Una válvula de mariposa es una válvula que aísla o regula el flujo de un fluido. El mecanismo de cierre es un disco que gira.
El funcionamiento es similar al de una válvula de bola , lo que permite un cierre rápido. Las válvulas de mariposa son generalmente las preferidas porque cuestan menos que otros diseños de válvulas y son más livianas, por lo que necesitan menos soporte. El disco se coloca en el centro de la tubería. Una varilla pasa a través del disco hasta un actuador en el exterior de la válvula. Al girar el actuador , el disco se pone paralelo o perpendicular al flujo. A diferencia de una válvula de bola, el disco siempre está presente dentro del flujo, por lo que induce una caída de presión , incluso cuando está abierto.
Una válvula de mariposa pertenece a una familia de válvulas llamadas válvulas de cuarto de vuelta . En funcionamiento, la válvula está completamente abierta o cerrada cuando el disco gira un cuarto de vuelta. La "mariposa" es un disco de metal montado sobre una varilla. Cuando la válvula está cerrada, el disco gira de manera que bloquea por completo el paso. Cuando la válvula está completamente abierta, el disco gira un cuarto de vuelta de manera que permite un paso casi sin restricciones del fluido. La válvula también se puede abrir de forma incremental para regular el flujo.
Existen diferentes tipos de válvulas de mariposa, cada una adaptada a diferentes presiones y usos. La válvula de mariposa de desplazamiento cero, que utiliza la flexibilidad del caucho , tiene la clasificación de presión más baja. La válvula de mariposa de doble desplazamiento de alto rendimiento, utilizada en sistemas de presión ligeramente más alta, está desplazada respecto de la línea central del asiento del disco y el sello del cuerpo (desplazamiento uno) y respecto de la línea central del orificio (desplazamiento dos). Esto crea una acción de leva durante el funcionamiento para levantar el asiento del sello, lo que da como resultado una menor fricción que la que se crea en el diseño de desplazamiento cero y disminuye su tendencia al desgaste. La válvula más adecuada para sistemas de alta presión es la válvula de mariposa de triple desplazamiento. En esta válvula, el eje de contacto del asiento del disco está desplazado, lo que actúa para eliminar virtualmente el contacto deslizante entre el disco y el asiento. En el caso de las válvulas de triple desplazamiento, el asiento está hecho de metal para que pueda mecanizarse de manera que se logre un cierre hermético cuando está en contacto con el disco.
La válvula de mariposa tipo wafer está diseñada para mantener un sello contra la diferencia de presión bidireccional para evitar cualquier reflujo en sistemas diseñados para flujo unidireccional. Esto se logra con un sello de ajuste hermético; es decir, junta, junta tórica , mecanizado de precisión y una cara de válvula plana en los lados de entrada y salida de la válvula. El inconveniente es que las válvulas de mariposa tipo wafer solo tienen un rango de control de flujo pequeño. La caída de presión a través de las válvulas de mariposa tipo wafer puede ser mayor. Las válvulas de mariposa tipo wafer son propensas a obstruirse debido a su diseño. [1]
Las válvulas tipo lug tienen insertos roscados en ambos lados del cuerpo de la válvula. Esto permite que se instalen en un sistema utilizando dos juegos de pernos y sin tuercas. La válvula se instala entre dos bridas utilizando un juego de pernos independiente para cada brida. Esta configuración permite desconectar cualquiera de los lados del sistema de tuberías sin afectar al otro lado.
Una válvula de mariposa de tipo lug utilizada en un servicio de callejón sin salida generalmente tiene una clasificación de presión reducida. Por ejemplo, una válvula de mariposa de tipo lug montada entre dos bridas tiene una clasificación de presión de 1000 kPa (150 psi ). La misma válvula montada con una brida, en servicio de callejón sin salida, tiene una clasificación de presión de 520 kPa (75 psi). Las válvulas de tipo lug son extremadamente resistentes a los productos químicos y solventes y pueden soportar temperaturas de hasta 200 °C, lo que las convierte en una solución versátil.
Las válvulas rotativas son una derivación de las válvulas de mariposa generales y se utilizan principalmente en las industrias de procesamiento de polvos. En lugar de ser planas, las válvulas de mariposa están equipadas con bolsillos. Cuando están cerradas, actúan exactamente como una válvula de mariposa y son herméticas. Pero cuando están en rotación, los bolsillos permiten que caiga una cantidad definida de sólidos, [2] lo que hace que la válvula sea adecuada para dosificar productos a granel por gravedad. Estas válvulas suelen ser de tamaño pequeño (menos de 300 mm), se activan neumáticamente y giran 180 grados hacia adelante y hacia atrás.
En las industrias farmacéutica, química y alimentaria, se utiliza una válvula de mariposa para interrumpir el flujo de producto (sólido, líquido, gas) dentro del proceso. [3] Las válvulas utilizadas en estas industrias suelen fabricarse de acuerdo con las directrices cGMP (buenas prácticas de fabricación actuales). Las válvulas de mariposa generalmente sustituyeron a las válvulas de bola en muchas industrias, en particular la petrolera, debido a su menor coste y facilidad de instalación, pero las tuberías que contienen válvulas de mariposa no se pueden "limpiar" para su limpieza.
La válvula de mariposa se utiliza desde finales del siglo XVIII. James Watt utilizó una válvula de mariposa en sus prototipos de máquinas de vapor. Con los avances en la fabricación de materiales y la tecnología, las válvulas de mariposa se podían hacer más pequeñas y soportar temperaturas más extremas. Después de la Segunda Guerra Mundial, se utilizaron cauchos sintéticos en los elementos de sellado, lo que permitió que la válvula de mariposa se utilizara en muchas más industrias. [4] En 1969, James E. Hemphill patentó una mejora de la válvula de mariposa, reduciendo el par hidrodinámico necesario para cambiar la salida de la válvula. [5]
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