Nell’installazione di valvole a sfera, componenti versatili e molto diffusi negli impianti, è importante osservare alcune regole generali.
Valvole: caratteristiche e utilizzo
Le valvole consentono la parzializzazione o l’intercettazione del flusso di un liquido in una tubazione mediante lo spostamento di un otturatore all’interno del corpo della valvola, dovuto all’effetto di un azionamento. Le valvole a sfera prendono il nome dalla forma del loro otturatore, una sfera, appunto, che può essere opportunamente sagomata.
Per scegliere una valvola bisogna considerare i seguenti parametri:
- tipo di fluido da regolare
- presenza di impurità o di particelle solide
- tipo di regolazione (di tipo “on-off” oppure modulante)
- il controllo (manuale o automatico)
In base alla funzione all’interno della tubazione, le valvole possono essere invece distinte in:
- Valvole di regolazione: Controllano la portata del fluido
- Valvole di intercettazione: Bloccano o deviano il flusso all’interno della tubazione
- Valvole di Sicurezza: aprono automaticamente o con strumenti passivi per evitare rotture
- Valvole di ritegno: impongono al liquido di muoversi in una sola direzione.
Installazione di una valvola lungo una tubazione
L’inserimento di una valvola lungo una condotta può essere:
- con valvola a via diritta: l’attacco di monte e di valle sono allineati
- con valvola a squadra: quando i due attacchi sono tra loro perpendicolari
- con valvola a tre vie: quando la corrente in arrivo deve essere derivata secondo due direzioni diverse.
Per definire la posizione nella quale installare la valvola bisogna tenere presenti alcune regole empiriche:
A seconda delle configurazioni dei circuiti è necessario tenere una certa distanza tra le varie apparecchiature e i diversi elementi (come per esempio curve, pezzi speciali ecc.).
Nel caso, ad esempio, che la valvola venga posizionata a valle di un elemento “perturbatore” (Curve,Pezzi speciali Pompe, compressori, altre valvole ecc.. ), la distanza da prevedere è di solito pari ad almeno 6 x DN (diametro nominale); se viceversa la valvola viene posizionata a monte dell’elemento perturbatore, la distanza può essere ridotta fino a 2 x DN .
Negli esempi che seguono sono riportate delle condotte posizionate in orizzontale e con vista dall’alto:
Una volta determinata la posizione, è necessario provvedere all’attacco: in molti casi le estremità sono filettate e il tubo viene collegato direttamente alla valvola mediante accoppiamento filettato conico.
Un’altra possibilità è il collegamento tramite estremità flangiate (a flange fisse o libere), realizzate secondo le principali normative di riferimento; in questo caso abbiamo una maggior facilità di manutenzione e sostituzione in caso di necessità.
Valvole a sfera: utilizzo e costruzione
Le valvole sono le valvole a sfera (ball valve) vengono utilizzate per l’intercettazione, la deviazione o, più recentemente, la regolazione di fluidi praticamente in tutti gli impianti chimici, petrolchimici, nelle raffinerie, negli impianti di produzione di energia e in quelli domestici.
L’organo di intercettazione/regolazione è una “sfera” che ha all’interno un foro di passaggio: quando questo è allineato con l’asse della valvola, consente il passaggio del fluido.
La tenuta è solitamente realizzata a mezzo di due guarnizioni circolari leggermente più grandi del foro di passaggio opportunamente sagomate per garantire un perfetto contatto con la superficie della sfera e montate nel corpo valvola.
Le valvole a sfera sono dispositivi affidabili, che hanno una vita utile sufficientemente lunga per garantire il buon funzionamento di un impianto, grazie anche alla loro semplicità costruttiva che non è un limite, ma un pregio.
Solitamente, ma non sempre, vengono utilizzate per la loro funzione on/off; una valvola a sfera a passaggio pieno ha il vantaggio di presentare una perdita di carico piuttosto bassa, e comunque uguale a quella del tubo se la valvola è completamente aperta, il che rappresenta un vantaggio.
Il sistema di azionamento di una valvola a sfera automatica si definisce attuatore e trasforma il segnale del sistema di controllo nell’azione del comando della valvola, determinando l’apertura o chiusura dell’otturatore: i più diffusi sono pneumatici (a semplice o doppio effetto) o elettromagnetici o elettrici.
A seconda dell’applicazione alla quale sono destinate, le valvole possono essere realizzate con materiali (PVC, PP e PVDF) in grado di resistere anche ad agenti aggressivi contenuti nel fluido di movimentazione.
La termoregolazione di un impianto tramite valvola di regolazione
La funzione di questo tipo di valvola è assicurare all’uscita o all’ingresso di un macchinario una soglia di temperatura costante già prefissata. L’uso più frequente è quello per la regolazione della temperatura dell’acqua di raffreddamento o dell’olio lubrificante ai motori, riduttori, compressori etc.
- Il sensore di temperatura comunica alla valvola la temperatura del fluido raffreddato.
- La valvola conosce la temperatura (chiamiamola tiepida) a cui deve mantenere il fluido raffreddato
- Arriva il fluido (caldo) da raffreddare e la valvola decide se tutta la portata deve essere mandata al refrigerante oppure se parte del liquido in entrata (caldo) deve essere mescolato con quello refrigerante in uscita (freddo) per ottenere il fluido tiepido.
Quando viene a mancare l’alimentazione elettrica o quella pneumatica, la valvola si posiziona automaticamente, solitamente con una molla, in modo che tutto il flusso passi attraverso il refrigerante.
Il trattamento delle acque reflue: impiego delle valvole a sfera
Un’altra applicazione tipica sono gli impianti di trattamento acque reflue. Gli impianti di questo tipo devono movimentare e regolare grandi volumi di liquido e per questo le valvole a sfera sono impiegate in vari punti dell’impianto: gestione dei serbatoi, dosaggio di additivi, gestione delle sostanze chimiche usate nel trattamento.
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