Valvola Duplex

Che cos'è una valvola duplex? 

Una valvola duplex è una valvola realizzata in acciaio duplex. L'acciaio duplex è un tipo di acciaio inossidabile con due fasi della struttura metallurgica: l'austenite e la ferrite, in proporzioni quasi uguali. Il materiale duplex offre una migliore resistenza alla corrosione e una maggiore forza rispetto all'acciaio standard. Le valvole Duplex sono quindi molto resistenti rispetto alle altre valvole in acciaio. Considerando l'elevato punto di fusione del duplex, questa valvola ha un'elevata resistenza termica ed è quindi adatta ad applicazioni ad alta temperatura come caldaie e centrali elettriche. I produttori di valvole duplex raccomandano questa valvola per l'uso in applicazioni ad alta pressione, grazie alla sua elevata resistenza. Funziona consentendo, strozzando e arrestando il flusso del fluido. Per controllare il flusso del fluido viene utilizzato un componente a disco o a sfera. La valvola funziona come manuale automatica. La valvola manuale ha una maniglia o un volantino, mentre quella automatica utilizza un attuatore pneumatico o elettrico.

Tipi di valvole duplex 

Valvole a globo Duplex 

È la valvola migliore per le applicazioni di strozzamento. Il design di base di questa valvola prevede un corpo di forma sferica. Un disco installato all'interno della valvola aiuta a fermare e regolare il flusso del fluido. Il corpo della valvola è costituito da due metà separate da un deflettore interno. Questo design rende difficile la pulizia e la riparazione. Inoltre, questo design comporta una notevole perdita di pressione rispetto a tutte le altre valvole. I produttori di valvole Duplex hanno diversi tipi di valvole: a Z, oblique e ad angolo.

Figura: Valvola a globo duplex.

Come funziona la valvola a globo duplex? 

Una valvola a globo duplex utilizza un volantino o un attuatore per spostare lo stelo della valvola verso l'alto o verso il basso per aprire o chiudere il flusso rispettivamente. Il principio di funzionamento rimane lo stesso sia che la valvola utilizzi un volantino, un attuatore elettrico o pneumatico. Quando l'operatore della valvola ruota il volantino in senso antiorario, lo stelo della valvola ruota e sale insieme al disco della valvola. Lo spostamento del disco verso l'alto lascia spazio al flusso del fluido attraverso la valvola. Quando il volantino viene ruotato in senso orario, lo stelo e il disco della valvola si muovono verso il basso. La sede della valvola e il disco creano una tenuta ermetica che impedisce il passaggio del fluido attraverso la valvola.

Figura: Funzionamento di una valvola a globo duplex.

Vantaggi della valvola a globo duplex 

• Queste valvole sono eccellenti per l'intercettazione e la strozzatura.
• Funzionano più velocemente.
• Hanno una chiusura ermetica.

Svantaggi delle valvole a globo duplex 

• Queste valvole sono pesanti.
• Hanno un'elevata resistenza al flusso.

Valvola a saracinesca duplex 

Questa valvola duplex viene utilizzata per interrompere il flusso del fluido mediante una paratoia a cuneo o rettangolare. Un attuatore o un volantino controlla la saracinesca attraverso un componente noto come stelo/albero. Questa valvola è una delle valvole di isolamento comunemente utilizzate nei sistemi industriali. È preferita per la sua meccanica semplice, che ne facilita la riparazione. Esistono vari tipi di questa valvola, tra cui la saracinesca a coltello duplex, la saracinesca a cuneo, la saracinesca a scorrimento parallelo, la saracinesca a stelo ascendente e la saracinesca a stelo non ascendente. Ogni tipo ha il suo settore di utilizzo preferito e i suoi vantaggi e svantaggi.

Figura: Valvola a saracinesca duplex.

Come funziona una saracinesca duplex? 

Questa valvola funziona muovendo la saracinesca verso l'alto e verso il basso per aprire e chiudere rispettivamente il flusso del fluido. Quando l'operatore della valvola ruota più volte il volantino in senso antiorario, lo stelo della valvola ruota nella stessa direzione. Questa rotazione crea un movimento lineare verso l'alto sul cancello della valvola. La saracinesca si sposta quindi verso l'alto, lasciando aperto il passaggio del flusso. Quando l'operatore della valvola ruota il volantino in senso orario, la saracinesca della valvola si sposta verso il basso e crea una tenuta ermetica con le sedi della valvola. In questa condizione, la valvola è chiusa e il fluido non passa.

Figura: Funzionamento di una valvola a saracinesca duplex.

Vantaggi delle valvole a saracinesca duplex 

• Queste valvole hanno un design semplice.
• Sono facili da riparare.
• Quando si aprono completamente, presentano gocce di pressione ridotte.
• Sono valvole bidirezionali.

Svantaggi delle valvole a saracinesca duplex 

• Non sono ideali per il throttling.
• Sono soggette a rumore e vibrazioni rispetto ad altre valvole.

