Válvulas de bola: una guía completa de tipos y aplicaciones

autor: ATHENA GROUP

2023-08-22

Una válvula de bola presenta un disco esférico para abrir y cerrar el flujo del fluido. Gracias a su diseño, garantizan un sellado muy hermético y sin fugas incluso después de años de funcionamiento. Las válvulas flotantes y las válvulas de muñón (entrada lateral o superior) son los dos tipos principales de válvulas de bola. El cuerpo de una válvula de bola puede ser fundido o forjado, monolítico o partido (en dos o tres piezas). API 6D y ASME B16.34 son las especificaciones clave.

¿Qué es una válvula de bola?

Una válvula de bola es un tipo de válvula de un cuarto de vuelta que utiliza una bola hueca, perforada y giratoria para controlar el flujo de líquidos o gases a través de una tubería o sistema. La bola dentro de la válvula tiene un orificio en el centro que, cuando se alinea con la trayectoria del flujo de la tubería, permite que el fluido pase y, cuando se gira 90 grados, bloquea el flujo cerrando el orificio.

Ventajas y desventajas de las válvulas de bola

Este tipo de válvula tiene las siguientes ventajas:

Proporciona un sello muy hermético sin tener que aplicar un torque excesivo para asegurar un sello muy hermético.
Con un giro de cuarto, la puerta se puede abrir y cerrar rápidamente.
A pesar de ser dispositivos de apertura y cierre, las válvulas de bola tienen un diseño compacto (esta es la diferencia más significativa entre las válvulas de bola y las válvulas de compuerta).

Las desventajas son:

Diseñada para cerrar tuberías en lugar de modular el flujo (esta es una función ideal para las válvulas de globo), esta válvula tiene capacidades deficientes de regulación y estrangulación: la estrangulación hace que el asiento parcialmente expuesto se erosione debido al alto flujo y presión que experimenta. Como resultado del desgaste, la válvula puede tener fugas gradualmente.
La válvula no se puede utilizar para lodos, ya que las partículas suspendidas y los desechos pueden solidificarse en las cavidades cercanas a la bola y los asientos y provocar fugas en la válvula. Los gases y fluidos líquidos (incluso productos químicos desafiantes como cloro seco, ácido fluorhídrico, ácido clorhídrico y oxígeno) se pueden manejar de manera mucho más eficiente con válvulas de bola.
Dependiendo del diseño, la limpieza puede ser un desafío (excepto en el diseño de entrada superior).

Válvulas de bola: ¿cómo funcionan?

Las válvulas de bola funcionan a través de un mecanismo sencillo pero eficaz que implica una bola hueca perforada colocada dentro del cuerpo de la válvula. Esta bola se puede girar mediante un vástago conectado a un mango o actuador externo. La bola tiene un orificio perforado en su centro y su posición determina si el fluido puede fluir a través de la válvula o no.

Así funcionan las válvulas de bola:

Posición abierta:

Cuando la válvula de bola está en la posición abierta, el orificio de la bola está alineado con la trayectoria del flujo de la tubería. Esto permite que el fluido pase a través de la válvula sin obstrucciones. En esta configuración, la válvula ofrece una mínima resistencia al flujo de líquidos o gases.

Posición cerrada:

Cuando la válvula de bola se gira 90 grados, el orificio de la bola se vuelve perpendicular a la trayectoria del flujo, bloqueando el paso del fluido. En posición cerrada, la bola actúa como barrera, impidiendo el flujo de líquidos o gases a través de la válvula. Esta posición garantiza un sellado hermético, lo que reduce el riesgo de fugas.

La palanca o actuador unido al vástago de la válvula de bola proporciona un indicador visual de la posición de la válvula. Cuando la palanca está paralela a la tubería, la válvula está abierta y cuando está perpendicular a la tubería, la válvula está cerrada. Cualquier ángulo intermedio indica una posición parcialmente abierta o parcialmente cerrada, lo que permite cierto control del flujo.

