Válvula antirretorno de bola - Principio de funcionamiento

Las válvulas antirretorno de bola permiten el flujo en una sola dirección utilizando un mecanismo de bola para crear un sello confiable, asegurando un funcionamiento eficiente en sistemas que manejan gases, líquidos y vapor. La bola puede ser de flotación libre (usa la gravedad para cerrar) o con un resorte para asegurar un sello adecuado. Las válvulas antirretorno de bola son confiables, tienen baja resistencia al flujo y requieren poco mantenimiento; sin embargo, son más grandes que otras válvulas antirretorno. Este artículo analiza el funcionamiento, la función y la instalación de una válvula antirretorno de bola.

Tabla de contenidos

• Forma constructiva y funcionamiento de la válvula antirretorno de bola
• Materiales
• Especificaciones de la válvula antirretorno de bola
• Instalación de la válvula antirretorno de bola
• Ventajas de las válvulas antirretorno de bola
• Desventajas de las válvulas antirretorno de bola
• Aplicaciones de las válvulas antirretorno de bola
• Solución de problemas en válvulas antirretorno de bola
• Válvula antirretorno de bola vs válvula antirretorno de clapeta
• Preguntas frecuentes

Tabla 1: Comparación de diferentes válvulas antirretorno

Diseño y funcionamiento de la válvula antirretorno de bola

Una válvula antirretorno de bola utiliza una bola cargada por resorte o de flotación libre que descansa sobre el asiento de sellado para cerrar el orificio de la válvula (Figura 2). El diámetro de la bola es ligeramente mayor que el diámetro del asiento. El asiento de sellado tiene forma cónica para guiar la bola hacia el asiento y crear un sello positivo, deteniendo así el flujo inverso.

Cuando la presión del fluido en el lado de entrada supera la presión de apertura (la presión necesaria para vencer la fuerza del resorte), la bola se desaloja de su asiento, permitiendo que el fluido fluya (Figura 2 etiquetada A).

Cuando la presión de entrada no supera la presión de apertura o la contrapresión, la bola se cierra con la contrapresión o mediante el resorte, cerrando efectivamente el orificio (Figura 2 etiquetada B). La bola se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de la válvula según el flujo. Se sella contra el asiento mecanizado cuando no hay flujo o cuando se produce un flujo inverso, evitando el flujo inverso.

Una válvula antirretorno de bola de flotación libre no tiene resorte y requiere un flujo inverso o la gravedad para mover la bola hacia el asiento para sellar. Lea nuestro artículo de descripción general de las válvulas antirretorno para obtener más información sobre el funcionamiento y los diversos diseños de las válvulas antirretorno.

Materiales

Carcasa

Las válvulas antirretorno de bola están disponibles en diferentes materiales, cada uno adecuado para aplicaciones específicas. La elección del material depende de factores como el entorno de operación, la vida útil y el tipo de medio que se maneja. Por ejemplo, el latón niquelado es duradero e ideal para aplicaciones de alta temperatura debido a su excelente resistencia térmica.

Sello

Las válvulas antirretorno de bola suelen utilizar materiales de sellado como goma, elastómeros (como EPDM o NBR) y PTFE (Teflón). La goma y los elastómeros proporcionan flexibilidad y un buen sellado para aplicaciones generales, mientras que el PTFE se utiliza por su resistencia química y capacidad para soportar temperaturas más altas. La elección del material de sellado depende de los requisitos específicos de la aplicación, incluyendo el tipo de medio, la temperatura y las condiciones de presión. Lea nuestro artículo sobre la resistencia química de los materiales para obtener más información sobre la compatibilidad de los materiales de la válvula con diferentes medios utilizados.

Bola

La bola estándar en una válvula antirretorno de bola presenta un núcleo metálico revestido de goma, con la dureza de la goma cuidadosamente optimizada para evitar que la bola se quede atascada en el asiento. Este diseño garantiza un sellado eficaz y un funcionamiento suave.

Especificaciones de la válvula antirretorno de bola

Considere los siguientes factores al elegir una válvula antirretorno de bola:

1. Tamaño de conexión: Haga coincidir el tamaño de la válvula con el tamaño de la tubería existente para un ajuste y sellado adecuados. Las válvulas antirretorno de bola con tamaños de conexión de 1/8 a 3/8 pulgadas están comúnmente disponibles.
2. Temperatura y presión de operación:
   1. Elija materiales de válvula que puedan manejar la temperatura y presión del sistema.
   2. Asegúrese de que la clasificación de presión de la válvula exceda la presión máxima del sistema por seguridad.
   3. Verifique que la clasificación de temperatura de la válvula coincida con el rango de operación del sistema para evitar fallas del material.
   4. Seleccione sellos y asientos que resistan las condiciones específicas de temperatura y presión.
3. Tipos de conexión: Las válvulas antirretorno de bola típicamente tienen diferentes tipos de conexiones roscadas como NPT y BSP. Otros tipos de conexión como bridas, soldadura a tope, soldadas y racores de compresión también se utilizan comúnmente para diversas aplicaciones.

