#364-Che cos’è una valvola a globo e quando viene utilizzata?

Le valvole a globo sono azionate con un volantino e modulano il flusso d’acqua. Ma causano anche una maggiore perdita di pressione.

Scegliere la valvola giusta è importante, poiché diversi tipi hanno caratteristiche e usi diversi. Alcuni di loro hanno solo due stati: aperto o chiuso. Altri consentono di modulare il flusso e la pressione del fluido. Valvole distinte causano anche diverse quantità di perdita di pressione. A seconda della situazione, sono necessarie caratteristiche specifiche.

Uno dei tipi più comuni di valvole è la valvola a globo. In questo articolo, spieghiamo come funzionano le valvole a globo, compresi i loro vantaggi e svantaggi. Quindi, guardiamo le diverse forme delle valvole a globo e le confrontiamo con altri tipi di dispositivi, come valvole a saracinesca e valvole a sfera.

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Che cos’è una valvola a globo e come funziona?

Per decidere se una valvola a globo è adatta alla tua applicazione, considera le sue tre caratteristiche principali. Innanzitutto, sono valvole di movimento laterali, il che significa che si aprono o si chiudono in base al movimento su e giù di uno stelo. In secondo luogo, consentono, fermano o strozzano il flusso del fluido. Alcune valvole hanno solo stati aperti e chiusi, ma le valvole a globo possono strozzare il flusso senza fermarlo completamente. In terzo luogo, causano perdite di carico significative rispetto ad altre valvole, un compromesso per i servizi di limitazione.

Come funzionano le valvole a globo

Dall’esterno, le valvole a globo hanno tre parti, un volantino, un cofano e un corpo. Il cofano ospita uno stelo, e quando il volantino è girato, lo stelo viti su e giù nel cofano. L’estremità dello stelo ha un piccolo componente chiamato disco o spina, che può essere metallico o non metallico e può venire in forme diverse, a seconda delle necessità.

Il corpo a forma di globo per il quale la valvola è chiamata ospita un sedile. Il sedile è un telaio metallico che divide il corpo in due camere e ha un foro per consentire il passaggio del fluido. Quando la valvola è aperta, il fluido scorre attraverso l’apertura nel sedile. Per chiuderlo, lo stelo viene avvitato fino a quando il disco blocca l’apertura del sedile.

Uno dei principali vantaggi delle valvole a globo è la loro capacità di strozzare o modulare il flusso. Oltre ad essere chiusi o aperti, possono anche essere parzialmente aperti. Ciò consente di regolare il flusso senza fermarlo completamente.

Lo svantaggio principale delle valvole a globo è la perdita di testa relativamente significativa che creano. La perdita della testa, chiamata anche perdita di pressione, si riferisce alla quantità di resistenza che un liquido incontra mentre scorre attraverso i tubi. Maggiore è la resistenza, maggiore è la pressione che si perde. La gravità, l’attrito (del fluido contro le pareti del tubo) e la turbolenza causano tutte questa perdita. Valvole e raccordi causano perdite di pressione principalmente a causa della turbolenza.

Le valvole a globo costringono il fluido a cambiare direzione mentre passa, creando perdite e turbolenze. La quantità esatta di perdita dipende da fattori come la velocità del fluido e il fattore di attrito. Tuttavia, è ancora possibile rivedere le perdite di pressione da diverse valvole utilizzando una metrica chiamata coefficiente L/D.

Il coefficiente L/D di una valvola consente di confrontarlo con una sezione diritta di tubo con lo stesso fattore di attrito. L e D stanno per lunghezza e diametro, rispettivamente. Una valvola con L/D = 5 crea la stessa perdita di attrito (tutto il resto è uguale) di una sezione di tubo con un rapporto lunghezza-diametro di 5. Più grande è L / D per un componente, maggiore è la perdita di testa che crea.

Una valvola a globo standard ha un L / D=340, rispetto ad un L / D=30 per un gomito a 90 gradi.

Forme di valvole a globo

Le valvole a globo sono disponibili in tre forme: t-pattern / z-pattern, y-pattern e angle pattern. Ogni forma ferma o limita il flusso del fluido allo stesso modo, ma il percorso del flusso—e quindi la perdita della testa—differisce.

La maggior parte delle valvole a globo sono a forma di T o a forma di Z. Sono chiamati” t—pattern ” per il profilo della valvola-l’ingresso e l’uscita di queste valvole sono in linea retta. “A forma di Z” è probabilmente più descrittivo, tuttavia, perché si riferisce al percorso dell’acqua mentre scorre attraverso la valvola piuttosto che alla forma esterna del dispositivo. Nella valvola a globo a forma di Z standard, l’acqua cambia direzione due volte in un modello che assomiglia alla lettera Z. Come accennato, le valvole a forma di Z standard causano la perdita di testa più significativa, con un L/D=340.