Válvula de bola versus válvula de compuerta

Básicamente, esta válvula es una válvula de compuerta que cierra el flujo. La diferencia entre una válvula de bola y una válvula de compuerta es que la primera abre/cierra el flujo con una bola esférica, mientras que la segunda abre/cierra el flujo con un disco asentado sobre un asiento. Esto significa que estas dos válvulas se diferencian por su diseño y tamaño compacto.

Válvula de bola versus válvula de globo

Como estas válvulas son generalmente positivas (a 0, 45 y 90 grados) en lugar de posiciones incrementales, no son tan precisas para controlar el flujo de fluido como las válvulas de globo. La válvula también se dañaría si se abriera parcialmente (o se repitieran las operaciones de apertura/cierre) con el tiempo (lo cual no es un problema con las válvulas de globo).

Tipos de válvulas de bola

Las válvulas de bola exhiben una clasificación diversa basada en varios factores distintivos:

1. Diseño:
Las válvulas de bola abarcan varias categorías de diseño, incluido el diseño flotante, la configuración montada en muñón y el diseño de doble purga y bloqueo.

2. Número de Puertos:
Estas válvulas versátiles vienen en disposiciones de múltiples puertos. La variante estándar consta de dos puertos, que atienden a una única entrada y salida. Sin embargo, el diseño de 3 vías ofrece distintas posibilidades, con una entrada y dos salidas o viceversa.

3. Tamaño del orificio:
Las opciones de tamaño de orificio definen aún más las válvulas de bola. Esto implica la opción de paso total (FB) o paso reducido (RB), con la inclusión de la configuración con muesca en V.

4. Montaje del cuerpo:
El montaje del cuerpo de válvula da como resultado configuraciones variadas. Estos incluyen el diseño unibody, caracterizado porque el cuerpo de la bola está elaborado a partir de una sola pieza de acero fundido o forjado. Alternativamente, el cuerpo de válvula puede tomar la forma de dos o tres piezas, lo que se consigue mediante el ensamblaje de componentes separados.

5. Acceso al balón:
La accesibilidad de la bola dentro de la estructura de la válvula es otro parámetro de diferenciación. Las opciones aquí son el enfoque de entrada lateral o el enfoque de entrada superior. Esta distinción depende de si el acceso de mantenimiento a la bola se obtiene desde el lado de la válvula o desde su parte superior.

6. Tipo de asiento:
El tipo de asiento integrado en la válvula juega un papel fundamental. Las opciones aquí abarcan variaciones tanto metálicas como blandas (teflón), cada una de las cuales ofrece distintas ventajas y atributos.

En resumen, el ámbito de las válvulas de bola está marcado por un espectro de clasificaciones basadas en su diseño, configuraciones de puertos, tamaños de orificio, métodos de ensamblaje del cuerpo, mecanismos de acceso a las bolas y tipos de asientos. Esta variedad de opciones atiende a diversas aplicaciones y requisitos operativos en una multitud de industrias.

Válvula de bola flotante de acero forjado

Presentamos la válvula de bola flotante de acero forjado, diseñada por expertos con una estructura compacta de dos piezas, lo que la hace ideal para operaciones de presión media/baja. Su construcción aerodinámica se adapta a un diámetro pequeño, lo que garantiza un rendimiento eficiente. En particular, los asientos de válvulas están perfectamente integrados en la carrocería, lo que mejora la durabilidad y la simplicidad.

Distinguida por su ingenioso diseño, la bola flotante de la válvula es impulsada contra el asiento aguas abajo por la presión del flujo aguas arriba. Este innovador mecanismo garantiza un sellado sin fugas, mantenido durante años de servicio debido a la compresión resultante. El vástago montado en la parte superior facilita el movimiento de un cuarto de vuelta, lo que garantiza un funcionamiento rápido de la válvula.

Somos Athena Ingeniería SRL, reconocido especialista en el campo de las válvulas de bola. Como destacados fabricantes de válvulas con sede en Italia, nos destacamos por ofrecer soluciones de primer nivel. Para cualquier consulta o requisito, no dude en comunicarse con nosotros en sales@athenavalve.com. Estamos aquí para satisfacer sus necesidades con experiencia y precisión.