Válvula de bola de entrada lateral

La válvula de bola de entrada lateral es una válvula en la que se ensambla una bola desde la parte interior. El ensamblaje suele ser en cuerpo de tres o dos piezas. Cada pieza se ensambla mediante el uso de un espárrago o perno similar a la unión de dos piezas de brida. Estas válvulas se fabrican con metal forjado. Cada parte del cuerpo se forja y luego se ensamblan. Esta construcción ayuda a reducir los defectos que surgen de las válvulas fundidas. Estas válvulas son fáciles de montar, ya que los componentes son fáciles de alinear. Las válvulas de bola de entrada lateral son las más utilizadas.

Una válvula de bola de entrada lateral está diseñada para mejorar el alto rendimiento y tiene un diseño robusto según las normas internacionales. Las válvulas de bola de entrada lateral contienen asientos metálicos blandos o compuestos que pueden configurarse con efecto de pistón doble o simple para mejorar el doble bloqueo y la purga tanto en posición cerrada como abierta. Los fabricantes de válvulas de bola de entrada lateral fabrican las válvulas con forjas y fuelles independientes o asientos flotantes cargados con muelles que se mantienen siempre en contacto con la bola. Esto hace que las válvulas sean la opción preferida para diversas exigencias, como criogenia, bajas emisiones, altas temperaturas, petróleo crudo, gas natural, líneas de transmisión, tuberías de transporte, estaciones de medición, compresión, reinyección y unidades de bombeo, entre otras. 

Figura: Válvula de bola de entrada lateral

 

¿Cómo funciona una válvula de bola de entrada lateral? 

Entrada lateral fabricante de válvulas de bola fabrican la válvula con una unidad de cierre esférica que ayuda en el control de flujo on/off. La unidad esférica tiene un orificio en el centro. Cuando está en posición abierta, la válvula se mantiene en una posición que alinea el orificio o puerto con la dirección de la tubería. Esto permite que el fluido fluya a través de ella. Al girar esta válvula un ángulo de 90^oEn la entrada lateral, el orificio se vuelve normal con respecto a la trayectoria del flujo, lo que cierra la válvula e impide el paso del fluido. Dentro de la entrada lateral válvula de bola, el diseño más común es el que utiliza el diseño de dos vías. Esto ayuda a que el fluido fluya linealmente desde la entrada hasta la salida. Se sabe que las válvulas de bola de entrada lateral tienen una larga vida útil y un sellado fiable incluso si no se utilizan durante mucho tiempo. Se sabe que las válvulas de entrada lateral toleran mejor los fluidos contaminados en comparación con otras válvulas. Estas válvulas también se han utilizado para controlar el caudal de fluido. Sin embargo, el uso de esta válvula para controlar el caudal de fluido no es común porque el control preciso del fluido no es fácil. 

 

Tipos de válvulas de bola de entrada lateral

Válvula de bola de asiento lateral blando 

Se trata de una bola de válvula de entrada lateral clasificada en función del material del asiento. En este tipo de válvula de bola de entrada lateral, se utiliza un material blando no metálico para cubrir la mayoría de las aplicaciones. Estas válvulas se fabrican utilizando materiales termoplásticos como NBR, PTFE entre otros. Una válvula de bola de entrada lateral fabricada con estos materiales puede dañarse fácilmente cuando se utilizan medios abrasivos o fluidos a alta temperatura o alta presión. En las válvulas de bola de asiento lateral blando, los asientos elastoméricos o termoplásticos se fijan en un anillo o soporte de asiento metálico. Esto ayuda a proporcionar una acción de asiento suave en la válvula. Las principales características de una válvula de bola de asiento lateral blando son: 

• Ofrece un buen sellado. 
• Temperaturas de funcionamiento limitadas. 
• Más baratas que las válvulas de asiento metálico. 
• Utiliza materiales de asiento blando que son nylon, PTFE, Devlon, PEEK entre otros. 
• No apto para su uso en servicios sucios para evitar su deterioro. 

Válvula de bola de asiento metálico y entrada lateral 

Estas válvulas de bola de entrada lateral están fabricadas con materiales metálicos como acero inoxidable 316 y monel, entre otros. Válvulas de bola de entrada lateral hechas de estos materiales son conocidos por cero atascos, cierre hermético, resistencia al desgaste, buena corrosión y control suave, una amplia gama de temperaturas, resistencia al desgaste, buena estabilidad bajo presión entre otros.

