Válvulas de diafragma vs. globo: diseño y rendimiento
Válvulas de diafragma y válvulas de globo Son válvulas industriales de uso común, cada una con características de diseño y aplicaciones únicas. Comprender su propósito es fundamental para seleccionar el tipo de válvula adecuado para satisfacer las necesidades industriales específicas.
Este artículo explica y compara el diseño y principio de funcionamiento, diagrama de estructura, características de flujo, rendimiento de sellado, instalación y mantenimiento, ventajas y desventajas y campos de aplicación.
Diseño y principio de funcionamiento:
La válvula de diafragma es un tipo de válvula de cierre, que es una nueva válvula moldeada con diafragma como parte móvil.
La válvula de globo es una válvula de sellado forzado.
Válvulas de diafragma: Estas válvulas utilizan un diafragma flexible (generalmente de goma) que actúa como dispositivo de arranque y parada para cerrar el paso del fluido, cortar el paso y separar la cavidad interna del cuerpo de la válvula de la cavidad interna de la tapa. El diafragma se presiona contra el vertedero o asiento de la válvula para formar un sello. El movimiento del diafragma se controla mediante una varilla o manija. Al girar la varilla o manija, el diafragma se separa del vertedero, permitiendo el paso del fluido.
Válvulas de globo: Cuentan con un elemento de disco móvil y un asiento de anillo fijo en un cuerpo generalmente esférico. El disco se mueve perpendicularmente al asiento, permitiendo que el fluido fluya con mayor o menor libertad según su posición. El vástago de la válvula, unido al disco, gira mediante un volante y acerca o aleja el disco del asiento.
Diagrama estructural
Válvula de diafragma
Válvulas de globo
Material de sellado y rendimiento
Válvulas de diafragma: La característica principal de una válvula de diafragma es el uso de un diafragma flexible como elemento de sellado principal. El cuerpo de la válvula puede revestirse con diversos materiales blandos, como caucho o politetrafluoroetileno, etc. El diafragma también está fabricado con materiales blandos, como caucho o politetrafluoroetileno revestido con caucho sintético, lo que permite un sellado completo con una menor fuerza de sellado.
Ofrecen un excelente sellado, ya que el diafragma se adapta perfectamente a la forma del cuerpo de la válvula, evitando fugas. Esto las hace ideales para aplicaciones con fluidos, lodos o gases corrosivos.
Válvulas de globo: Las válvulas de globo suelen requerir un material de sellado como NBR o EPDM entre el disco y el asiento para aplicaciones de temperatura y presión medias a bajas. Estas válvulas también ofrecen un buen sellado, pero son más propensas a fugas que las válvulas de diafragma. Se utilizan típicamente para servicios de apertura/cierre y estrangulación de líquidos, gases o vapor.
Propiedades y control de fluidos
Válvulas de diafragma: Su instalación y mantenimiento suelen ser más rentables, especialmente en aplicaciones con fluidos corrosivos o abrasivos. Al tener menos piezas móviles, suele requerir menos mantenimiento. Sin embargo, con el tiempo, el diafragma puede desgastarse y requerir reemplazo.
Válvulas de globo: Tienen una vida útil más larga, pero pueden requerir un mantenimiento más frecuente, especialmente en las zonas del vástago y el asiento. Al principio pueden ser más caras, sobre todo en los modelos de alto voltaje, pero su durabilidad puede compensar el coste inicial con el tiempo.
La Ventaja
Válvula de diafragma:
1. El mecanismo de operación está separado del paso del fluido, lo que no solo garantiza la pureza del fluido de trabajo, sino que también evita que el fluido presente en la tubería afecte a las piezas del mecanismo. No se requiere un sello separado en el vástago de la válvula.
2. Dado que el medio de trabajo entra en contacto únicamente con el diafragma y el cuerpo de la válvula, ambos fabricados con distintos materiales, la válvula puede controlar de forma ideal diversos medios de trabajo, especialmente medios con corrosión química o partículas suspendidas.
3. La estructura es simple y consta de solo tres partes: el cuerpo de la válvula, el diafragma y el conjunto de la tapa de la válvula. La válvula es fácil de desmontar y reparar rápidamente, y el reemplazo del diafragma se puede realizar in situ en poco tiempo.
Válvulas de globo
1. Durante el proceso de apertura y cierre, la fricción entre el disco de la válvula y la superficie de sellado del cuerpo de la válvula es menor que la de la válvula de compuerta, por lo que es resistente al desgaste.
2. La altura de apertura es generalmente sólo 1/4 del canal del asiento de la válvula, por lo que es mucho más pequeña que la válvula de compuerta;
3. Por lo general, solo hay una superficie de sellado en el cuerpo de la válvula y el disco de la válvula, por lo que el proceso de fabricación es mejor y fácil de mantener.
4. Debido a que su relleno suele ser una mezcla de asbesto y grafito, presenta una mayor resistencia a la temperatura. Generalmente, las válvulas de vapor utilizan válvulas de cierre.
Desventajas
Válvula de diafragma:
1. Debido a las limitaciones de los materiales del diafragma, las válvulas de diafragma son adecuadas para condiciones de baja presión y baja temperatura. Generalmente, no superan los 180 °C.
2. El rendimiento del ajuste es relativamente pobre y solo se puede ajustar dentro de un rango pequeño (generalmente, se puede usar para ajustar el flujo cuando está cerrado a 2/3 de la apertura).
Válvulas de globo
Debido a que la dirección del flujo del medio a través de la válvula cambia, la resistencia mínima al flujo de la válvula de parada también es mayor que la de la mayoría de los otros tipos de válvulas.
Aplicación
Válvula de diafragma: Dependiendo de las características del fluido y del material de sellado, se utiliza comúnmente en las industrias biofarmacéutica, alimentaria y de bebidas, y de tratamiento de agua. Son especialmente útiles en aplicaciones donde la pureza y la contaminación son importantes.
Válvulas de globo: Se utilizan ampliamente en las industrias del petróleo y gas, la manufactura, la industria marítima y la farmacéutica, dependiendo de las características del fluido y el material de sellado. Son versátiles y soportan entornos de alta presión y alta temperatura.
