Tipos de válvulas de cierre y principio de funcionamiento. Tipos de válvulas de hierro fundido y sus áreas de aplicación Válvulas de cuña

Hola queridos lectores. Probablemente todo el mundo haya experimentado una rotura en el oleoducto. Además, esto sucedió con mayor frecuencia en los lugares donde se instaló la llamada válvula de cuña. ¿Lo que es?

Diámetros y dimensiones

Las dimensiones generales y de instalación de las válvulas de cuña están determinadas por GOST y TU y difieren para productos fabricados con diferentes materiales para diferentes propósitos. Así, para los productos 30ch925brM y 30ch39r los parámetros se dan en la tabla.

La gama de modelos de válvulas de compuerta de cuña incluye productos con un diámetro nominal (diámetro nominal de la abertura de paso) de 15...2000 mm.

Fabricantes y precios medios.

Entre los fabricantes podemos distinguir las siguientes empresas nacionales y extranjeras (cercanas al exterior):

• Agrokomplekt, JSC (Rusia, Podolsk);
• Armalit, OJSC (Rusia, San Petersburgo);
• Planta de refuerzo Blagoveshchensk, JSC (Rusia, Blagoveshchensk);
• Budava, JSC (Lituania, Kaunis);
• Planta de elementos de tubería, JSC (Rusia, Bolshoi Istok);
• Planta de refuerzo Ivano-Frankivsk, JSC (Ucrania, Ivano-Frankovsk);
• IKAR, Planta de accesorios para tuberías de Kurgan, LLC (Rusia, Kurgan);
• InterArm, grupo de empresas (Rusia, Moscú).

Para las válvulas de compuerta fabricadas con metales ferrosos, el índice de precios para los fabricantes indicados es 1,9777 rublos/+12,90% (según Infogeo.ru).

Para los fabricantes extranjeros (Tecofi, HAWLE, BRANDONI, UKSPAR y otros) los precios oscilan entre 800...170.000 rublos, según la marca, las características y la finalidad del producto.

Instalación

Reglas básicas para montar e instalar una válvula de cuña:

• verificar primero la idoneidad del producto para la instalación según las características técnicas y el rendimiento real;
• monitorear la posición parcialmente abierta del obturador durante el proceso;
• si el diámetro nominal del dispositivo es superior a 100 mm, utilice soportes adicionales;
• Para mover el producto utilizando equipos de elevación y transporte, asegúrelo únicamente a las orejetas de montaje;
• para instalación subterránea, disponga una base de tierra apisonada sin fracciones afiladas, el espesor de la base para el tendido de comunicaciones sin canales es de al menos 200 mm;
• Después de la instalación, verifique la operabilidad de la sección de la tubería, primero a la presión mínima, luego a la presión nominal y máxima permitida. Durante la prueba, la persiana debe estar completamente bajada o subida.

La selección de juntas para conectar las bridas de la válvula a la brida de la tubería debe realizarse de acuerdo con los requisitos.

Las fuerzas permitidas al apretar las tuercas se indican en la tabla "Pares de apriete para tuercas hexagonales de la conexión de brida".

Para una mejor comprensión del proceso de instalación, control y conexión, se presenta un video sobre la instalación de una válvula con un diámetro nominal grande en un pozo subterráneo de servicios públicos.

La válvula de cuña juega un papel importante para garantizar el funcionamiento confiable de las tuberías que facilitan el movimiento de diversos medios. El mecanismo del dispositivo y el método de funcionamiento son altamente eficientes y funcionales.

¿Qué es una válvula de cuña?

Los accesorios para tuberías se utilizan ampliamente en la organización de procesos tecnológicos, el funcionamiento de sistemas de energía y complejos de procesamiento. Las válvulas de cuña son un tipo de válvula que presenta algunas características técnicas.

Las monturas de los elementos de bloqueo están ubicadas en ángulo y las cerraduras son una cuña, que está hecha de tal manera que satisfaga mejor las necesidades tecnológicas de la tubería. Pueden ser rígidos, elásticos o de doble disco.

En cualquier caso, al ajustar, las cuñas encajan perfectamente en el espacio entre los asientos y cierran de forma fiable la trayectoria del movimiento del producto bombeado. El tipo de cuña se selecciona en función de los requisitos técnicos del sistema de transporte medio utilizado.