Las principales características de una válvula de bola de asiento lateral metálico son: 

• Hay contacto metálico directo entre la bola y el anillo de asiento. 
• Son adecuadas para aplicaciones abrasivas y casos en los que la temperatura no puede dañar las válvulas de asiento blando. 
• Pueden admitir fugas según la norma ISO 5208, índice D. 
• Las superficies de contacto del asiento y la bola están endurecidas para mejorar la resistencia al desgaste y al rayado que se produce por los materiales sólidos contenidos en el fluido. 
• Los asientos metálicos rara vez se doblan con facilidad en comparación con los blandos bajo presión. 

Válvula de bola de entrada lateral de dos piezas 

Se trata de una válvula de bola de entrada lateral fabricada en dos piezas en la que la bola se mantiene en su posición mediante un espárrago. Este tipo de válvula de bola de entrada lateral puede tener un diseño de paso reducido o total. 

Válvula de bola de entrada lateral de tres piezas 

Se trata de una válvula de bola de entrada lateral que tiene una pieza central y dos piezas finales. Este tipo de válvula de bola de entrada lateral se puede mantener principalmente en línea. Cuando se retiran los pernos del cuerpo y sólo se mantiene uno, el cuerpo se puede girar fácilmente utilizando el último perno como punto de apoyo que ayuda a realizar cualquier mantenimiento o instalación en la válvula. Esto ayuda a reducir el tiempo necesario para el mantenimiento. 

Válvula de bola de entrada lateral flotante 

Estas válvulas de bola de entrada lateral también se conocen como válvulas de bola de entrada lateral con asiento. Estas válvulas tienen las siguientes características principales: 

• La bola no se mantiene rígida sobre el eje de rotación y flota libremente entre los anillos de asiento. 
• Mientras está en posición de cierre, la bola es empujada sobre el asiento por la presión del fluido desde arriba y presiona así la junta hacia abajo de la válvula.
• Las válvulas de bola de asiento lateral metálico también tienen asientos accionados por resorte. 
• La válvula de bola de entrada lateral flotante requiere un elevado par de accionamiento. 
• Las válvulas de bola de entrada lateral flotante son más baratas de fabricar. 

Válvula de bola de entrada lateral montada en muñón 

Las principales características de este tipo de válvula de bola de entrada lateral son: 

• El asiento de la válvula se carga sobre la bola mediante un muelle que ofrece una estanqueidad fiable a baja presión. 
• La bola se monta en su posición mediante muñón y vapor que se apoyan en cojinetes sobre el cuerpo de la válvula. 
• La característica principal de la válvula de bola de entrada lateral montada en muñón es que no puede desplazarse para presionar la bola como ocurre en la válvula de bola de entrada lateral flotante, sino que su presión de línea empuja el asiento aguas arriba de la bola, lo que provoca un sellado. 
• Las válvulas de bola de entrada lateral de este tipo tienen presiones nominales más altas y tamaños más grandes.
• El área donde actúa la presión es pequeña. Esto hace que la fuerza ejercida sobre la bola sea muy pequeña, lo que se traduce en una menor fuerza de fricción y, por tanto, en un reductor o actuador más pequeño. 
• Las válvulas de bola de entrada lateral montadas en muñón están diseñadas con asientos autorresistentes.

 

 

Componentes de la válvula de bola de entrada lateral 

Cuerpo de la válvula 

Este es el componente principal de la válvula de bola de entrada lateral y contiene todas las piezas internas para mejorar las operaciones de encendido y apagado de la válvula. 

Bola giratoria 

Se trata de una bola que tiene un orificio central por el que circula el fluido. Esta es la característica principal que diferencia a la válvula de bola de otros tipos de válvulas. A través de un eje, el orificio de la bola conecta la entrada y la salida de la válvula. 

Vástago

Es la parte de la válvula de bola de entrada lateral que ayuda a conectar la bola con el mecanismo de control exterior. El vástago ayuda a controlar la dirección de la bola. 

Asientos

Se trata de discos situados entre el cuerpo y la bola. Proporcionan el sellado necesario entre el cuerpo y el balón, además de sostenerlo. 

Fuente de energía 

La fuente de energía en una válvula de bola de entrada lateral puede ser un actuador manual o un actuador automático. En el caso de la energía manual, el accionamiento se realiza mediante manivelas y palancas que el operario utiliza durante el funcionamiento de apertura y cierre para controlar el caudal. Un actuador automático utiliza una fuente de energía neumática, eléctrica o hidráulica. La potencia se encarga de proporcionar energía al vástago para hacer girar la bola y controlar así el caudal. 

Embalaje 

Se trata de una junta colocada alrededor del vástago para garantizar que no se escape ningún fluido. 

Capó 

Es el componente de la válvula de bola de entrada lateral que contiene la empaquetadura y el vástago. 

