Una valvola è un dispositivo meccanico che controlla il flusso e la pressione in un sistema o processo. Sono una parte importante del sistema di tubazioni per il trasporto di liquidi, gas, vapore, fanghi, ecc. Sono disponibili diversi tipi di valvole: valvole a saracinesca, valvole a sfera, valvole a sfera, valvole a farfalla, valvole di ritegno, valvole a membrana, valvole a pizzico, valvole di riduzione della pressione, valvole di controllo, ecc. Ognuno di questi tipi ha molti modelli, ognuno con caratteristiche e capacità diverse. Alcune valvole sono azionate automaticamente, mentre altre sono azionate manualmente o tramite attuatori o pneumatici o idraulici.
Le funzioni della valvola sono: interrompere e avviare il flusso, ridurre o aumentare la portata, controllare la direzione del flusso, regolare il flusso o la pressione di processo e rilasciare una determinata pressione dal sistema di tubazioni.
Esistono molti design, tipi e modelli di valvole con un'ampia gamma di applicazioni industriali. Tutte le funzioni di cui sopra sono soddisfatte. Le valvole sono articoli costosi ed è importante specificare la valvola corretta per la funzione e deve essere costruita con i materiali corretti utilizzati per gestire i liquidi.
Indipendentemente dal tipo, tutte le valvole hanno i seguenti componenti di base: corpo, cappello, trim (elementi interni), attuatore e guarnizione. I componenti di base della valvola sono mostrati nella figura sottostante.
Corpo valvola
Il corpo valvola, a volte indicato come alloggiamento, è il confine primario di una valvola di pressione. È l'elemento principale del gruppo valvola perché è il telaio che tiene insieme tutte le parti.
Il corpo valvola è il primo limite di pressione della valvola e resiste al carico di pressione del fluido dei tubi collegati. Riceve tubi di ingresso e di uscita tramite giunti filettati, imbullonati o saldati.
La sezione terminale del corpo è progettata per collegare la valvola a un tubo o all'ugello di un'apparecchiatura tramite diversi tipi di connessioni terminali, come saldature di testa o a tasca, filettature o flange.
Il corpo valvola è fuso o forgiato in varie forme e ogni componente ha una funzione specifica ed è costruito con materiali adatti a tale funzione.
Coperchio valvola
La copertura dell'apertura del corpo valvola è il cappuccio, che è il secondo confine più importante della valvola di pressione. Come il corpo valvola, il bonnet è disponibile in molti design e modelli.
Il bonnet funge da tappo sul corpo valvola ed è fuso o forgiato dallo stesso materiale del corpo valvola. Di solito è attaccato al corpo principale tramite giunti filettati, imbullonati o saldati. Nel processo di fabbricazione delle valvole, parti interne come steli, dischi, ecc. vengono inserite nel corpo valvola, quindi il bonnet viene collegato per tenere insieme tutte le parti.
In tutti i casi, la connessione del cofano al corpo è considerata il limite di pressione. Ciò significa che i giunti saldati o i bulloni che collegano il cofano al corpo valvola sono parti che mantengono la pressione. I cofani delle valvole, sebbene una necessità per la maggior parte delle valvole, hanno attirato l'attenzione. I cofani possono complicare la fabbricazione delle valvole, aumentare le dimensioni delle valvole, rappresentare una parte significativa del costo della valvola e sono una fonte di potenziali perdite.
Rifiniture delle valvole
Le parti interne della valvola rimovibili e sostituibili che entrano in contatto con il fluido che scorre sono collettivamente denominate trim. Questi componenti includono sedi, dischi, premistoppa, guarnizioni, guide, boccole e molle interne. Anche il corpo della valvola, il cappello, la guarnizione, ecc. sono a contatto con il fluido che scorre e non sono considerati trim.
Le prestazioni di regolazione della valvola dipendono dall'interfaccia tra disco e sede e dalla posizione del disco rispetto alla sede. Il movimento di base e il controllo del flusso sono possibili grazie alla decorazione. In un design di trim a movimento rotatorio, il disco scorre strettamente attraverso la sede per creare una modifica nell'apertura del flusso. In un design di trim sportivo lineare, il disco si solleva verticalmente allontanandosi dalla sede, creando un foro circolare.
Le parti di trim della valvola possono essere costruite con una varietà di materiali, poiché sono richieste proprietà diverse per resistere a forze e condizioni diverse. Le boccole e la guarnizione di tenuta non sono soggette alle stesse forze e condizioni dei dischi e delle sedi.
Le caratteristiche del mezzo di flusso, la composizione chimica, la pressione, la temperatura, la portata, la velocità e la viscosità sono alcune delle considerazioni importanti per la scelta del materiale decorativo giusto. Il materiale di finitura può essere o meno lo stesso materiale del corpo o del cofano.
Disco valvola
Un disco è la parte che consente, limita o interrompe il flusso, a seconda della sua posizione. Nel caso di una valvola a tappo o a sfera, il disco è chiamato tappo o sfera. Il disco è il terzo confine di pressione principale più importante. Con la valvola chiusa, la pressione dell'intero sistema viene esercitata sul disco, pertanto il disco è un componente dipendente dalla pressione.
I dischi sono solitamente forgiati e, in alcuni modelli, hanno una superficie dura per fornire una buona resistenza all'usura. La maggior parte delle valvole prende il nome dal modello dei loro dischi.
Posto a sedere
La sede o l'anello di tenuta fornisce la superficie di sede per il disco. La valvola può avere una o più sedi. Nel caso di valvole di ritegno sferiche o a snodo, di solito c'è una sede che forma una tenuta con il disco per interrompere il flusso. Nel caso di valvole a saracinesca, ci sono due sedi;
Uno è sul lato a monte e l'altro è sul lato a valle. Il disco della valvola a saracinesca ha due superfici di sede che sono a contatto con la sede per formare una tenuta che arresta il flusso.
Per migliorare la resistenza all'usura dell'anello di tenuta, la superficie viene solitamente indurita tramite saldatura e quindi lavorazione della superficie di contatto dell'anello di tenuta. Quando la valvola è chiusa, è necessaria una finitura superficiale fine dell'area di seduta per una buona tenuta. Gli anelli di tenuta non sono generalmente considerati componenti di confine di pressione perché il corpo ha uno spessore di parete sufficiente a resistere alle pressioni di progetto e non dipende dallo spessore dell'anello di tenuta.