Tipos de válvulas

• Una válvula de brida es el tipo más común de válvula de cierre y se usa ampliamente en sistemas de tuberías con un diámetro de hasta dos mil milímetros. Se utilizan tanto en la industria como en viviendas y tuberías comunitarias que proporcionan a los residentes calefacción, agua, gas y eliminación de aguas residuales. Al mismo tiempo, pueden garantizar un movimiento de alta calidad de productos derivados del petróleo, vapor, líquidos u otros medios con una presión de hasta 25 MPa y un límite superior de temperatura de 565 grados Celsius. La válvula de compuerta con brida tiene una reputación de control y control confiable y eficiente.
• La válvula de compuerta no está destinada a regular el flujo del medio transportado. Solo puede estar en dos posiciones: abierto o cerrado y se instala en tuberías horizontales. Las válvulas están disponibles con husillos ascendentes o no ascendentes. Además, los expertos los distinguen por el método de fijación, mediante conexiones con bridas o sin bridas. Las características de diseño incluyen un dial de control especial que garantiza una rápida subida o bajada de la varilla de trabajo. El bloqueo del flujo de movimiento en el medio ambiente se consigue mediante retenes y sellos de aceite especiales.
• Las válvulas paralelas tienen un diseño similar a las válvulas de cuña. La principal diferencia es la presencia de discos paralelos, que garantizan un cierre fiable del acceso al material bombeado a través de la tubería. Un diseño bastante simple permite dotar a la tubería de accesorios de alta calidad a un precio mínimo, garantizando al mismo tiempo la durabilidad y eficiencia del sistema en su conjunto. Dado que tiene una resistencia hidráulica mínima, es el elemento principal para ajustar las tuberías principales de vivienda y servicios comunales.
• La válvula de manguera garantiza el funcionamiento de tuberías que transportan diversos medios. Permite bloquear de forma rápida y eficaz el movimiento de líquido, vapor o combustible y se conecta a las tuberías mediante conexiones bridadas. El mecanismo es una caja metálica con dispositivos de presión y tubos especiales ubicados en su interior, que garantizan el funcionamiento confiable de la tubería que suministra combustible, vapor o agua. La temperatura del medio bombeado no debe exceder los 170 grados Celsius y la presión no debe exceder los 1,6 MPa.

Una válvula de cuña es un tipo de accesorio tipo tubería diseñado para el ajuste fino de la fuerza y ​​la condición del medio en la tubería. Los caudales se pueden regular a cualquier nivel, desde pequeñas tuberías en el sistema de suministro de agua de una casa privada hasta grandes ramas industriales.

De hecho, gracias a su movilidad y practicidad, las válvulas se han vuelto muy populares. Hablemos de ellos ahora.

Contenido del artículo

Caracteristicas de diseño

Hay muchas válvulas en la industria moderna, así como sus variedades. Hay modelos estándar, con cuña recortada o engomada, angulares, etc.

Todos tienen sus diferencias, pero hay pocas, pero hay muchos más aspectos en común.

La válvula tipo cuña consta de:

1. Casos.
2. Mecanismo de bloqueo de cuña.
3. Focas.
4. Válvula.
5. Accionamiento de transmisión de fuerza.

El cuerpo del dispositivo prácticamente no se diferencia del de las válvulas, que son mucho más comunes y conocidas por sus características de diseño.

La única diferencia importante es la expansión en el área debajo de la válvula, donde se encuentra la cuña mientras la válvula está en posición abierta. Se trata de una especie de compartimento para guardar el elemento de bloqueo.

Es imposible evitar tales trucos porque, a diferencia de las válvulas convencionales, no es necesario simplemente cerrarlas de una posición extrema a otra.

La cuña es el principal elemento diferenciador, es. Se utiliza como mecanismo de bloqueo básico. La ventaja de los accesorios de cierre de cuña y cuña, incluidas las válvulas, es la posibilidad de instalarlos fácilmente en cualquier posición.

Una válvula convencional abre el flujo o lo cierra. El elemento de bloqueo que contiene son sus análogos. El elemento de bloqueo no se puede girar hasta la posición semiabierta.

Otra cosa es el mecanismo de cuña. En él, la cuña está ubicada de manera que la fuerza del flujo y la presión en el sistema no lo afecten de ninguna manera. Con este tipo de elemento de cierre podemos, por ejemplo, reducir el caudal a la mitad, reduciendo en un 50 por ciento la cantidad de líquido del otro lado.

Además, la cuña puede permanecer en la posición intermedia todo el tiempo que necesites. No hay ningún impacto negativo en el mecanismo.

Para que la estructura no gotee, todo los puntos débiles están equipados con juntas de goma. Se presta especial atención a los soportes de las cuñas y a la propia cuña. Por lo tanto, su parte de sillín se considera, con razón, mucho más confiable y duradera.

La válvula permite a una persona cambiar la posición de la cuña en cuestión de segundos, desde completamente oculta hasta bloqueada. La posición se cambia girando en el sentido de las agujas del reloj. La rotación transfiere fuerza al accionamiento interno, que luego empuja la cuña.

Principio de funcionamiento y diseño (vídeo)

Areas de aplicación

El propósito de los accesorios de cuña es tal que se pueden comprar para cualquier tubería. Sin embargo, el ámbito real de su aplicación se está abriendo en la industria.

Las válvulas de cuña son caras. Son un orden de magnitud más caras que las válvulas, ya que proporcionan una funcionalidad avanzada, son muchas veces más confiables y más fáciles de mantener.

Están diseñados para un uso cómodo en tuberías de cualquier tipo. En consecuencia, la dirección principal son varios tipos de líneas principales de suministro de agua, tuberías de gas, tuberías de calefacción, etc.

