprire e chiudere il flusso del fluido. Il materiale utilizzato per la realizzazione del disco dipende dall'applicazione dentellata della valvola di ritegno basculante. 

Sedile 

È la parte in cui il disco si posiziona quando la valvola è chiusa. Il materiale della sede, proprio come il disco, dipende dall'applicazione prevista della valvola. La sede può essere morbida o metallica. Le sedi morbide sono in materiale plastico o in gomma e i produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile raccomandano queste sedi per le applicazioni a bassa temperatura. Le sedi metalliche sono in grado di resistere alle alte temperature e vengono quindi utilizzate per applicazioni ad alta temperatura. 

Guarnizione 

Si tratta del materiale interposto tra l'attacco della valvola e il tubo per migliorare la tenuta e azzerare le perdite di fluido. Inoltre, il tipo di materiale utilizzato per realizzare la guarnizione dipende dall'applicazione prevista per la valvola di ritegno basculante. 

Come funziona una valvola di non ritorno a disco inclinabile? 

Una valvola di ritegno a disco inclinabile funziona sfruttando la differenza di pressione. In questo modo la valvola funziona automaticamente senza l'uso di un attuatore o di un volantino/leva. La differenza di pressione è il principio per cui il disco della valvola si apre quando la pressione di aspirazione è superiore alla pressione di uscita ed è sufficientemente alta da produrre energia sufficiente a spingere il disco in apertura. La pressione del fluido è fornita dalla pompa del sistema di tubazioni. Una volta che la valvola è stata aperta dalla pressione del fluido in aspirazione, questo continua a scorrere attraverso la valvola fino a quando la pressione di aspirazione si riduce fino a essere inferiore alla pressione di uscita o quando si verifica un riflusso. In caso di bassa pressione di aspirazione o di riflusso, il disco della valvola torna automaticamente in posizione di riposo. I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile utilizzano anche una molla che aiuta il disco a tornare in posizione di sede subito dopo la riduzione della pressione del fluido. Questa valvola può essere installata sia in posizione verticale che orizzontale. 

Figura: Funzionamento di una valvola di ritegno a disco inclinabile.

Tipi di valvola di ritegno a disco inclinabile

Valvola di ritegno a disco inclinabile con corpo diviso 

Si tratta di una valvola di ritegno a disco inclinabile con due pezzi del corpo. I due pezzi sono orientati orizzontalmente l'uno rispetto all'altro e allineati al tubo. I due pezzi della valvola di ritegno a disco inclinabile sono collegati con bulloni e dadi. Tra i due pezzi viene inserita una guarnizione per garantire la tenuta e l'assenza di perdite di fluido. I produttori di valvole di ritegno a disco con corpo diviso raccomandano questo tipo di valvola per l'uso in applicazioni ad alta pressione. Questo perché la connessione imbullonata dei due pezzi del corpo rende la valvola molto robusta e in grado di resistere a livelli di pressione elevati. Tuttavia, la robustezza del corpo, il numero di bulloni e dadi e le estremità flangiate rendono la valvola molto pesante rispetto ad altri tipi di valvole di ritegno a disco inclinabile. Un vantaggio di questa valvola a disco inclinabile valvola di ritegno è che l'ispezione, la pulizia e la riparazione della valvola possono essere effettuate facilmente dopo aver aperto i due pezzi del corpo. 

Figura: Valvola di ritegno a disco inclinabile con corpo diviso.

Valvola di ritegno a disco basculante con tenuta alla pressione 

Si tratta di una valvola di ritegno a disco inclinabile in cui il coperchio e il corpo sono collegati mediante una guarnizione a pressione. La tenuta a pressione è un metodo di collegamento tra il coperchio e il corpo delle valvole destinate all'uso in applicazioni ad alta pressione. Una valvola di ritegno a disco inclinabile con tenuta a pressione è tale che la tenuta corpo-coperchio diventa più stretta all'aumentare della pressione del fluido. Disco inclinabile produttore di valvole di ritegno progettano queste valvole per l'impiego in applicazioni quali, tra le altre, quelle petrolchimiche, petrolifere, del gas, del vapore e della circolazione delle caldaie. 

Figura: Valvola di ritegno a disco inclinabile con tenuta alla pressione.

Valvola di ritegno a disco inclinabile Wafer 

Si tratta di una valvola di ritegno a disco inclinabile che utilizza una piastra simile a un disco per chiudere e aprire il flusso del fluido. Il design impiega due semidischi o piastre che sono imperniati su un perno centrale che funge da cerniera. Le molle di torsione sono utilizzate per mantenere i semidischi in posizione di riposo rispetto al corpo della valvola. Un perno parallelo al perno della cerniera è utilizzato per impedire alle piastre di ruotare liberamente. La forza del flusso del fluido sui piattelli viene trasmessa alle molle della valvola. Questo fa sì che le molle si allunghino in avanti, consentendo il passaggio del fluido attraverso la valvola. L'apertura dei piattelli della valvola dipende dalla forza del fluido. Maggiore è la forza del fluido, maggiore sarà l'apertura dei piattelli. Per far sì che la valvola si chiuda più velocemente, i produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile utilizzano molle più robuste che le rendono più sensibili a una leggera riduzione della pressione di aspirazione e quindi si chiudono più rapidamente. Tuttavia, l'elevata resistenza delle molle può rendere difficile l'apertura dei piattelli da parte della pressione di aspirazione. I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabili mirano quindi a bilanciare la pressione di aspirazione e la forza delle molle. 

