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 generalmente son las preferidas porque cuestan menos que otros diseños de válvulas y son más livianas, por lo que necesitan menos soporte. El disco está colocado en el centro del tubo. Una varilla pasa a través del disco hasta un actuador en el exterior de la válvula. Al girar el actuador , el disco gira 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 se gira un cuarto de vuelta. La "mariposa" es un disco de metal montado sobre una varilla. Cuando la válvula está cerrada, el disco se gira para bloquear completamente el paso. Cuando la válvula está completamente abierta, el disco se gira un cuarto de vuelta para permitir un paso casi sin restricciones del fluido. La válvula también se puede abrir gradualmente para estrangular el flujo.
Existen diferentes tipos de válvulas de mariposa, cada una adaptada a diferentes presiones y diferentes usos. La válvula de mariposa de compensación 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 de la línea central del asiento del disco y del sello del cuerpo (desplazado uno) y de la línea central del orificio (desplazado dos). Esto crea una acción de leva durante la operación para levantar el asiento fuera del sello, lo que genera menos fricción que la que se crea en el diseño de compensación cero y disminuye su tendencia al desgaste. La válvula más adecuada para sistemas de alta presión es la válvula de mariposa de triple compensación. En esta válvula, el eje de contacto del asiento del disco está desplazado, lo que actúa para eliminar prácticamente el contacto deslizante entre el disco y el asiento. En el caso de las válvulas de triple compensación, el asiento está hecho de metal para que pueda mecanizarse de manera que se logre un cierre hermético cuando entre en contacto con el disco.
La válvula de mariposa estilo wafer está diseñada para mantener un sello contra el diferencial de presión bidireccional para evitar cualquier contraflujo en sistemas diseñados para flujo unidireccional. Lo logra con un sello hermético; es decir, junta, junta tórica , maquinada con precisión y una cara de válvula plana en los lados aguas arriba y aguas abajo 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 Wafer son propensas a obstruirse debido a su diseño. [1]
Las válvulas tipo lug tienen inserciones roscadas a ambos lados del cuerpo de la válvula. Esto les permite instalarse en un sistema utilizando dos juegos de pernos y sin tuercas. La válvula se instala entre dos bridas utilizando un juego de pernos separado para cada brida. Esta configuración permite desconectar cualquiera de los lados del sistema de tuberías sin perturbar el otro lado.
Una válvula de mariposa tipo orejeta utilizada en servicios sin salida generalmente tiene una clasificación de presión reducida. Por ejemplo, una válvula de mariposa tipo orejeta montada entre dos bridas tiene una presión nominal de 1000 kPa (150 psi ). La misma válvula montada con una brida, en servicio sin salida, tiene una clasificación de 520 kPa (75 psi). Las válvulas de orejetas son extremadamente resistentes a productos químicos y disolventes y pueden soportar temperaturas de hasta 200 °C, lo que las convierte en una solución versátil.
Las válvulas rotativas constituyen una derivación de las válvulas de mariposa generales y se utilizan principalmente en industrias de procesamiento de polvo. En lugar de ser plana, la mariposa está equipada con bolsillos. Cuando está cerrada, actúa exactamente como una válvula de mariposa y está hermética. Pero cuando está en rotación, las bolsas permiten dejar caer una cantidad definida de sólidos, [2] lo que hace que la válvula sea adecuada para dosificar producto 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 del producto (sólido, líquido, gas) dentro del proceso. [3] Las válvulas utilizadas en estas industrias generalmente se fabrican de acuerdo con las pautas cGMP (buenas prácticas de fabricación actuales). Las válvulas de mariposa generalmente reemplazaron a las válvulas de bola en muchas industrias, particularmente en la petrolera, debido a su menor costo y facilidad de instalación, pero las tuberías que contienen válvulas de mariposa no se pueden "piquetear" 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 máquina de vapor. Con los avances en la fabricación de materiales y la tecnología, las válvulas de mariposa podrían hacerse más pequeñas y soportar temperaturas más extremas. Después de la Segunda Guerra Mundial, se utilizaron cauchos sintéticos en los miembros selladores, 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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