Válvula de retención de globo

Una válvula de retención de globo es un tipo de válvula que se utiliza para garantizar que el flujo de fluido no se invierta. Este tipo de válvula combina el diseño de una válvula de globo y una válvula de retención para producir una válvula magnífica que no puede permitir el flujo hacia atrás. La válvula de retención de globo emplea un disco para controlar el flujo de fluido. El disco de la válvula actúa para impedir la inversión del flujo. Este tipo de válvula tiene dos aberturas en el cuerpo. Una abertura es por donde el fluido entra en la válvula y la otra es por donde el fluido sale de la válvula. En la mayoría de los casos, las válvulas de globo funcionan automáticamente, es decir, rara vez son controladas por una persona. Estas válvulas se utilizan en diferentes aplicaciones, como sistemas de refrigeración y calefacción, calderas y sistemas de agua, entre otros. En la mayoría de los casos, como en las aplicaciones de calderas, estas válvulas evitan automáticamente el reflujo de vapor. Las válvulas de retención de globo están pensadas para mejorar la seguridad de las tuberías garantizando que no se produzcan inversiones de fluido que puedan dañar la bomba. Sirven para abrir y detener el flujo de fluido. Estas válvulas no se utilizan como válvulas reguladoras. 

Figura: Válvula de retención de globo.

 

Componentes de la válvula de retención de globo 

Cuerpo de la válvula 

El cuerpo de la válvula es el componente principal de una válvula de retención de globo. Esto se debe a que el cuerpo de la válvula aloja los componentes internos de la válvula de retención de globo, como el muelle, el disco y el asiento. La válvula debe ser resistente para soportar la presión asociada al fluido. Si la resistencia del cuerpo de la válvula es inferior a las tensiones internas debidas a la presión del fluido, el cuerpo de la válvula puede resultar dañado. Esto exige seguridad a la hora de comprar la válvula de retención de globo para garantizar que resistirá la presión interna del flujo de fluido. Además, el cuerpo de la válvula debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las temperaturas asociadas al fluido. Esto es muy necesario especialmente para esta válvula de retención de globo, ya que a menudo se utiliza en calderas donde las temperaturas del vapor pueden ser muy altas. Si el cuerpo de la válvula está fabricado con un material resistente a bajas temperaturas, es probable que ceda a las temperaturas y se deforme térmicamente. 

Capó 

El bonete de una válvula de retención de globo sirve para cubrir el cuerpo de la válvula. El bonete se conecta al cuerpo de la válvula mediante pernos y tuercas o tornillos. Al montar la válvula de retención de globo, los componentes internos de la válvula se montan primero en el cuerpo de la válvula y, por último, se fija el bonete al cuerpo de la válvula. Esto ayuda a mantener el cuerpo de la válvula y los componentes internos unidos firmemente. Cuando el operador de la válvula necesita comprobar los componentes internos de la válvula, primero tiene que desatornillar/desatornillar el bonete para acceder a dichos componentes. 

Asiento 

El asiento en una válvula de retención de globo es un componente interno que entra en contacto con el disco de la válvula para conseguir un cierre hermético. El asiento puede ser duro o blando. El asiento duro está hecho de material metálico y tiende a tener cierto grado de fuga. El asiento blando está hecho de material blando como elastómeros y PTFE en función de la temperatura máxima del fluido. Los asientos blandos rara vez experimentan fugas cuando están cerrados, pero se limitan a operaciones a alta temperatura. 

Disco

Se trata de un componente móvil de la válvula que la cierra para restringir el paso del fluido en sentido inverso. El disco se mueve linealmente para cerrar el paso del fluido. 

Puertos de entrada y salida 

Se trata de conductos por los que el fluido entra en la válvula y por los que sale de ella. Entre la entrada y la salida de la válvula se encuentra el disco. La válvula de retención de globo se conecta a los sistemas de tuberías a través de estos puertos. Los métodos de conexión utilizados incluyen bridas, roscado, soldadura de accesorios de compresión, entre otros. 

