1 Punti chiave della selezione della valvola

1.1 Chiarire lo scopo della valvola nell'apparecchiatura o nel dispositivo

Determinare le condizioni di lavoro della valvola: la natura del mezzo applicabile, la pressione di lavoro, la temperatura di lavoro e il metodo di controllo del funzionamento, ecc.;

1.2 Selezionare correttamente il tipo di valvola

La corretta selezione del tipo di valvola si basa sulla piena conoscenza da parte del progettista dell'intero processo produttivo e delle condizioni operative. Nella scelta del tipo di valvola, il progettista deve innanzitutto conoscere le caratteristiche strutturali e le prestazioni di ciascuna valvola;

1.3 Determinare il collegamento finale della valvola

Tra i raccordi filettati, i raccordi flangiati e i raccordi a saldare, i primi due sono i più comunemente utilizzati. Le valvole filettate sono principalmente valvole con un diametro nominale inferiore a 50 mm. Se il diametro è troppo grande, l'installazione e la sigillatura del raccordo risultano molto difficili. Le valvole flangiate sono più comode da installare e smontare, ma sono più pesanti e costose delle valvole filettate, quindi sono adatte per raccordi di tubi di vari diametri e pressioni. I raccordi a saldare sono adatti a condizioni di carico elevato e sono più affidabili dei raccordi flangiati. Tuttavia, è difficile smontare e reinstallare le valvole collegate tramite saldatura, quindi il loro utilizzo è limitato alle occasioni in cui possono funzionare in modo affidabile per lungo tempo, o le condizioni di utilizzo sono difficili e la temperatura è elevata;

1.4 Selezione dei materiali delle valvole

Oltre a considerare le proprietà fisiche (temperatura, pressione) e chimiche (corrosività) del fluido di lavoro, è necessario prestare attenzione alla pulizia del fluido (assenza di particelle solide) nella scelta dei materiali del corpo valvola, delle parti interne e della superficie di tenuta. È inoltre necessario fare riferimento alle normative statali e dell'ente utilizzatore. Una selezione corretta e ragionevole dei materiali della valvola può garantire la durata di vita più economica e le migliori prestazioni della valvola. L'ordine di selezione dei materiali del corpo valvola è: ghisa-acciaio al carbonio-acciaio inossidabile, mentre l'ordine di selezione dei materiali dell'anello di tenuta è: gomma-rame-acciaio legato-F4;

1.5 Altri

Inoltre, è necessario determinare la portata e il livello di pressione del fluido che scorre attraverso la valvola e selezionare la valvola appropriata utilizzando le informazioni esistenti (ad esempio cataloghi di prodotti per valvole, campioni di prodotti per valvole, ecc.).

2 Introduzione alle valvole comuni

Esistono molti tipi di valvole e le varietà sono complesse. I tipi principali sonovalvole a saracinesca, valvole di arresto, valvole a farfalla,valvole a farfalla, valvole a otturatore, valvole a sfera, valvole elettriche, valvole a membrana, valvole di ritegno, valvole di sicurezza, valvole riduttrici di pressione,scaricatori di condensa e valvole di intercettazione di emergenza,tra cui quelle più comunemente utilizzate sono le valvole a saracinesca, le valvole di arresto, le valvole a farfalla, le valvole a maschio, le valvole a farfalla, le valvole a sfera, le valvole di ritegno e le valvole a membrana.

2.1 Valvola a saracinesca

Una valvola a saracinesca è una valvola il cui corpo di apertura e chiusura (piastra valvola) è azionato dallo stelo della valvola e si muove su e giù lungo la superficie di tenuta della sede valvola, che può collegare o interrompere il passaggio del fluido. Rispetto alla valvola di intercettazione, la valvola a saracinesca offre migliori prestazioni di tenuta, minore resistenza al fluido, minore sforzo di apertura e chiusura e offre una certa capacità di regolazione. È una delle valvole di intercettazione più comunemente utilizzate. Gli svantaggi sono le grandi dimensioni, la struttura più complessa rispetto alla valvola di intercettazione, la facile usura della superficie di tenuta e la difficoltà di manutenzione. Generalmente non è adatta per la strozzatura. In base alla posizione della filettatura sullo stelo della valvola a saracinesca, può essere suddivisa in due tipi: a stelo saliente e a stelo nascosto. In base alle caratteristiche strutturali della piastra della saracinesca, può essere suddivisa in due tipi: a cuneo e a parallelo.

