Valvole a globoDa 200 anni le valvole a globo sono un elemento fondamentale nel controllo dei fluidi e si trovano ormai ovunque. Tuttavia, in alcune applicazioni, le valvole a globo possono essere utilizzate anche per gestire l'arresto totale del flusso di fluido. Le valvole a globo sono tipicamente impiegate per controllare il flusso dei fluidi. Esempi di valvole a globo on/off e modulanti si possono osservare all'esterno di case ed edifici commerciali, dove le valvole sono frequentemente installate.

Il vapore e l'acqua erano essenziali per la Rivoluzione Industriale, ma queste sostanze potenzialmente pericolose dovevano essere tenute sotto controllo.valvola realeÈ la prima valvola necessaria per svolgere efficacemente questo compito. Il design della valvola a globo ebbe un tale successo e fu così apprezzato che portò la maggior parte dei principali produttori di valvole tradizionali (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman e Jenkins) a ottenere i loro primi brevetti.

valvole a saracinescaLe valvole a disco sono progettate per essere utilizzate sia in posizione completamente aperta che completamente chiusa, mentre le valvole a globo possono essere utilizzate come valvole di blocco o di isolamento, ma sono progettate per essere parzialmente aperte per controllare il flusso durante la regolazione. È necessario prestare attenzione nelle scelte progettuali quando si utilizzano valvole a globo per valvole di isolamento e on-off, poiché è difficile mantenere una tenuta ermetica con una notevole pressione sul disco. La forza del fluido contribuirà a ottenere una tenuta positiva e semplificherà la tenuta quando il fluido scorre dall'alto verso il basso.

Le valvole a globo sono perfette per le applicazioni di controllo del flusso grazie alla loro funzione di regolazione, che consente una regolazione estremamente precisa tramite posizionatori e attuatori collegati al corpo e allo stelo della valvola. Eccellono in numerose applicazioni di controllo dei fluidi e in questi ambiti vengono definite "elementi di controllo finali".

percorso di flusso indiretto

La valvola a globo è anche conosciuta come valvola a globo per via della sua forma rotonda originale, che ancora oggi cela la natura insolita e tortuosa del percorso di flusso. Con i suoi canali superiore e inferiore dentellati, una valvola a globo completamente aperta presenta ancora un attrito o una barriera significativa al flusso del fluido, a differenza di una valvola a saracinesca o a sfera completamente aperta. L'attrito del fluido causato dal flusso inclinato rallenta il passaggio attraverso la valvola.

Il coefficiente di flusso, o "Cv", di una valvola viene utilizzato per calcolare la portata che la attraversa. Le valvole a saracinesca presentano una resistenza al flusso estremamente ridotta quando sono in posizione aperta, pertanto il valore di Cv sarà sostanzialmente diverso per una valvola a saracinesca e una valvola a globo delle stesse dimensioni.

Il disco o tappo, che funge da meccanismo di chiusura della valvola a globo, può essere realizzato in diverse forme. La portata attraverso la valvola può variare significativamente in base al numero di giri dello stelo quando la valvola è aperta, modificando la forma del disco. Il design a disco curvo, più comune o "tradizionale", è utilizzato nella maggior parte delle applicazioni perché si adatta meglio, rispetto ad altri design, a uno specifico movimento (rotazione) dello stelo della valvola. I dischi a V sono adatti a tutte le dimensioni di valvole a globo e sono progettati per una regolazione precisa del flusso a diverse percentuali di apertura. La regolazione assoluta del flusso è l'obiettivo dei dischi ad ago, tuttavia questi sono spesso disponibili solo in diametri più piccoli. Un inserto morbido ed elastico può essere inserito nel disco o nella sede quando è richiesta una chiusura completa.

guarnizione della valvola a globo

La vera chiusura tra i componenti di una valvola a globo è garantita dal cursore. La sede, il disco, lo stelo, la sede posteriore e, occasionalmente, la bulloneria che collega lo stelo al disco costituiscono le guarnizioni di una valvola a globo. Le buone prestazioni e la durata di qualsiasi valvola dipendono dalla progettazione e dalla scelta dei materiali delle guarnizioni, ma le valvole a globo sono più vulnerabili a causa dell'elevato attrito del fluido e dei percorsi di flusso complessi. La velocità e la turbolenza del fluido aumentano man mano che la sede e il disco si avvicinano. A causa della natura corrosiva del fluido e dell'aumento della velocità, è possibile danneggiare le guarnizioni della valvola, il che aumenterà drasticamente le perdite quando la valvola è chiusa. Il termine "stringing" si riferisce a un difetto che a volte si manifesta come piccole scheggiature sulla sede o sul disco. Quella che inizialmente è una piccola perdita potrebbe ingrandirsi e trasformarsi in una perdita significativa se non viene riparata tempestivamente.

L'otturatore delle valvole a globo in bronzo di dimensioni più piccole è spesso realizzato nello stesso materiale del corpo, o occasionalmente in una lega più robusta simile al bronzo. Il materiale più comune per il cursore delle valvole a globo in ghisa è il bronzo. IBBM, o "Corpo in ferro, montaggio in bronzo", è il nome di questo tipo di finitura in ferro. Sono disponibili molti materiali diversi per le finiture delle valvole in acciaio, ma spesso uno o più elementi di finitura sono realizzati in acciaio inossidabile martensitico serie 400. Inoltre, vengono impiegati materiali duri come la stellite, gli acciai inossidabili serie 300 e leghe di rame-nichel come il Monel.

Esistono tre modalità fondamentali per le valvole a globo. La forma a "T", con lo stelo perpendicolare al flusso del tubo, è la più comune.
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Analogamente a una valvola a T, una valvola ad angolo ruota il flusso al suo interno di 90 gradi, fungendo sia da dispositivo di controllo del flusso che da gomito a 90 gradi per tubazioni. Negli impianti petroliferi e del gas, le valvole a globo ad angolo sono il tipo di valvola di regolazione finale del flusso ancora frequentemente utilizzata sulla sommità delle caldaie.
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Il design a "Y", che rappresenta il terzo tipo di valvola, è concepito per ottimizzare le prestazioni nelle applicazioni on/off, riducendo al contempo la turbolenza del flusso all'interno del corpo valvola. Il coperchio, lo stelo e il disco di questo tipo di valvola a globo sono angolati tra i 30 e i 45 gradi per rendere il percorso del flusso più rettilineo e ridurre l'attrito del fluido. Grazie alla riduzione dell'attrito, la valvola è meno soggetta a danni da erosione e le caratteristiche di flusso complessive dell'impianto idraulico risultano migliorate.