Válvula de bola Trunnion - Cómo funcionan
Figura 1: Válvula de bola flotante (izquierda) y válvula de bola montada en muñón (derecha)
Las válvulas de bola de muñón son válvulas de cuarto de vuelta que se utilizan para detener o iniciar el flujo de un medio en una tubería. El tipo más común de válvula de bola tiene un diseño de "flotación libre", por lo que el tipo de muñón es un cambio de diseño. En una válvula de bola de muñón, la bola se conecta al vástago en un extremo y en el otro a un eje llamado muñón. Gracias a este cambio de diseño, la bola se mantiene firmemente en su sitio. En una válvula de bola flotante, la bola sólo está conectada al vástago, por lo que se denomina flotante. Esto se ilustra en la figura 1 y se destaca con un recuadro rojo.
Las válvulas de bola de muñón tienen muchas ventajas sobre las válvulas de flotación libre, son adecuadas para aplicaciones de baja y alta presión, y ofrecen menores costes operativos que las válvulas de bola de flotación libre.
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Ventajas de las válvulas de bola de muñón
Aplicaciones de alta presión
Para aplicaciones de alta presión, una válvula de bola de muñón es el tipo de diseño de válvula de bola ideal. En las válvulas de bola flotante la bola tiene cierta libertad de movimiento. Durante el uso, la bola flota ligeramente hacia abajo contra el anillo del asiento y crea un sellado sólo en un lado de la válvula. Además, el par de torsión en el vástago también se incrementa.
Este es el punto en el que el diseño del muñón ofrece una solución. En el diseño de la válvula de muñón, la bola no flota ya que está conectada al muñón. Esto es ventajoso ya que mantendrá un sellado adecuado en ambos lados y no hay un par de torsión añadido al vástago. Por lo tanto, para aplicaciones de mayor presión, una válvula de bola de muñón proporcionará un mejor sellado y requerirá menos par de torsión para girar.
Figura 2: Sección transversal de una válvula de bola con muñón, mostrando claramente el muñón (A), y los asientos montados por resorte (B)
Asientos con muelles
Las válvulas de bola montadas en el muñón están equipadas con asientos accionados por resorte. En una válvula de bola flotante, la presión fuerza a la bola contra los asientos, lo que crea un sello. Desgraciadamente, la válvula de bola necesitará una alta presión para crear un sello eficaz, lo que la haría ineficaz en sistemas de baja presión.
Las válvulas de bola montadas en muñón son eficaces tanto en situaciones de baja como de alta presión. En situaciones de baja o nula presión, los asientos con resorte crearán un sello, mientras que también funcionan para aplicaciones de alta presión.
Menores costes operativos
Una válvula de bola montada en un muñón proporciona menores costes operativos debido a que cualquier presión adicional sobre la válvula es absorbida por el muñón y el vástago. De este modo, el par de giro es menor y se elimina la necesidad de un actuador de gran tamaño.
Para saber más sobre cómo seleccionar la válvula de bola adecuada para su aplicación, lea nuestro artículo técnico sobre la selección de válvulas de bola
Peso de la válvula de bola montada en el muñón
Una válvula de bola de muñón está diseñada por API608 o API 6D y cumple con varias otras normas de la industria. La norma API 6D proporciona el diseño básico, las dimensiones y las normas de ensayo para la válvula de muñón. La norma API 6D también indica los pesos estándar de las válvulas de bola de muñón correspondientes a diferentes tamaños de orificio y dimensiones de cuerpo.
Válvulas de bola de doble bloqueo y purga (dbb)
El doble bloqueo y purga (DBB) es el proceso de cierre de una sección de tubería en ambos lados de la válvula en lugar de uno solo. Por lo tanto, una válvula de bola de muñón puede bloquear tanto el lado aguas arriba como el lado aguas abajo de la zona de trabajo y luego ventilar (purgar) cualquier presión que permanezca en la tubería y la válvula. Un doble bloqueo y purga (DBB) se utiliza a menudo para un aislamiento más estricto del fluido de proceso de otros equipos. Suele constar de dos válvulas de bola de muñón que actúan como válvulas de bloqueo y una válvula de purga (normalmente de bola o de aguja) a un lugar seguro, de acuerdo con la normativa medioambiental local.
Una válvula DBB es una válvula de bola de entrada lateral diseñada para aplicaciones de gas y petróleo aguas abajo, a medio camino y aguas arriba con un cuerpo soldado o atornillado. La válvula tiene dos asientos, cada uno de los cuales proporciona un sello contra la presión por separado. Un asiento sella el fluido de aguas arriba, y el otro sella el fluido de aguas abajo. En el caso de una válvula de bola montada en muñón DBB, cuando la válvula está en posición cerrada, y el fluido viene de aguas arriba, empuja el asiento contra la bola para liberar la estanqueidad.
Cuando la tubería está bajo presión, la válvula de bola del muñón está cerrada. El fluido queda atrapado dentro de la bola, lo que crea una presión resultante en la bola. La presión dentro de la bola aumenta cuando la temperatura en la bola es mayor. Es necesario ventilar/sangrar la presión cuando la presión en el balón sea lo suficientemente alta. En el caso de una válvula de bola de muñón con función de purga, la presión de la bola empuja el asiento hacia atrás a medida que el resorte detrás del asiento se comprime, y se produce una ventilación/sangrado entre las superficies de sellado. Según las especificaciones de la API 6D, el venteo/sangrado se requiere a una presión inferior a 1,33 veces la presión nominal de diseño de las válvulas de bola. Sin embargo, varios proyectos críticos necesitan ventilar a una presión inferior a 1,1 veces la presión originalmente diseñada.
Obtenga más información sobre las válvulas de bola en nuestra amplia guía de válvulas de bola.
Figura 3: Doble válvula de bloqueo y purga