Figura: Valvola di ritegno a disco inclinabile Wafer.

Valvola di ritegno a disco inclinabile con corpo saldato 

Si tratta di una valvola di ritegno a disco inclinabile realizzata saldando insieme corpo e corpo. I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile progettano questo tipo di valvola per l'uso in aree in cui la valvola trasporta fluidi ad alta pressione o pericolosi. La valvola viene sottoposta a controlli non distruttivi per garantire che sia priva di difetti che possano causare perdite o malfunzionamenti durante l'uso. Le valvole di ritegno a disco inclinabile con corpo saldato sono molto affidabili in quanto non presentano perdite di fluido nonostante l'elevata pressione del fluido. Tuttavia, queste valvole non possono essere ispezionate, pulite o riparate sul campo. Se la valvola presenta un problema, la saldatura deve essere rimossa prima dell'ispezione o della riparazione. 

Applicazioni della valvola di ritegno a disco inclinabile 

• Trattamento e distribuzione dell'acqua. 
• Sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria. 
• Sono utilizzati nei sistemi antincendio. 
• Applicazioni per petrolio e gas. 
• Queste valvole sono utilizzate nelle industrie minerarie. 
• Applicazioni di perforazione e costruzione navale. 
• Utilizzato nella produzione di prodotti petrolchimici e chimici. 
• Lavorazione di alimenti e bevande. 
• Industrie della carta e della cellulosa. 

Vantaggi della valvola di ritegno a disco inclinabile 

• Operano rapidamente, risparmiando tempo e garantendo l'assenza di flusso inverso del fluido che potrebbe causare contaminazione. 
• Queste valvole sono automatiche e riducono la necessità di un attuatore. 
• Alta efficienza perché hanno una bassa caduta di pressione. 
• Queste valvole possono mantenere la pressione di esercizio. 
• Durevoli, in quanto possono essere riparati per essere riutilizzati in caso di rottura.

Svantaggi delle valvole di ritegno a disco inclinabile 

• Tendono a causare colpi d'ariete ed effetti associati. 
• Non possono essere ispezionati mentre sono in uso. 
• Sono difficili da riparare rispetto alle altre valvole di ritegno. 

Risoluzione dei problemi delle valvole di ritegno a disco inclinabile

La valvola di ritegno basculante produce rumore durante il funzionamento 

• È normale che una valvola di ritegno a disco inclinabile produca un rumore minimo. Tuttavia, se il rumore diventa forte, come un problema di martellamento, potrebbe essere dovuto alla cavitazione dovuta alla caduta di pressione elevata. Assicurarsi che la velocità del fluido sia quella raccomandata dal produttore della valvola di ritegno a disco inclinabile. 

La valvola non si chiude 

• Particelle solide interferiscono con il disco della valvola. Aprire la valvola e rimuovere il materiale estraneo all'interno. Pulire l'interno della valvola. 

La valvola di ritegno basculante non si apre 

• Bassa pressione differenziale. Assicurarsi che la pressione di ingresso sia superiore a quella di uscita. 
• La valvola a valle è chiusa. Aprire la valvola a valle. 
• Il tubo collegato alla valvola di ritegno basculante è bloccato. Controllare che la valvola non sia ostruita da materiali estranei e rimuoverli. 

Perdita di fluido quando la valvola è chiusa 

• Detriti nella valvola. Aprire la valvola di non ritorno a disco inclinabile e pulire i detriti. 
• Sede usurata. Sostituire la sede della valvola. 
• O-ring usurati o danneggiati. Sostituire gli O-ring. 

Perdita di fluido attraverso le superfici di accoppiamento della flangia

• Collegamento allentato. Serrare i bulloni e i dadi. 
• Guarnizione usurata. Sostituire la guarnizione. 

Sintesi 

La valvola di ritegno a disco inclinabile è un tipo di valvola di ritegno che utilizza un disco inclinabile per aprire e chiudere il flusso del fluido. Queste valvole hanno lo scopo di impedire l'inversione del flusso del fluido che si verifica a causa della bassa pressione di aspirazione rispetto alla pressione di uscita o a causa del riflusso del fluido. I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile utilizzano molle o possono non utilizzarle, a seconda del progetto della valvola. La molla viene utilizzata per aiutare il disco a tornare in posizione di riposo subito dopo che il fluido ha tentato di invertire la direzione del flusso. Le valvole di ritegno a disco inclinabile senza molla dipendono dal riflusso del fluido per chiudere la valvola impedendo l'inversione del flusso.

I produttori di valvole di ritegno a disco inclinabile progettano queste valvole con materiali resistenti per renderle adatte all'uso in condizioni di alta pressione e alte temperature. Funzionano automaticamente senza l'uso di un volantino o di un attuatore. L'apertura e la chiusura dipendono dalla pressione del fluido di aspirazione.