Primavera 

El muelle se utiliza para desplazar el disco hasta el asiento de la válvula para garantizar que ésta esté cerrada y el fluido no pueda retroceder. En caso de presión excesiva, el muelle se comprime obligando a la válvula a abrirse. Los muelles utilizados son muelles helicoidales. Estos muelles se fabrican con materiales como el acero inoxidable o el acero cincado, que son resistentes y pueden soportar altas temperaturas. 

Recorte 

Por guarnición se entienden los componentes internos de la válvula. Estos componentes incluyen el asiento, el muelle, la superficie de asiento, el disco, el casquillo y otras superficies que entran en contacto con el fluido. Todas estas piezas son muy importantes, ya que trabajan juntas para garantizar que la válvula de retención de globo funcione eficazmente como se espera sin fugas. 

Figura: Componentes de la válvula de retención de globo.

 

¿Cómo funciona una válvula de retención de globo? 

Cuando la válvula de retención de globo tiene fluido fluyendo como se muestra en la flecha de abajo, el disco se levanta del asiento. En este caso, la presión del fluido permite que éste avance. En la dirección opuesta, el fluido y el muelle empujan el disco hacia el asiento de la válvula y ésta cierra la conexión restringiendo el paso del fluido hacia atrás. 

Figura: Válvula antirretorno de globo que funciona sólo para aumentar el caudal hacia delante.

 

Un globo de retención necesita una presión diferencial mínima entre la entrada y la salida (presión aguas arriba) para abrir la válvula y permitir el paso del fluido. Cuando la presión aguas arriba cae por debajo de un determinado nivel o cuando hay contrapresión, la válvula se cierra. En función de la válvula de globo el mecanismo de cierre puede estar asistido por un muelle. La contrapresión empuja el disco contra el orificio para sellarlo.

 

Tipos de válvulas de retención de globo

Válvula de retención de globo tipo Y

Se trata de una válvula de retención de globo que tiene el cuerpo de la válvula diseñado en forma de Y. El muelle y el disco están instalados en un ángulo determinado. Estas válvulas pueden repararse y limpiarse sin desmontarlas. Este tipo de válvula de retención de globo necesita un espacio mayor para su instalación.

Figura: Válvula de retención de globo tipo Y.

 

Válvula de retención de globo de hierro fundido 

Se trata de una válvula de retención de globo también conocida como válvula de retención de globo de hierro gris. Los fabricantes de válvulas de retención de globo fabrican esta válvula con una aleación de hierro, carbono y silicona. Este tipo de válvula tiene una buena resistencia a las altas temperaturas, ya que puede soportar temperaturas muy altas de alrededor de 1150^o. Estas válvulas también son de alta resistencia. Hay dos tipos de válvulas de retención de globo de hierro fundido basados en la clase de presión que es la clase 250 y la clase 125. La válvula de clase 125 puede funcionar a una presión de 150 psi y 200 psi, mientras que la válvula de clase 250 puede trabajar a presiones más altas de 300 psi a 500 psi. Las válvulas de retención de globo de hierro fundido son muy resistentes y pueden trabajar con vibraciones intensas sin sufrir daños. El principal problema de estas válvulas es que no son dúctiles, lo que hace que se agrieten con una ligera flexión y queden inservibles. Sin embargo, las válvulas antirretorno de globo de hierro fundido no son caras en comparación con otras válvulas. 

Válvulas antirretorno de globo de acero forjado

Se trata de válvulas de retención de globo fabricadas mediante el método de forja. El proceso de forja es conocido por fabricar válvulas extremadamente fuertes y resistentes. Estas válvulas de retención de globo tan resistentes son necesarias en aplicaciones como centrales eléctricas de vapor para controlar el flujo de vapor y agua en una dirección. Las válvulas antirretorno de globo de acero forjado son adecuadas para aplicaciones de alta presión y altas temperaturas. Sin embargo, las válvulas antirretorno de globo fabricadas con este método son de menor tamaño. En el caso de las válvulas grandes, hay que fabricarlas pieza por pieza y, posteriormente, conectarlas o soldarlas entre sí para formar una válvula de retención de globo de acero forjado completa. 

