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Cómo elegir el tipo de válvula de mariposa adecuado

Las válvulas de mariposa se encuentran entre las más utilizadas en sistemas de tuberías; sin embargo, su selección suele subestimarse debido a su diseño aparentemente simple. Desde sistemas de suministro de agua hasta tuberías industriales, una selección incorrecta puede provocar fácilmente fugas, desgaste excesivo o fallos frecuentes, lo que afecta directamente la fiabilidad del sistema y el coste operativo general.

Este artículo evita normas y cláusulas complejas y, en su lugar, parte de condiciones operativas reales. Explica sistemáticamente las diferencias clave en el diseño de válvulas de mariposa, las conexiones finales, los materiales de sellado y los tipos de accionamiento, y proporciona una lógica de selección clara y una guía comparativa para ayudar al lector a tomar decisiones precisas y fiables en una amplia gama de aplicaciones.

Tipos de válvulas de mariposa según el diseño del disco y del eje

Válvula de mariposa concéntrica vs. válvula de mariposa excéntrica

1. Válvula de mariposa concéntrica

  • Estructura:
    El eje del vástago, el centro del disco y la línea central de la tubería están completamente alineados. El disco se ubica en el centro del orificio de la válvula y, durante todo el proceso de apertura y cierre, su borde permanece en contacto continuo con el asiento de la válvula.
  • Tipo de sellado:
    Se suele utilizar un diseño de asiento blando. El rendimiento del sellado depende principalmente de la elasticidad y las características de recuperación del material del asiento.
  • Aplicaciones:
    Adecuado para medios limpios y condiciones de operación caracterizadas por temperaturas ambientales o moderadas y presiones bajas a medias, comúnmente utilizado en sistemas de suministro de agua y HVAC.

2. Válvula de mariposa de doble excentricidad

  • Estructura:
    Basado en el diseño concéntrico, se introduce un desplazamiento. El eje del vástago se desplaza con respecto a la línea central del cuerpo de la válvula y la superficie de sellado del disco.
  • Ventajas:
    En la fase inicial de apertura, el disco se desengancha rápidamente del asiento, lo que reduce la fricción durante el funcionamiento. Esto ayuda a minimizar el desgaste del asiento y a prolongar su vida útil.
  • Aplicaciones:
    Adecuado para condiciones de funcionamiento con mayor presión, mayor frecuencia de ciclos o mayores requisitos de durabilidad del asiento.

Estructura de válvula de mariposa excéntrica

3. Válvula de mariposa de triple excentricidad

  • Estructura:
    Se añade un tercer desplazamiento al diseño de doble desplazamiento. La superficie de sellado del disco tiene un perfil cónico o inclinado.
  • Ventajas:
    Durante la apertura y el cierre, se evita por completo el contacto deslizante entre las superficies de sellado. Estas válvulas suelen utilizar un sellado metal-metal, cuyo mecanismo de sellado se basa en un efecto de cuña creado por la geometría, en lugar de por la elasticidad del material.
  • Aplicaciones:
    Diseñados para condiciones de servicio severas, como alta temperatura, alta presión, vapor y aplicaciones de petróleo y gas. No son aptos para sistemas de agua estándar ni aplicaciones de climatización (HVAC).

Conclusión

  • Válvulas de mariposa concéntricas:
    Confían en la elasticidad de los asientos blandos (de goma) para sellar y son adecuados para sistemas de agua estándar y aplicaciones HVAC.
  • Válvulas de mariposa de doble excentricidad:
    Utilice un diseño desplazado para reducir la fricción durante el funcionamiento, abordando de manera eficaz las preocupaciones sobre el desgaste del asiento y la vida útil.
  • Válvulas de mariposa de triple excentricidad:
    Presentan sellado metal-metal y están diseñados para condiciones de alta temperatura y alta presión. No están diseñados para aplicaciones típicas en sistemas de agua.

Tipos de válvulas de mariposa según la conexión del cuerpo

oblea vs. terminal vs. brida

1. Válvula de mariposa tipo wafer

El cuerpo de una válvula de mariposa tipo wafer no incluye bridas integradas. Su estructura general es relativamente delgada y la válvula se instala sujetándola entre dos bridas de tubería mediante pernos pasantes largos.

Cabe señalar que las válvulas de mariposa tipo wafer no proporcionan aislamiento unilateral. La válvula solo se asegura al apretar ambas bridas simultáneamente, por lo que este diseño no es adecuado para extremos de tuberías ni para aplicaciones donde sea necesario retirar las tuberías aguas abajo de forma independiente.

