¿Qué es mejor para una válvula de globo: entrada baja, salida alta o entrada alta, salida baja?

20 de septiembre, 2024
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Una válvula de globo es un tipo común de válvula, ideal para su uso en el cierre, regulación y estrangulamiento del flujo. Dado que el recorrido del vástago de la válvula durante la apertura o el cierre es relativamente corto y tiene una función de cierre muy confiable, además de que la apertura del asiento de la válvula cambia en proporción directa al recorrido del disco de la válvula, es especialmente adecuada para la regulación del flujo.

Sabemos que las válvulas de globo generalmente utilizan un diseño de entrada baja y salida alta, pero ¿por qué adoptan este diseño? ¿Todas las válvulas de globo están diseñadas de esta manera? Este artículo brindará una explicación detallada.

¿Por qué las válvulas de globo utilizan un diseño de entrada baja y salida alta?

Para analizar el funcionamiento de una válvula de globo , primero debemos entender un concepto básico: la dirección del flujo del fluido. En la mayoría de los casos, una válvula de globo está diseñada para permitir que el fluido ingrese desde abajo y salga desde arriba. Este diseño de entrada baja y salida alta se basa principalmente en las características naturales del flujo de los fluidos y en el mecanismo de funcionamiento de la válvula de globo.

1. Características de flujo natural : sin fuerza externa, los fluidos como el agua o el gas tienden a fluir desde áreas de menor presión a áreas de mayor presión. El diseño de entrada baja y salida alta aprovecha esto, permitiendo que el fluido fluya desde la entrada de menor presión y salga por la salida de mayor presión.

2. Mecanismo de funcionamiento : La válvula de globo funciona mediante la interacción entre el vástago de la válvula y el anillo de sellado. El diseño de entrada baja y salida alta permite que la presión se acumule por encima del anillo de sellado, lo que ayuda a sellar mejor y a detener las fugas de líquido.

Diagrama de flujo de la válvula de globo

La válvula de globo utiliza un diseño de entrada baja y salida alta basado en el flujo natural del fluido. El objetivo principal es reducir la resistencia al flujo y facilitar su apertura. Cuando la válvula está cerrada, la junta entre el cuerpo de la válvula y la tapa, y el empaque alrededor del vástago de la válvula, no están bajo presión. Esto evita la exposición a largo plazo a la presión y la temperatura del fluido, lo que ayuda a extender la vida útil de la válvula y reducir las fugas. Este diseño también permite un mantenimiento más sencillo, como reemplazar o agregar empaque cuando la válvula está cerrada.

¿En qué situaciones una válvula de globo tiene entrada alta y salida baja?

Mucha gente piensa que todas las válvulas de globo son de entrada baja y salida alta, pero no siempre es así. En general, las válvulas de globo son de entrada baja y salida alta, pero hay algunas situaciones especiales en las que son de entrada alta y salida baja:

1.Válvulas de globo de alta presión con un diámetro superior a 100 mm.

Debido al bajo rendimiento de sellado de las válvulas de gran diámetro, esta configuración permite que la presión del medio actúe en la parte superior del disco de la válvula cuando la válvula está cerrada, mejorando el sellado de la válvula.

2. Dos válvulas de globo en serie en una tubería de derivación, donde la segunda válvula requiere "entrada alta, salida baja".

Para garantizar la estanqueidad de la válvula durante un ciclo de mantenimiento, las válvulas que se utilizan con frecuencia requieren dos válvulas de globo instaladas en serie. Para el sistema de derivación, esta configuración cumple los siguientes propósitos:

Equilibra la presión antes y después de la válvula de la tubería principal, lo que facilita la apertura y reduce el desgaste de la válvula principal.
Permite que un pequeño flujo caliente la tubería durante el arranque.
En la tubería de alimentación principal de agua, controla el flujo de agua de alimentación para ajustar la tasa de aumento de presión de la caldera, adecuado para la prueba de presión de la caldera.

Según la dirección del flujo del medio, las válvulas de globo de derivación se denominan primera válvula y segunda válvula. Durante el funcionamiento normal, ambas válvulas están cerradas y en contacto directo con el medio. Para evitar que la empaquetadura de la segunda válvula quede expuesta al medio y a altas temperaturas durante demasiado tiempo, y para permitir que la empaquetadura se pueda reemplazar durante el funcionamiento, la segunda válvula debe instalarse en la dirección de "entrada alta, salida baja".

3. Válvulas de globo de escape y ventilación de calderas

Las válvulas de globo de escape y ventilación de calderas se utilizan únicamente durante el proceso de llenado de agua de arranque de la caldera, con una baja frecuencia de apertura y cierre. Sin embargo, debido a un sellado deficiente, a menudo provocan la pérdida de fluido de trabajo. Para mejorar el rendimiento del sellado, algunas centrales eléctricas instalan estas válvulas en una configuración de "entrada alta, salida baja".

4.Válvulas electromagnéticas de cierre rápido

La función de una válvula electromagnética de cierre rápido es cerrar rápidamente y cortar inmediatamente el suministro de combustible.

Su estructura es similar a la de una válvula de globo, pero si el fluido de trabajo también entra por abajo y sale por arriba, la fuerza ejercida por el combustible en la parte inferior del disco de la válvula sería grande y el contrapeso de la válvula electromagnética de cierre rápido sería mucho menor que esta fuerza.

Pero si el fluido de trabajo entra por arriba, una vez que se activa la válvula de cierre rápido, la presión detrás de la válvula cae rápidamente y la presión del combustible en la parte inferior del disco de la válvula se reduce rápidamente a cero. En este punto, las fuerzas restantes son la fuerza ejercida por el combustible sobre el disco de la válvula y la fuerza combinada del contrapeso y la palanca.

Resumen

En condiciones de gran diámetro y alta presión, el uso de un diseño de entrada baja y salida alta puede dificultar el cierre de la válvula, y el vástago de la válvula, al estar bajo presión de agua constante, puede deformarse o doblarse con el tiempo, lo que afecta la seguridad y el sellado de la válvula. Por el contrario, la elección de un diseño de entrada alta y salida baja permite un diámetro de vástago de válvula más pequeño, lo que puede ahorrar costos tanto para los fabricantes como para los usuarios.

El diseño original de la válvula de globo está pensado para un modo de funcionamiento de entrada baja y salida alta, que se alinea con las características naturales de flujo del fluido y el mecanismo de operación. Sin embargo, en ciertas aplicaciones especiales, para cumplir con requisitos específicos, se puede utilizar un diseño de entrada alta y salida baja. Esto requiere un análisis detallado en aplicaciones prácticas y el diseño debe seleccionarse de acuerdo con las necesidades reales.

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