2.2 Valvola di arresto

La valvola di intercettazione è una valvola a chiusura verso il basso, in cui le parti di apertura e chiusura (disco della valvola) sono azionate dallo stelo della valvola per muoversi verso l'alto e verso il basso lungo l'asse della sede della valvola (superficie di tenuta). Rispetto alla valvola a saracinesca, offre buone prestazioni di regolazione, scarse prestazioni di tenuta, struttura semplice, facilità di fabbricazione e manutenzione, elevata resistenza ai fluidi e prezzo contenuto. È una valvola di intercettazione comunemente utilizzata, generalmente per tubazioni di medio e piccolo diametro.

2.3 Valvola a sfera

Le parti di apertura e chiusura della valvola a sfera sono sfere con fori passanti circolari, che ruotano insieme allo stelo della valvola per realizzare l'apertura e la chiusura della valvola. La valvola a sfera ha una struttura semplice, una commutazione rapida, un funzionamento pratico, dimensioni ridotte, peso leggero, pochi componenti, bassa resistenza ai fluidi, buona tenuta e facile manutenzione.

2.4 Valvola a farfalla

Ad eccezione del disco valvola, la valvola a farfalla ha sostanzialmente la stessa struttura della valvola di arresto. Il suo disco valvola è un componente di strozzamento e forme diverse presentano caratteristiche diverse. Il diametro della sede valvola non deve essere troppo grande, poiché la sua altezza di apertura è ridotta e la portata del fluido aumenta, accelerando così l'erosione del disco valvola. La valvola a farfalla ha dimensioni ridotte, peso leggero e buone prestazioni di regolazione, ma la precisione di regolazione non è elevata.

2.5 Valvola a otturatore

La valvola a otturatore utilizza un corpo otturatore con un foro passante come parte di apertura e chiusura, e il corpo otturatore ruota insieme allo stelo della valvola per ottenere l'apertura e la chiusura. La valvola a otturatore ha una struttura semplice, apertura e chiusura rapide, facile da usare, bassa resistenza al fluido, pochi componenti e peso leggero. Le valvole a otturatore sono disponibili nelle tipologie a passaggio diretto, a tre e a quattro vie. Le valvole a otturatore a passaggio diretto vengono utilizzate per intercettare il fluido, mentre le valvole a otturatore a tre e a quattro vie vengono utilizzate per cambiare la direzione del fluido o deviarlo.

2.6 Valvola a farfalla

La valvola a farfalla è una piastra a farfalla che ruota di 90° attorno a un asse fisso nel corpo valvola per completare la funzione di apertura e chiusura. La valvola a farfalla è di piccole dimensioni, leggera, semplice nella struttura e composta da pochi componenti.

Può essere aperta e chiusa rapidamente ruotandola di 90° ed è facile da usare. Quando la valvola a farfalla è in posizione completamente aperta, lo spessore della piastra a farfalla è l'unica resistenza quando il fluido scorre attraverso il corpo valvola. Pertanto, la caduta di pressione generata dalla valvola è molto ridotta, quindi ha buone caratteristiche di controllo del flusso. Le valvole a farfalla si dividono in due tipi di tenuta: tenuta morbida elastica e tenuta rigida metallica. Per le valvole a tenuta elastica, l'anello di tenuta può essere incorporato nel corpo valvola o fissato alla periferia della piastra a farfalla. Ha buone prestazioni di tenuta e può essere utilizzato per la strozzatura, così come per tubazioni a vuoto medio e fluidi corrosivi. Le valvole con guarnizioni metalliche hanno generalmente una durata maggiore rispetto alle valvole con guarnizioni elastiche, ma è difficile ottenere una tenuta completa. Sono solitamente utilizzate in situazioni in cui portata e caduta di pressione variano notevolmente ed è richiesta una buona capacità di strozzatura. Le guarnizioni metalliche possono adattarsi a temperature di esercizio più elevate, mentre le guarnizioni elastiche hanno il difetto di essere limitate dalla temperatura.