Aplicaciones:
Gracias a su estructura compacta y sus ventajas de costo, las válvulas de mariposa tipo wafer son adecuadas para sistemas de tuberías continuas que no requieren aislamiento al final de la línea, como redes de suministro de agua, sistemas de agua circulante y redes HVAC.

2. Válvula de mariposa de orejeta

El cuerpo de una válvula de mariposa con orejetas está equipado con orejetas roscadas en su circunferencia exterior. Cada orejeta puede atornillarse independientemente a la brida de la tubería.

Gracias a esta disposición de pernos independientes, las válvulas de mariposa de orejeta permiten la extracción de la tubería por un solo lado y el aislamiento al final de la línea. Durante el mantenimiento o la inspección, la válvula puede cerrarse y la tubería aguas abajo puede retirarse sin afectar la operación aguas arriba.

Aplicaciones:
Extremos de tuberías, entradas y salidas de equipos o ubicaciones de instalación que requieren mantenimiento e inspección frecuentes.

3. Válvula de mariposa con brida

Una válvula de mariposa con bridas cuenta con bridas completas en ambos extremos del cuerpo de la válvula y se conecta directamente a las bridas de la tubería mediante pernos cortos. En comparación con los diseños de oblea y lug, este método de conexión proporciona mayor rigidez general y estabilidad estructural.

Este diseño ofrece claras ventajas en aplicaciones de gran diámetro o de alto estrés, ya que puede soportar mejor el peso de la tubería, la vibración y las tensiones adicionales causadas por las fluctuaciones de presión.

Aplicaciones:
Tuberías de gran diámetro, estaciones de bombeo, líneas de transmisión principales o sistemas con altos requisitos de estabilidad de conexión.

Conclusión

  • Válvulas de mariposa tipo wafer:
    El diseño más ligero y rentable, pero no es adecuado para el aislamiento de final de línea.
  • Válvulas de mariposa tipo lug:
    Permiten la extracción de tuberías de un solo lado y son adecuados para extremos de tuberías o ubicaciones que requieren mantenimiento frecuente.
  • Válvulas de mariposa con brida:
    Proporcionan la conexión más segura y son adecuados para tuberías de gran diámetro y condiciones de funcionamiento de alto estrés.

Tipos de válvulas de mariposa según el material del asiento

Comparación de la selección del material del asiento de la válvula

Material del asiento

Medios adecuados

Rango típico de temperatura/presión

Aplicaciones no adecuadas

Industrias típicas

EPDM

Agua limpia, agua para climatización, agua circulante

Aprox. -40 °C a +130 °C; presión baja a media

Aceites y medios a base de disolventes

Abastecimiento de agua municipal, HVAC, agua circulante, tratamiento de agua.

NBR

Medios que contienen aceite, aceites lubricantes

Aprox. -20 °C a +80 °C; presión baja a media

Servicio a alta temperatura a largo plazo

Tuberías industriales relacionadas con el petróleo

PTFE

Ácidos fuertes, álcalis fuertes, disolventes orgánicos, medios corrosivos.

Aprox. -40 °C a +200 °C; presión media

Aplicaciones de baja presión que requieren un sellado suave y elástico

Procesamiento químico, farmacéutico, pulpa y papel

Asiento de metal

Vapor, medios de alta temperatura y alta presión

Servicio de alta temperatura y alta presión

Sistemas de agua estándar

Generación de energía, petroquímica, metalurgia

asientos de válvula de mariposa

Tipos de válvulas de mariposa según su método de funcionamiento

1. Válvula de mariposa de palanca manual

Las válvulas de mariposa manuales de palanca presentan una estructura sencilla y un funcionamiento directo. Se utilizan habitualmente en tuberías de pequeño diámetro, donde la válvula se puede operar fácilmente a mano. Para sistemas con baja frecuencia de operación y donde el control manual in situ es suficiente, las válvulas de mariposa de palanca cumplen los requisitos básicos de control de caudal.

2. Válvula de mariposa accionada por engranajes

Las válvulas de mariposa accionadas por engranajes utilizan una caja de engranajes reductora para reducir significativamente el par de operación, lo que facilita la operación manual de válvulas de mayor tamaño (normalmente DN200 o superiores). En comparación con las válvulas accionadas por palanca, este diseño no solo admite diámetros mayores, sino que también permite un control más preciso del ángulo de apertura y una operación más suave durante la apertura y el cierre.