Válvula de retención de globo con bonete abulonado

Se trata de una válvula de retención de globo en la que el bonete/placa de cubierta se monta en el cuerpo de la válvula mediante pernos y tuercas. Es uno de los tipos más comunes de válvulas de retención de globo. Este tipo de válvula utiliza una junta para sellar la unión entre ella y el cuerpo. 

Válvula de retención de globo con bonete roscado 

Se trata de una válvula de retención de globo que utiliza tornillos para conectar el bonete/placa de cubierta y la válvula del cuerpo. Este tipo de válvula utiliza una estructura de válvula simple y se utiliza en aplicaciones de flujo de fluidos de bajo coste. 

Válvula de retención de globo con bonete soldado 

Se trata de una válvula de retención de globo en la que la placa de cubierta y el cuerpo están conectados mediante soldadura. Este tipo de diseño de la válvula hace que esté libre de fugas incluso a muy alta presión. Como tal, esta válvula se utiliza en aplicaciones de alta temperatura y alta presión. 

 

¿Qué debe tener en cuenta al elegir/comprar una válvula de retención de globo?

Medios de comunicación 

Se refiere al fluido o sólidos que se espera que pasen a través de la válvula. Se trata de un factor crítico a tener en cuenta porque algunos fluidos podrían ser destructivos para la válvula o podrían no ser compatibles. Algunos fluidos ácidos pueden causar corrosión en los componentes internos de la válvula que entran en contacto con ella. Por ello, antes de seleccionar/comprar la válvula de retención de globo, asegúrese de que es compatible con el fluido. 

Temperatura máxima

Se trata de la temperatura más alta que experimentará la válvula durante su funcionamiento. La capacidad de la válvula para funcionar a diferentes temperaturas depende de sus materiales de construcción. Materiales como el hierro fundido pueden soportar una temperatura de unos 1150 ^oC, mientras que materiales como el acero inoxidable pueden soportar unos 427 ^oC. Otros materiales, como el PTFE y los elastómeros, pueden soportar temperaturas más bajas que sus homólogos metálicos. Por lo tanto, al comprobar la capacidad de la válvula para trabajar a altas temperaturas, primero hay que comprobar los materiales de construcción. 

Presión máxima 

Esta es la presión más alta que el globo válvula antirretorno puede soportar. Al igual que la temperatura máxima, la presión más alta dependerá de los materiales de construcción, ya que los diferentes materiales tienen diferentes resistencias para soportar las tensiones internas resultantes de la presión interna del fluido. Materiales como el hierro fundido pueden soportar presiones muy altas de alrededor de 500 psi en relación con el acero inoxidable. Si el cuerpo de la válvula no es lo suficientemente resistente, puede provocar fugas de fluido a través de las juntas o uniones. Además, una presión muy alta puede dañar el cuerpo de la válvula y, por tanto, toda la válvula. 

Requisitos de mantenimiento 

Algunas válvulas de retención de globo están pensadas para utilizarse en aplicaciones en las que es probable que se produzcan atascos con frecuencia. Por ello, el diseño de la válvula debe ser fácil de limpiar. Las válvulas de retención de globo soldadas serán difíciles de limpiar, ya que están completamente selladas. Las válvulas de bonete atornillado y con pernos serán más fáciles de limpiar, ya que el operario puede retirar la placa de cubierta/ bonete y eliminar la suciedad de la válvula.

 

Aplicaciones de las válvulas de retención de globo 

• Estas válvulas se utilizan en la industria petrolera. 
• Se utilizan en las industrias de transformación química. 
• Procesos de fabricación de medicamentos en los procesos farmacéuticos. 
• Se utiliza para controlar el agua o el vapor en calderas para la generación de energía. 
• Suministro de agua municipal o comercial. 
• Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. 
• Se utilizan en los sistemas de riego.