Le valvole a globo Y-pattern sono modifiche delle valvole z-pattern. L’ingresso e l’uscita sono ancora in linea retta, ma il cofano e lo stelo sono posizionati ad angolo rispetto al corpo (anziché perpendicolare), formando un profilo a forma di Y. Ciò fornisce un percorso più dritto per l’acqua rispetto alla forma a z, riducendo la perdita della testa. Per valvole a globo a y, L / D=55.

L’ingresso e l’uscita delle valvole angolari sono orientati a 90 gradi l’uno dall’altro e questi dispositivi servono sia come gomiti che come valvole. Poiché effettuano solo una volta il cambio di direzione del fluido, creano meno perdite di testa rispetto alle valvole a forma di z, con L / D=150.

Quando utilizzare le valvole a globo

Le valvole a globo sono ideali ogni volta che è necessario modulare il flusso, ma non devi preoccuparti della quantità di perdita di pressione. Alcune applicazioni includono:

• sistemi dell’acqua di Raffreddamento
• olio Combustibile sistemi
• Acqua chimica e sistemi di alimentazione
• Turbina olio lubrificante sistemi
• Scarico e assetto applicazioni di spruzzatore di fuoco o altro a base d’acqua sistemi di protezione antincendio

valvole a Globo non sono la scelta migliore per le valvole di controllo in sistemi di spruzzatore di fuoco, dove la pressione è ad un premio. Invece, le valvole a farfalla sono comunemente usate.

Valvola a globo vs. valvola a saracinesca

Esistono diverse alternative alla valvola a globo e comprendere le diverse opzioni può aiutarti a scegliere la valvola giusta per il lavoro. Due alternative principali alla valvola a globo sono la valvola a saracinesca e la valvola a sfera. Innanzitutto, consideriamo le differenze tra valvole a globo e saracinesche.

Le valvole a saracinesca, come le valvole a globo, sono valvole a movimento lineare. Vengono aperti e chiusi ruotando un volantino che avvita uno stelo dentro e fuori dal cofano. Quando una valvola a saracinesca è chiusa, un’ostruzione viene spinta verso il basso dallo stelo perpendicolare al percorso del fluido.

A differenza delle valvole a globo, le valvole a saracinesca non richiedono il fluido per cambiare direzione—il percorso del flusso è dritto. Come tali, le valvole a saracinesca causano pochissima perdita di testa (L/D=8). Tuttavia, essi non valvola a farfalla così come valvole a globo – portata del fluido in una valvola a saracinesca non è proporzionale a come aprire la valvola è in qualsiasi momento.

Valvola a globo contro valvola a sfera

A differenza delle valvole a globo e delle valvole a saracinesca, le valvole a sfera sono valvole a movimento rotatorio. Ciò significa che le valvole a sfera si aprono e si chiudono quando l’ostacolo ruota piuttosto che aprirsi e chiudersi con il movimento laterale di un’ostruzione. In particolare, un componente a forma di palla con un foro attraverso di esso gira nel suo alloggiamento, fermando il fluido o lasciandolo passare.

Invece di girare un volantino, una valvola a sfera è in genere aperto o chiuso con una maniglia chiave. È necessario solo un quarto di giro (90 gradi) per aprirlo o chiuderlo, molto più velocemente rispetto alla rotazione di un volantino più volte. La chiusura rapida può effettivamente essere un problema a causa del colpo d’ariete. Quando il fluido che scorre attraverso un tubo viene improvvisamente fermato, il suo slancio non ha un posto dove andare perché l’acqua non è comprimibile. Colpo d’ariete si verifica quando un’onda di pressione si propaga indietro attraverso il tubo, potenzialmente causando danni.

Poiché le valvole a sfera non costringono l’acqua a cambiare direzione, creano pochissima perdita di testa (L/D=3). Come con le valvole a saracinesca, questa perdita di pressione bassa viene con il compromesso di poca capacità di limitazione. Le valvole a sfera sono aperte o chiuse, con poca via di mezzo.

Le valvole a globo regolano il flusso, ma attenzione all’applicazione della pressione

Quando si costruisce un sistema di tubazioni, è importante scegliere i componenti giusti per il lavoro, il che è particolarmente vero con le valvole. Poiché le valvole a globo costringono l’acqua a cambiare direzione anche quando è completamente aperta, creano perdite di pressione relativamente grandi. Uno dei vantaggi principali delle valvole a globo, tuttavia, è la loro capacità di modulare il flusso d’acqua. Possono essere aperti, parzialmente aperti o chiusi.

Valvole a saracinesca e valvole a sfera, due alternative alle valvole a globo, causano perdite di pressione minime. Tuttavia, non forniscono servizi di limitazione come valvole a globo. Per le applicazioni dove la pressione è ad un premio, il portone o le valvole a sfera sono migliori scelte che le valvole di globo.

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