2.7 Valvola di ritegno

Una valvola di ritegno è una valvola che può impedire automaticamente il riflusso del fluido. Il disco della valvola di ritegno si apre sotto l'azione della pressione del fluido e il fluido scorre dal lato di ingresso al lato di uscita. Quando la pressione sul lato di ingresso è inferiore a quella sul lato di uscita, il disco della valvola si chiude automaticamente sotto l'azione di fattori quali la differenza di pressione del fluido e la propria gravità, impedendo il riflusso del fluido. A seconda della forma strutturale, si dividono in valvole di ritegno a sollevamento e valvole di ritegno a battente. La valvola di ritegno a sollevamento offre una tenuta migliore rispetto alla valvola di ritegno a battente e una maggiore resistenza al fluido. Per la porta di aspirazione del tubo di aspirazione della pompa, è necessario selezionare una valvola di fondo. Le sue funzioni sono: riempire d'acqua il tubo di ingresso della pompa prima di avviare la pompa; mantenere il tubo di ingresso e il corpo pompa pieni d'acqua dopo l'arresto della pompa in preparazione del riavvio. La valvola di fondo è generalmente installata solo sul tubo verticale all'ingresso della pompa e il fluido scorre dal basso verso l'alto.

2.8 Valvola a membrana

La parte di apertura e chiusura della valvola a membrana è una membrana di gomma, inserita tra il corpo della valvola e il coperchio della valvola.

La parte sporgente della membrana è fissata allo stelo della valvola e il corpo valvola è rivestito in gomma. Poiché il fluido non penetra nella cavità interna del coperchio della valvola, lo stelo della valvola non necessita di premistoppa. La valvola a membrana ha una struttura semplice, buone prestazioni di tenuta, facile manutenzione e bassa resistenza al fluido. Le valvole a membrana si dividono in valvole a stramazzo, a passaggio diretto, ad angolo retto e a corrente continua.

3 Istruzioni comuni per la selezione delle valvole

3.1 Istruzioni per la selezione della valvola a saracinesca

In genere, le valvole a saracinesca devono essere selezionate per prime. Oltre a vapore, olio e altri fluidi, le valvole a saracinesca sono adatte anche per fluidi contenenti solidi granulari e ad alta viscosità, e sono adatte per valvole di sfiato e sistemi a basso vuoto. Per fluidi con particelle solide, il corpo della valvola a saracinesca dovrebbe avere uno o due fori di spurgo. Per fluidi a bassa temperatura, è necessario selezionare una valvola a saracinesca speciale per basse temperature.

3.2 Istruzioni per la selezione della valvola di arresto

La valvola di intercettazione è adatta a condotte con bassi requisiti di resistenza al fluido, ovvero in cui la perdita di pressione non è considerata elevata, nonché a condotte o dispositivi con fluidi ad alta temperatura e alta pressione. È adatta a condotte per vapore e altri fluidi con DN < 200 mm; le valvole di piccole dimensioni possono utilizzare valvole di intercettazione, come valvole a spillo, valvole per strumenti, valvole di campionamento, valvole per manometri, ecc.; le valvole di intercettazione hanno una regolazione della portata o della pressione, ma la precisione di regolazione non è elevata e il diametro della condotta è relativamente piccolo, pertanto è consigliabile scegliere valvole di intercettazione o valvole a farfalla; per fluidi altamente tossici, è consigliabile scegliere valvole di intercettazione con tenuta a soffietto; tuttavia, le valvole di intercettazione non devono essere utilizzate per fluidi ad alta viscosità e fluidi contenenti particelle facilmente precipitabili, né devono essere utilizzate come valvole di sfiato e valvole per sistemi a basso vuoto.