 

 

Especificaciones cuando necesite comprar una válvula de bola de entrada lateral 

Las especificaciones que necesita el fabricante o vendedor a la hora de comprar una válvula de bola de entrada lateral son: 

• Tamaño y presión nominal de la válvula de bola de entrada lateral. 
• Tipo de bola con diseño de montaje flotante o de muñón. 
• Tipo de orificio: reducido o total. 
• Requisitos del sistema de inyección de sellante. 
• Se necesita un dispositivo de bloqueo.
• Dispositivo antiestático 
• El mecanismo de accionamiento que es engranaje, palanca o actuador (neumático, eléctrico o hidráulico). 
• Materiales de los anillos de estanqueidad, cuerpo de la válvula, muñón. Juntas, embellecedores, pernos, tuercas, juntas y empaquetaduras. 
• Orientación de la válvula. 
• Detalles de pintura si es necesario. 
• Tipo de asiento metálico o blando

 

Aplicaciones de la válvula de bola de entrada lateral 

• Utilizadas en refinerías. Estas válvulas se han utilizado para el aislamiento y cierre de unidades de craqueo térmico y líneas de fondo de torre, líneas de separación de petróleo y gas, medición de distribución de gas, regulación de presión y medición, control de carga de petróleo, estaciones de compresión y bombeo, unidades de refinado, entre otros. 
• Se utilizan en complejos petroquímicos y químicos para controlar la presión diferencial baja, controlar las emisiones, manejar fluidos de alta viscosidad, controlar el flujo de lodos abrasivos, entre otros. 
• Generación de energía. Estas válvulas se utilizan para controlar el agua de alimentación de las calderas, para controlar y apagar el vapor, entre otras cosas. 
• Se utilizan en la producción de petróleo y gas. Las válvulas de bola de entrada lateral se utilizan en instalaciones de cierre, control de sargazo de tuberías y aislamiento de la cabeza de petróleo, almacenamiento, separación de procesamiento, distribución y transmisión, entre otros. 
• Industrias del papel y la pasta de papel. Las válvulas de bola de entrada lateral se han utilizado como válvulas de cierre, control de circulación y llenado de licor, control de lodo de cal, control de agua de dilución, flujo de control en digestores de molino en la producción de pulpa entre otros. 
• Se utiliza para controlar el transporte de agua. 
• Control de sólidos en el transporte marítimo. 
• Se utilizan en las industrias alimentaria y de bebidas. 

 

 

Ventajas de la válvula de bola de entrada lateral 

• Emplee un diseño sencillo. 
• Estas válvulas tienen un peso y un volumen reducidos en relación con válvula de bola de entrada superior. 
• Fácil de desmontar y reparar. 
• Fácil y rápido de manejar. 
• Estas válvulas giran sin movimiento axial, lo que dificulta que se dañe la junta del vástago de la válvula. 
• Proporcionan un sellado perfecto. 
• Baja caída de presión y elevados caudales. 
• Abrir y cerrar rápidamente. 
• Gire 90 grados para cerrar o abrir. En casos de emergencia que requieran un rápido aislamiento de la tubería, el cierre y la apertura de la válvula pueden realizarse con gran rapidez. 
• Hermético. 
• Aplicaciones de purines y limpias. 
• Hay variedades de válvulas de bola de entrada lateral que pueden utilizarse en aplicaciones de alta temperatura y alta presión. 

 

Desventajas de la válvula de bola de entrada lateral 

• La válvula de bola de entrada lateral no es adecuada para una estrangulación sostenida. 
• Cuando se utilizan en aplicaciones con lodos, los sólidos en suspensión pueden depositarse y, al quedar atrapados en el cuerpo, provocar desgaste y fugas y, finalmente, el fallo de la válvula. 

 

Resolución de problemas de la válvula de bola de entrada lateral 

Fugas externas

Fuga en la conexión de la toma

• Podría deberse a roscas inadecuadas. Compruebe el tamaño de las roscas y sustitúyalas o instálelas. 
• Debido a que la unión roscada se ha apretado en exceso, partiendo así el conector. Sustituya el conector del extremo agrietado.
• Se ha utilizado un sellador de roscas inadecuado. Vuelva a instalar la conexión roscada según los procedimientos recomendados y compruebe la compatibilidad con la pasta/sellante. 

Fugas en las tuercas de unión

• Desalineación del conector final. Compruebe la alineación del sistema. Los conectores deben estar paralelos. Asegúrese de que hay suficiente soporte para la válvula. 
• La tuerca de unión está floja; apriétela.
• Junta tórica dañada o desplazada. Hay partículas en la ranura de la junta tórica. Retire la válvula para inspeccionar la junta tórica y comprobar si presenta daños químicos o físicos. Compruebe también la compatibilidad de la junta tórica y sustitúyala si es necesario. Limpie la junta según corresponda. 