Valvola a farfalla duplex 

Si tratta di una versione speciale della valvola che funziona ruotando il volantino di un quarto di giro per aprire e chiudere il flusso del fluido. È una delle valvole più facili da azionare. Questa valvola utilizza un disco per controllare il flusso del fluido. I produttori di valvole Duplex progettano questa valvola in modo che il disco sia installato al centro del percorso del flusso. Questo design rende la valvola semplice e facile da riparare. Inoltre, la valvola è leggera, poiché utilizza una quantità ridotta di materiale e un design sottile. Tra i vari tipi di questa valvola vi sono le valvole rotative, ad alette, concentriche, wafer ed eccentriche.

Figura: Valvola a farfalla duplex.

Come funziona una valvola a farfalla duplex? 

Quando l'operatore ruota la maniglia o il volantino in senso antiorario per 90 secondi.^o Il disco della valvola ruota per lasciare aperto il passaggio del fluido. Il disco è collegato al volantino attraverso un componente noto come stelo o albero. Questo albero trasmette la forza di rotazione dalla maniglia al disco. Quando l'operatore ruota la maniglia in senso orario per un altro quarto di giro, il disco ruota per creare una tenuta stagna con la sede della valvola e quindi chiudere il flusso del fluido. Quando l'operatore ha bisogno che la valvola regoli la portata, la maniglia viene ruotata leggermente per un angolo inferiore a 90^o gradi, consentendo un certo flusso attraverso la valvola. I produttori di valvole duplex raccomandano di utilizzare questa valvola per la strozzatura in applicazioni a bassa pressione.

Figura: Funzionamento di una valvola a farfalla duplex.

Vantaggi delle valvole a farfalla duplex 

• Queste valvole hanno dimensioni ridotte e quindi sono leggere.
• Sono adatti a fluidi con fanghi e impasti.
• Sono facili da usare.
• Sono facili da installare, pulire e riparare.  

Svantaggi delle valvole a farfalla duplex 

• Il disco della valvola è montato sull'area di flusso, il che aumenta la resistenza al flusso e, di conseguenza, la perdita di pressione.
• Una tenuta eccellente è difficile da ottenere nelle applicazioni ad alta pressione.

Valvola a otturatore duplex 

È la valvola che utilizza un otturatore conico o cilindrico. L'otturatore viene ruotato all'interno della valvola per regolare il flusso. L'otturatore è dotato di uno o più fori passanti al centro. Il fluido passa attraverso questi fori quando la valvola viene aperta. Questo tipo di valvola è semplice e affidabile nelle applicazioni ad alta pressione. La valvola funziona con un volantino, un attuatore pneumatico o elettrico. I produttori di valvole Duplex producono vari tipi di valvole di questa categoria, tra cui valvole a espansione, valvole non lubrificate, valvole lubrificate e valvole multiporta.

Figura: Valvola a otturatore duplex e suoi componenti.

Come funziona una valvola a otturatore duplex? 

Questa valvola funziona ruotando il volantino di un quarto di giro. Il disco della valvola è collegato al volantino attraverso lo stelo della valvola. Quando il volantino viene ruotato in senso antiorario per un intero quarto di giro, il disco della valvola ruota di 90°.^o gradi. Questa rotazione costringe il foro passante dell'otturatore ad allinearsi con il tubo collegato alla valvola e quindi a far passare il fluido. Quando il volantino viene ruotato in senso opposto per un altro quarto di giro completo, il disco ruota e allinea il foro dell'otturatore perpendicolarmente alla direzione del flusso. In questo stato, la valvola è chiusa e quindi il fluido non passa, poiché l'otturatore e le sedi della valvola si accoppiano per formare una tenuta ermetica.

Figura: Funzionamento di una valvola a otturatore.

Vantaggi delle valvole a otturatore duplex 

• Queste valvole sono a prova di perdite.
• Hanno un'elevata resistenza, adatta ad applicazioni ad alta pressione.
• Per l'apertura/chiusura è sufficiente un quarto di giro del volantino.
• Possono essere riparati e puliti mentre si trovano sul sistema di tubazioni.

Svantaggi delle valvole a otturatore duplex 

• La rotazione dell'otturatore comporta un elevato attrito.
• Le forme coniche e rastremate aumentano la resistenza al flusso e la caduta di pressione.

Valvola di ritegno duplex 

Questo speciale tipo di valvola duplex funziona automaticamente per evitare che il fluido scorra in senso inverso. A differenza di tutte le altre valvole menzionate in precedenza, questa valvola non necessita di un volantino o di un attuatore. Utilizza un disco o un componente a sfera per aprire o chiudere il flusso. Questa valvola è altamente raccomandata per l'uso nei casi in cui l'inversione del flusso può causare la contaminazione del fluido, come ad esempio nell'approvvigionamento idrico, nei sistemi di caldaie, negli alimenti e nelle bevande e nei prodotti farmaceutici. I produttori di valvole Duplex propongono vari tipi di valvole, come la valvola di ritegno a battente, la valvola a molla, la valvola di ritegno a sfera e la valvola a piede sollevabile.

Figura: Valvola di ritegno duplex.