Instalación de válvula antirretorno de bola

Las válvulas antirretorno de tipo bola generalmente se pueden instalar tanto horizontal como verticalmente en un sistema de tuberías. Sin embargo, una válvula antirretorno de bola que se cierra por gravedad sin un resorte debe instalarse verticalmente para asegurar un funcionamiento adecuado. La válvula debe montarse con la rosca exterior hacia arriba para que la gravedad pueda cerrar efectivamente la válvula moviendo la bola hacia el asiento. Sin embargo, una válvula antirretorno tipo Y con un elemento de cierre de bola puede instalarse horizontalmente. La forma constructiva de la válvula tipo Y permite que la bola funcione eficazmente en ambas orientaciones, proporcionando mayor flexibilidad en varias configuraciones de tuberías.

Las pautas generales de instalación para válvulas antirretorno de bola son:

1. Revise la parte interior de la válvula y elimine cualquier partícula extraña presente.
2. Para asegurar el funcionamiento adecuado de la válvula antirretorno de bola, asegúrese de que la bola se mueva libremente empujándola lejos de la superficie de asiento.
3. Inspeccione los extremos de la válvula y asegúrese de que no haya rebabas o bordes elevados que no permitan que la válvula selle durante la operación.
4. Instale la válvula de acuerdo con la dirección del flujo. Un símbolo de flecha en la válvula representa la dirección del flujo de fluido a través de la válvula.

Lea nuestro artículo sobre instalación de válvulas antirretorno para obtener más información sobre la posición de instalación y el proceso para diferentes tipos de válvulas antirretorno.

Nota: Los requisitos de instalación de válvulas de bola pueden variar entre diferentes formas constructivas y fabricantes. Siempre consulte las pautas específicas del fabricante para asegurar una instalación y funcionamiento adecuados de la válvula en el sistema de tuberías.

Ventajas de las válvulas antirretorno de bola

• La bola en una válvula antirretorno de bola es típicamente una bola de acero hueca recubierta con goma elástica, asegurando un sellado hermético y minimizando el daño al sistema de tuberías durante el cierre de la válvula.
• La válvula permite que el agua fluya casi directamente a través del cuerpo de la válvula, resultando en un bajo coeficiente de resistencia, ahorro de energía y una resistencia al flujo de agua estable y mínima, lo que reduce la pérdida hidráulica por la vibración de la bola de goma.
• Las válvulas antirretorno de bola también ofrecen una excelente absorción de impactos y no requieren una alta calidad del agua. Tienen una capacidad de autolimpieza debido al movimiento de la bola, que puede desalojar escombros mientras se mueve dentro de la cámara de la válvula durante el flujo de fluido. Este movimiento ayuda a mantener un paso libre y reduce el riesgo de obstrucciones.
• Las válvulas antirretorno de bola carecen de partes giratorias como ejes y manguitos, eliminando el desgaste en estos componentes. La bola de goma está suspendida libremente y gira uniformemente, asegurando un desgaste uniforme. El diámetro de la bola es casi 1.3 veces el del asiento de la bola, manteniendo un buen sellado y resistencia al desgaste incluso si la capa de goma se desgasta.

Desventajas de las válvulas antirretorno de bola

La principal desventaja de las válvulas antirretorno de bola es su tamaño relativamente grande, que puede ocupar un espacio significativo. Esto puede ser una limitación, especialmente al adaptar válvulas antirretorno en estaciones de bombeo más antiguas donde el espacio es restringido. Además, dado que la bola tiene una larga distancia que recorrer cuando se apaga la bomba, las válvulas antirretorno de bola son propensas a golpear en aplicaciones de alta presión.

Aplicaciones de válvulas antirretorno de bola

Las válvulas antirretorno de bola se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones debido a su forma constructiva simple y efectiva.