Ventajas de las válvulas de retención de globo 

• Ayudan a evitar daños en el compresor y la bomba, ya que impiden el reflujo. 
• Su mantenimiento es barato.
• De acción rápida. 
• Estas válvulas impiden el flujo inverso. 
• Amplia gama de temperaturas. 
• Tienen una amplia gama de presiones de funcionamiento.
• Automático.

Desventajas de las válvulas de retención de globo 

• Permiten el flujo en una sola dirección. 
• Estas válvulas no pueden ayudar en aplicaciones de estrangulamiento.

Localización de averías en válvulas de retención de globo 

La válvula de retención de globo vibra o chirría 

• Esto podría deberse a una alta velocidad. Cuando la válvula produce mucho ruido puede deberse a una baja presión aguas abajo, alta velocidad o expansión aguas arriba. Asegúrese de que la velocidad del fluido es la recomendada por el globo. fabricante de válvulas de retención. 

No pasa líquido por la válvula

• Siga la dirección de la flecha de flujo en el cuerpo. 
• Asegúrese de que la válvula aguas abajo está abierta.
• Compruebe si hay obstrucción aguas abajo y elimínela si la hay. 

Válvula de retención de globo

• Retire la válvula de retención de globo para inspeccionar el muelle helicoidal. 
• Pruebe a amueblar el muelle si funciona en aplicaciones de gran altura. 
• Consulte a un técnico especialista en válvulas de retención de globo si el problema persiste. 

Fuga en la válvula de retención de globo 

• El capó está suelto. Apriete las tuercas/tornillos del capó.
• Rotura del cuerpo de la válvula. Puede deberse a daños por impacto externo o a una alta presión del fluido. Sustituya el cuerpo de la válvula. 
• Junta rota. Sustituya la junta. 
• Anillos del asiento desgastados. Sustituya los anillos del asiento. 
• Suciedad acumulada en la superficie de sellado. Limpie la suciedad. 
• Superficie de la junta dañada. Sustituya el asiento o el disco.

Resumen 

La válvula de retención de globo es un tipo de válvula diseñada para impedir que el fluido fluya hacia atrás. Esto ayuda a garantizar que la válvula se cierre antes de que la bomba se detenga por completo. Puede evitar los golpes de ariete y las sobretensiones asociadas al cierre de la válvula. La mayoría de las válvulas son automáticas. La mayoría de las válvulas de retención de globo emplean un diseño con muelle y guías dobles que ayuda a garantizar que, cuando la bomba arranca, el disco de la válvula se abre y que la válvula se cierra antes de que el fluido retroceda al detenerse la bomba. Los fabricantes de válvulas antirretorno de globo diseñan los componentes de la válvula y los ensamblan de forma que sea fácil repararlos y realizar su mantenimiento periódico.

Existen varios tipos de válvulas de retención de globo, como las válvulas de retención de globo en forma de Y, las válvulas de retención de globo de hierro fundido, las válvulas de retención de globo de acero forjado, las válvulas de retención de globo con bonete soldado y las válvulas de retención de globo atornilladas. Cada una de estas válvulas tiene ciertas características y ventajas que la hacen adecuada para la aplicación específica. Por eso es necesario tener en cuenta ciertos factores a la hora de comprar una válvula de retención de globo, como la temperatura y presión máximas, el tipo de medio y los requisitos de mantenimiento.

El diseño de una válvula de retención de globo emplea el diseño de una válvula de globo y una válvula de retención. Esta válvula utiliza un disco encargado de garantizar que el fluido no retroceda. Sólo permite el flujo de fluido en una dirección, es decir, hacia adelante, de una tubería a la siguiente. Las válvulas de retención de globo están diseñadas con dos puertos: el de entrada y el de salida. Las válvulas de retención de globo se utilizan en diferentes aplicaciones, como calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), sistemas de calderas, suministro de agua municipal, riego e industrias farmacéuticas, entre otras. Las ventajas de la válvula de retención de globo son la ausencia de flujo inverso, el mantenimiento económico, la protección de la bomba y el compresor y una amplia gama de temperaturas y presiones de funcionamiento.