Come funziona una valvola di ritegno duplex? 

Questa valvola non viene azionata tramite volantino o attuatore. I produttori di valvole duplex progettano questa valvola per aprirsi e chiudersi in base alla differenza di pressione tra i lati a monte e a valle. Quando la pressione a monte è superiore a quella a valle o quando la pompa è in funzione, la pressione del fluido agisce sul disco della valvola costringendola ad aprirsi. Una volta aperta, il fluido continua a scorrere attraverso la valvola fino all'arresto della pompa o alla riduzione della pressione a monte. Quando la pompa si ferma o la pressione a monte si riduce al di sotto della pressione a valle, il fluido tenta di invertire la direzione del flusso. Tuttavia, il disco della valvola si chiude immediatamente e impedisce l'inversione del flusso.

Figura: Funzionamento di una valvola di ritegno duplex.

Vantaggi delle valvole di ritegno duplex 

• Questa valvola è più economica rispetto ad altre valvole come le valvole a saracinesca e a globo.
• Non necessita di volantino o attuatore.
• È altamente affidabile.
• Nessun flusso inverso.
• Bassa resistenza al flusso del fluido.

Svantaggi delle valvole di ritegno duplex 

• È una valvola unidirezionale.
• Non adatto a flussi pulsanti.

Applicazioni delle valvole duplex 

Le valvole Duplex sono utilizzate in molte applicazioni industriali grazie ai loro numerosi vantaggi rispetto alle altre valvole. Le applicazioni tipiche di questa valvola includono:

• Industria del petrolio e del gas.
• Produzione di carta e cellulosa.
• Applicazioni chimiche e petrolchimiche.
• Cibi e bevande.
• Industrie farmaceutiche.
• Trattamento delle acque reflue.
• Trasporto idrico comunale e domestico.
• Applicazioni minerarie.
• Centrali elettriche a vapore.
• Applicazioni antincendio.
• Applicazioni marine.

Vantaggi delle valvole duplex 

• Queste valvole hanno dimensioni versatili e sono quindi adatte a portate piccole e grandi.
• Sono versatili in quanto sono stati utilizzati in quasi tutte le applicazioni industriali.
• Hanno un'eccellente resistenza alla corrosione.
• La loro robustezza li rende adatti ad applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura.
• Le valvole Duplex sono resistenti all'usura abrasiva.
• Queste valvole sono molto resistenti.

Svantaggi delle valvole duplex 

• Il materiale duplex è piuttosto costoso, e così la valvola.
• Sono pesanti.

Risoluzione dei problemi delle valvole duplex 

Il volantino/maniglia è difficile da manovrare 

• Danno sullo stelo della valvola. Riparare o sostituire lo stelo.
• Sporco sullo stelo della valvola. Pulire lo sporco.

La valvola non si chiude completamente 

• Sporcizia sulle sedi delle valvole. Pulire lo sporco.
• Sedi usurate. Sostituire le sedi delle valvole.
• Disco usurato. Sostituire il disco della valvola.

Perdita di fluido all'interno della valvola 

• Sedi danneggiate o usurate. Sostituire le sedi della valvola.
• Disco danneggiato o usurato. Sostituire il disco della valvola.

Perdite tra la valvola e il tubo

• Guarnizione usurata. Sostituire la guarnizione.
• Pressione di flusso elevata. Sostituire la valvola con una valvola ad alta pressione. La valvola deve essere utilizzata alla portata e alla pressione raccomandate dal produttore della valvola duplex.

La valvola vibra molto 

• Portata elevata. Utilizzare la valvola alla portata e alla pressione consigliate.
• La valvola non è completamente aperta. Aprire completamente la valvola.

Sintesi 

Una valvola duplex è un tipo di valvola realizzata in acciaio duplex. L'acciaio duplex ha eccellenti proprietà meccaniche e chimiche, che lo rendono una delle leghe preferite per le valvole industriali. Questa valvola funziona manualmente o automaticamente. La valvola manuale utilizza un volantino o una leva manuale, mentre quella automatica utilizza un attuatore pneumatico o elettrico. La valvola utilizza un componente a disco o a sfera per controllare il flusso del fluido. Un componente noto come stelo collega il volantino/attuatore al disco/sfera della valvola. Quando il volantino viene ruotato, il disco/sfera viene spostato per consentire o chiudere il flusso del fluido.

I produttori di valvole Duplex producono vari tipi di valvole, tra cui valvole a saracinesca, a globo, di ritegno, a farfalla e a otturatore. I vari settori industriali in cui vengono utilizzate queste valvole comprendono, tra gli altri, l'industria mineraria, la carta e la cellulosa, l'approvvigionamento idrico, il trattamento delle acque reflue e delle fognature, il petrolio e il gas, i prodotti chimici, gli alimenti e le bevande, i prodotti farmaceutici, i sistemi marini e antincendio. I vantaggi di questa valvola sono l'elevata resistenza, la versatilità nelle dimensioni e nelle applicazioni, la durata e la resistenza alla corrosione.