3.3 Istruzioni per la selezione della valvola a sfera

Le valvole a sfera sono adatte per fluidi a bassa temperatura, alta pressione e alta viscosità. La maggior parte delle valvole a sfera può essere utilizzata in fluidi con particelle solide in sospensione e può essere utilizzata anche per fluidi in polvere e granulari, a seconda dei requisiti del materiale della tenuta; le valvole a sfera a canale pieno non sono adatte alla regolazione del flusso, ma sono adatte per situazioni che richiedono un'apertura e una chiusura rapide, il che è utile per l'interruzione di emergenza in caso di incidenti; le valvole a sfera sono generalmente consigliate per condotte con elevate prestazioni di tenuta, usura, restringimento dei canali, apertura e chiusura rapide, interruzione ad alta pressione (elevata differenza di pressione), bassa rumorosità, fenomeni di gassificazione, bassa coppia di azionamento e bassa resistenza al fluido; le valvole a sfera sono adatte per strutture leggere, interruzione a bassa pressione e fluidi corrosivi; le valvole a sfera sono anche le valvole più ideali per fluidi a bassa temperatura e molto freddi. Per sistemi di condotte e dispositivi per fluidi a bassa temperatura, è consigliabile scegliere valvole a sfera per basse temperature con coperchi valvola; quando si utilizzano valvole a sfera flottanti, il materiale della sede della valvola deve supportare il carico della sfera e del fluido di lavoro. Le valvole a sfera di grande diametro richiedono una forza maggiore durante il funzionamento e le valvole a sfera DN≥200mm dovrebbero utilizzare una trasmissione a vite senza fine; le valvole a sfera fisse sono adatte per applicazioni con diametri maggiori e pressioni più elevate; inoltre, le valvole a sfera utilizzate per condotte di materiali di processo altamente tossici e fluidi infiammabili dovrebbero avere strutture ignifughe e antistatiche.

3.4 Istruzioni per la selezione della valvola a farfalla

Le valvole a farfalla sono adatte per applicazioni con basse temperature medie e alte pressioni e sono adatte per componenti che necessitano di regolare portata e pressione. Non sono adatte per fluidi ad alta viscosità e contenenti particelle solide, né per valvole di isolamento.

3.5 Istruzioni per la selezione della valvola a otturatore

Le valvole a maschio sono adatte per applicazioni che richiedono apertura e chiusura rapide. Generalmente non sono adatte al vapore e ai fluidi ad alta temperatura. Sono utilizzate per fluidi a bassa temperatura e alta viscosità e sono adatte anche per fluidi con particelle in sospensione.

3.6 Istruzioni per la selezione della valvola a farfalla

Le valvole a farfalla sono adatte per applicazioni con diametri elevati (come DN﹥600 mm) e requisiti di lunghezza strutturale ridotta, nonché per applicazioni che richiedono regolazione del flusso e apertura e chiusura rapide. Sono generalmente utilizzate per fluidi come acqua, olio e aria compressa con temperature ≤80 °C e pressioni ≤1,0 MPa; poiché le valvole a farfalla presentano una perdita di carico relativamente elevata rispetto alle valvole a saracinesca e alle valvole a sfera, sono adatte a sistemi di tubazioni con requisiti di perdita di carico ridotti.

3.7 Istruzioni per la selezione della valvola di ritegno

Le valvole di ritegno sono generalmente adatte per fluidi puliti e non sono adatte per fluidi contenenti particelle solide e ad alta viscosità. Per DN≤40 mm, si consiglia di utilizzare una valvola di ritegno a sollevamento (installabile solo su tubazioni orizzontali); per DN＝50～400 mm, si consiglia di utilizzare una valvola di ritegno a sollevamento a battente (installabile sia su tubazioni orizzontali che verticali. Se installata su una tubazione verticale, la direzione del flusso del fluido deve essere dal basso verso l'alto); per DN≥450 mm, si consiglia di utilizzare una valvola di ritegno a tampone; per DN＝100～400 mm, è possibile utilizzare anche una valvola di ritegno wafer; la valvola di ritegno a battente può essere realizzata per pressioni di esercizio molto elevate, con una pressione di PN che può raggiungere i 42 MPa, e può essere applicata a qualsiasi fluido e a qualsiasi intervallo di temperatura di esercizio, a seconda dei diversi materiali del mantello e delle guarnizioni. Il mezzo può essere acqua, vapore, gas, mezzo corrosivo, olio, medicinali, ecc. La temperatura di esercizio del mezzo è compresa tra -196 e 800 °C.

3.8 Istruzioni per la selezione della valvola a membrana

Le valvole a membrana sono adatte per olio, acqua, fluidi acidi e fluidi contenenti sostanze sospese con temperatura di esercizio inferiore a 200 °C e pressione inferiore a 1,0 MPa, ma non per solventi organici e forti ossidanti. Le valvole a membrana a stramazzo sono adatte per fluidi granulari abrasivi. Per la selezione delle valvole a membrana a stramazzo, consultare la tabella delle caratteristiche di portata. Le valvole a membrana a passaggio diretto sono adatte per fluidi viscosi, fanghi di cemento e fluidi sedimentari. Salvo requisiti specifici, le valvole a membrana non devono essere utilizzate su tubazioni e apparecchiature per vuoto.