En el tallo 

• La junta tórica del vástago está dañada. Desmonte el vástago de la válvula y compruebe si hay daños químicos o físicos. Compruebe también la compatibilidad de la junta tórica. Limpie la junta tórica y sustitúyala si es necesario. 

Fugas internas 

• La bola está obstruida. Verifique si la bola está en la posición de cierre total recomendada. En caso contrario, desmonte la válvula de bola de entrada lateral para comprobar si hay partículas que puedan estar obstruyendo el orificio de la bola. Límpiela y vuelva a instalarla. 
• El vástago está roto. Retire el conector del extremo y compruebe que la bola puede girar mientras acciona la válvula. Sustitúyala si es necesario. 
• Asiento de PTFE dañado o cargado de residuos. Desmonte el asiento de la válvula. Comprobar daños físicos y exceso de residuos. Límpielo y sustitúyalo si es necesario. 
• Junta tórica del asiento dañada, desplazada o cargada de residuos. Desmonte la junta tórica del asiento y compruebe si presenta daños químicos o físicos. Asegúrese de la compatibilidad química de la junta tórica. Limpie el anillo y sustitúyalo si es necesario. 
• Bola dañada. Retire y desmonte la válvula de bola de entrada lateral. Compruebe si presenta daños físicos, es decir, muescas o estrías en la superficie de sellado del asiento. Limpie la superficie del asiento y sustituya la bola si es necesario. Averigüe la compatibilidad química con el material de la válvula (CPVC, PVC, etc.) y compruebe los daños químicos. 
• Daños térmicos que provocan la deformación de los componentes. Compruebe la temperatura de funcionamiento, el calor procedente de fuentes externas y el calor producido por el diseño del sistema.

Movimientos congelados 

Es el caso en el que la válvula se cierra/abre con dificultad acompañada de la rotura por cizallamiento del vástago. Las causas probables y las soluciones son: 

• Obstrucciones internas; acumulación de partículas o sedimentos; cemento disolvente acumulado en la bola. Retire la válvula de bola de entrada lateral para comprobar si hay residuos, sólidos o depósitos de cemento que obstruyan el interior o la bola de la válvula. Compruebe si hay sólidos de sedimentos alojados en las zonas de la bola al asiento. Compruebe lo mismo para el vástago y limpie y reinstale donde sea necesario.  

Daños estructurales 

• Manilla rota. Puede deberse a un impacto externo o a movimientos congelados. Identifíquelo, corríjalo o sustitúyalo en caso necesario. 
• El vástago se ha roto/cortado. Puede deberse a un impacto externo o a movimientos bruscos. Sustitúyalo en consecuencia. 
• Empuñadura pelada. Podría deberse a un exceso de exposición a la luz solar que la reblandece o a que se ha ampliado demasiado el rango de cierre/apertura. Proteja la válvula de la luz solar directa y sustitúyala si es necesario. 
• Rotura del cuerpo. Exceso de presión interna o debido a un impacto externo. Verifique la fuente y compruebe la sobrepresión y la presión del sistema. 

 

 

Resumen 

La válvula de bola de entrada lateral es una válvula de bola en la que se monta una bola a partir de la parte interior. Las válvulas de bola de entrada lateral se ensamblan en dos o tres piezas. Cada pieza de ensamblaje utiliza pernos o espárragos de forma similar a como se unen dos piezas de brida.

Las válvulas de bola de entrada lateral se fabrican con metal forjado para ayudar a reducir los defectos que se producen cuando la válvula se fabrica por fundición. El uso de espárragos para ensamblar las piezas de las válvulas de bola de entrada lateral facilita su alineación. Estas válvulas se fabrican utilizando asientos compuestos o metálicos configurados con un efecto de pistón simple o doble que mejora los bloqueos y purgas dobles en las posiciones abierta y cerrada.

Estas válvulas se utilizan en diversas aplicaciones tales como bajas emisiones, criogénicas, petróleo crudo, altas temperaturas, petróleo crudo, gas natural, tuberías de transmisión, líneas de transmisión, estaciones de medición, bombeo y reinyección de compresión entre otras. Las válvulas de bola de entrada lateral encuentran muchas aplicaciones debido a sus numerosas ventajas como diseño sencillo, peso y volumen reducidos, facilidad de desmontaje y reparación, funcionamiento rápido, ofrece cierre hermético a las burbujas, entre otras.