3. Válvula de mariposa neumática

Las válvulas de mariposa neumáticas utilizan aire comprimido para su accionamiento y se utilizan comúnmente en sistemas que requieren control de enclavamiento, cierre de emergencia o funcionamiento frecuente. Gracias a su rápida respuesta y rendimiento fiable, son ideales para la integración con PLC, DCS y otros sistemas de control.

4. Válvula de mariposa eléctrica

Las válvulas de mariposa eléctricas son adecuadas para aplicaciones que requieren un control preciso de la posición, operación remota o donde no hay suministro de aire comprimido. Durante la selección, se debe prestar especial atención a las condiciones de la fuente de alimentación, el grado de protección de la carcasa y el modo de control.

accionamiento de válvula de mariposa

Cómo elegir el tipo de válvula de mariposa adecuado

Esta guía de selección le ayuda a identificar rápidamente el tipo de válvula de mariposa más adecuado según las condiciones de aplicación más comunes. La selección final siempre debe considerar los requisitos operativos detallados.

Dimensión de selección

Opciones comunes y aplicaciones típicas

Notas prácticas de selección

Tipo de estructura de la válvula

  • Válvula de mariposa concéntrica : se utiliza comúnmente en sistemas de agua, HVAC y aplicaciones de presión baja a media.
  • Válvula de mariposa de doble compensación : adecuada para mayor presión o funcionamiento frecuente, lo que ayuda a prolongar la vida útil del asiento.
  • Válvula de mariposa de triple compensación: se utiliza principalmente para aplicaciones de alta temperatura, alta presión o cierre hermético.

La estructura de la válvula depende principalmente de la presión, la temperatura y el régimen de funcionamiento del sistema. Los sistemas de agua estándar generalmente no requieren un diseño de triple excentricidad.

Material del asiento

  • Asiento de EPDM: Adecuado para agua limpia y medios a base de agua (no adecuado para aceites).
  • Asiento NBR: Adecuado para medios que contienen aceite y combustible.
  • Asiento de PTFE: Adecuado para medios corrosivos como ácidos fuertes y álcalis.
  • Asiento de metal: adecuado para medios de alta temperatura, alta presión o abrasivos.

Primero se debe confirmar la compatibilidad del medio con el material del asiento, ya que es el factor clave que afecta la confiabilidad del sellado.

Tipo de conexión corporal

  • Válvula de mariposa tipo wafer: Estructura compacta y bajo costo, adecuada para instalación en medio de tuberías.
  • Válvula de mariposa tipo lug: permite la extracción de tuberías de un solo lado, adecuada para extremos de tuberías o conexiones de equipos.
  • Válvula de mariposa con brida: proporciona la conexión más segura, adecuada para diámetros grandes o sistemas con alta tensión en las tuberías.

El tipo de conexión generalmente depende del tipo de instalación de la válvula al final de la tubería.

Método de actuación

  • Operación manual/con engranajes: Adecuado para operaciones poco frecuentes y ubicaciones donde es posible el control manual.
  • Válvula de mariposa neumática: adecuada para operación rápida, requisitos a prueba de explosiones o automatización básica.
  • Válvula de mariposa eléctrica: Adecuada para control remoto, posicionamiento preciso y sistemas automatizados.

La necesidad de automatización es el factor principal para decidir si se requiere un actuador.

válvula de mariposa

La clave para seleccionar una válvula de mariposa no reside simplemente en comparar los valores de una tabla de especificaciones, sino en comprender el propósito del diseño de cada estructura y configuración, así como sus limitaciones prácticas en condiciones reales de funcionamiento. Solo cuando la estructura de la válvula, el tipo de conexión, el material del asiento y el método de accionamiento se adaptan correctamente al sistema, se puede lograr un funcionamiento estable y duradero.

Union Valve se ha especializado desde hace tiempo en el diseño y la fabricación de válvulas de mariposa, abarcando diseños concéntricos, de doble excentricidad y de triple excentricidad, así como configuraciones tipo wafer, lug y brida. En proyectos reales, nuestra prioridad es que la válvula se ajuste a las condiciones de operación, más que simplemente a los parámetros nominales. Si tiene alguna pregunta durante el proceso de selección sobre la estructura de la válvula, el material del asiento o la idoneidad para la aplicación, Union Valve puede ofrecerle recomendaciones técnicas más específicas basadas en las condiciones reales de servicio.

Si tienes más preguntas, ponte en contacto con nosotros .

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