• Aplicaciones de aguas residuales: Su diseño de diámetro libre permite un flujo suave y completo, evitando que se acumulen depósitos sólidos y reduciendo el riesgo de que las impurezas se adhieran a la bola giratoria. Esto las hace particularmente adecuadas para aplicaciones de aguas residuales, donde mantener un flujo limpio es esencial.
• Fontanería: En la industria de la fontanería, las válvulas antirretorno de bola son cruciales para asegurar un flujo unidireccional en sistemas de suministro de agua, como aspersores, bombas de sumidero y calentadores de agua. Al prevenir el reflujo, protegen la línea de suministro de posible contaminación.
• Estaciones de bombeo: Las válvulas antirretorno de bola también se utilizan comúnmente en estaciones de bombeo, donde su acción autolimpiante ayuda a mantener el rendimiento y minimizar las necesidades de mantenimiento. Esta característica es particularmente beneficiosa en estaciones que rara vez son atendidas, ya que el mantenimiento típicamente solo se requiere si surgen problemas como ruidos por capacidad insuficiente de la bomba o golpe de ariete.
• Entornos industriales: En entornos industriales, como fábricas que utilizan procesos de moldeo por inyección, las válvulas antirretorno de bola son esenciales para prevenir el retroceso de fluidos de producción. Seleccionar el material de válvula apropiado es crucial en estas aplicaciones para asegurar la compatibilidad con fluidos que no sean agua.
• Dispositivos domésticos: Las válvulas antirretorno de bola se encuentran en dispositivos domésticos como dispensadores de bomba de líquidos, dispositivos de pulverización y jeringas dosificadoras, donde ayudan a controlar el flujo de líquidos. Su versatilidad y fiabilidad las convierten en una opción popular en diversas industrias, incluyendo sistemas de protección contra incendios y de riego.

Lea nuestro artículo sobre aplicaciones de válvulas antirretorno para obtener más información sobre las aplicaciones generales de todos los tipos de válvulas antirretorno.

Solución de problemas de válvulas antirretorno de bola

• Capacidad insuficiente de la bomba: Si la capacidad de la bomba es inadecuada, la bola puede no elevarse correctamente, restringiendo el flujo. En tales casos, considere usar una bola más ligera. Una bola más ligera requiere menos fuerza para ser desplazada de su asiento, permitiendo que la válvula se abra más fácilmente y se adapte a la capacidad de bomba disponible.
• Problemas de golpe de ariete: El golpe de ariete puede ocurrir cuando la bomba se detiene repentinamente, causando una sobrepresión. Para mitigar esto, se puede usar una bola más pesada. Una bola más pesada aumenta la fuerza de cierre, ayudando a absorber el choque y reducir el impacto del golpe de ariete al cerrar la válvula más gradualmente.
• Operación ruidosa: El ruido durante la operación de la válvula puede ser causado por aire atrapado en la tubería del sistema. Asegúrese de que el sistema esté correctamente ventilado para eliminar bolsas de aire. Además, si la válvula está solo parcialmente abierta, puede crear turbulencia y ruido. En tales casos, reemplazar la bola por una más ligera puede ayudar a lograr una apertura completa, reduciendo el ruido.
• Flujo inadecuado: Si la válvula no proporciona el caudal deseado, inspeccione el interior en busca de obstrucciones o materiales extraños que puedan estar bloqueando el paso del flujo. Limpie a fondo la válvula para asegurar que la bola pueda moverse libremente y el flujo no esté obstruido.
• Problemas de reflujo: Una válvula antirretorno de bola está diseñada para prevenir el reflujo. Si ocurre reflujo, indica un problema potencial con el asiento de la válvula o la bola. Desmonte la válvula e inspeccione el asiento y la bola en busca de desgaste, daño o residuos. Repare o reemplace cualquier componente dañado para restaurar el sellado adecuado y prevenir el flujo inverso.

Válvula antirretorno de bola vs válvula antirretorno de clapeta

La Tabla 1 proporciona una visión general de las diferencias entre las válvulas antirretorno de bola y las válvulas antirretorno de clapeta

Tabla 1: Válvula antirretorno de bola vs válvula antirretorno de clapeta

Característica	Válvula antirretorno de bola	Válvula antirretorno de clapeta
Diseño del elemento de cierre	El elemento de cierre es una bola que se eleva a la presión de apertura y retorna por acción de un resorte o gravedad.	El elemento de cierre es un disco que gira sobre un eje o bisagra para restringir o permitir el flujo.
Orientación del flujo	Adecuada para flujo horizontal y vertical, pero algunos modelos como los que no tienen asistencia de resorte deben instalarse verticalmente	Típicamente usada para flujo horizontal
Costo	Más costosa debido al diseño de la bola	Más barata porque usa una clapeta en lugar de una bola. Diferencia de costo significativa en proyectos grandes.
Golpe de ariete	El golpe de ariete se minimiza fácilmente aumentando el tamaño de la bola.	La acción de giro puede aumentar los problemas de golpe de ariete.
Capacidad de flujo y tamaño	La capacidad de flujo se ve obstaculizada por la bola a lo largo del camino del flujo, pero es más compacta y se ajusta a áreas estrechas	Proporciona mayor capacidad de flujo, especialmente con la configuración de bisagra superior, pero requiere más espacio para que el elemento de cierre se abra y cierre

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la función de una válvula antirretorno de bola?

Una válvula antirretorno de bola se utiliza para permitir el paso de fluido solo en una dirección y prevenir el flujo en la dirección inversa.

¿Cuáles son los diferentes tipos de válvulas antirretorno?

Las válvulas antirretorno pueden tener diferentes mecanismos como bola, diafragma, elevación o clapeta para prevenir el reflujo.