Aquí la válvula revela todo su potencial. Además, forman una especie de agrupaciones que cortan parcialmente secciones lógicas de tuberías. Como resultado, se forma un sistema de distribución sectorial, donde los trabajadores tienen control total sobre cada sección. Cualquier accidente es fácilmente localizado, cualquier cambio en la presión o en el rendimiento se realiza con la misma facilidad girando unas pocas válvulas.

Tipos y propiedades

Como señalamos anteriormente, el diseño de las válvulas puede diferir según su tipo. Las diferencias son, en verdad, menores, pero aún tienen cierto peso.

Por tanto, las principales diferencias entre válvulas se relacionan con el método de instalación. El método de instalación, a su vez, influye en el tipo de vivienda.

Entonces, una válvula de cuña puede ser:

• con bridas;
• acoplamiento

Se trata de montar el dispositivo sobre bridas y casquillos de conexión especialmente diseñados para la industria.

Las bridas se utilizan ampliamente en tuberías con una sección transversal nominal superior a DN50, es decir, donde el diámetro medio de la tubería es superior a 50 mm.

En la industria no existe ninguna alternativa a las bridas. A diferencia de las conexiones de acoplamiento, son mucho más confiables, más prácticas, proporcionan un buen nivel de sellado y esto tiene en cuenta la capacidad de desmontar rápidamente la brida sin dañar los componentes de la tubería.

La válvula de cuña de acoplamiento se puede instalar de acuerdo con un esquema más familiar para los plomeros comunes. Puede ser roscado o soldado según el tipo específico de tubería y método de montaje.

Materiales usados

Una cuestión que vale la pena considerar es el material de la válvula. Los productos de cuña son:

• latón;
• acero.

Los modelos de plástico no se encuentran porque no tienen el nivel adecuado de resistencia. Los de hierro fundido también se utilizan raramente hoy en día. Su precio no es muy atractivo, pesan mucho y son propensos a agrietarse y destruirse (como todos los productos de hierro fundido).

Otra cosa son las piezas de acero y latón. Es tan habitual que las válvulas de latón se fabrican principalmente para sistemas privados de suministro de agua. Casi cualquier válvula de acoplamiento está hecha de latón.

A menudo se compran muestras de acero para tuberías industriales. Los productos de acero son fuertes y, si se procesan y mantienen adecuadamente, duraderos. En la industria, las actualizaciones se producen casi constantemente, por lo que las características de las válvulas de acero y de compuerta son bastante suficientes.

Diámetros y dimensiones

Queda por considerar los diámetros de trabajo. Es un tipo de válvulas de cierre de válvulas. En consecuencia, está estandarizado de la misma forma que las propias válvulas.

Para unificar estándares, se utilizan marcas. Por ejemplo, la marca DN50 significa que tenemos un producto con un diámetro nominal, que es de aproximadamente 50 mm.

No es un hecho que el tamaño de la sección transversal sea exactamente el mismo. A veces difiere unos milímetros hacia abajo. Pero esto no debería preocuparte. Todas las tuberías y accesorios, especialmente los industriales, se fabrican según los mismos estándares, donde el DU es igual a los mismos indicadores.

Lo único que realmente debes considerar es conformidad de los productos conectados entre sí. Si el racor de cuña tiene DN50, solo se puede montar en tuberías con las mismas especificaciones.

Las válvulas de compuerta son un tipo de válvula de cierre muy popular y extendido. Debido a su confiabilidad y diseño simple, tienen demanda en tuberías de transporte y procesos con una amplia variedad de entornos de trabajo. Dependiendo del diseño y del material, las válvulas se pueden utilizar en sistemas con presiones de funcionamiento de hasta 25 MPa y temperaturas de hasta +565 °C. A continuación, se describe el diseño y el principio de funcionamiento de las válvulas, se da su clasificación y se señalan las características de varias modificaciones de esta válvula.

¿En qué consiste la válvula?

Los principales elementos estructurales del refuerzo:

• marco;
• tapa;
• puerta;
• par roscado (husillo y tuerca);
• sello del prensaestopas;
• volante (u otro elemento de control).

El dispositivo de válvula es muy sencillo. Su base es el cuerpo y la tapa: forman la cavidad a través de la cual se mueve el medio de trabajo. En la cavidad de la válvula hay una válvula y (para algunas válvulas) un mecanismo que asegura su movimiento: un par roscado. El elemento de cierre se mueve perpendicular al eje del flujo: al bajar bloquea el lumen de la tubería y al subir se abre. El mecanismo de movimiento es lo más simple posible: cuando gira el volante, gira la varilla (husillo), que está conectada al elemento de bloqueo directamente o mediante una tuerca. Los movimientos de rotación del volante se convierten en movimientos de traslación de la persiana.

Para sellar herméticamente el flujo, el cuerpo de la válvula suele estar provisto de asientos con superficies de sellado. Cuando se baja la válvula, se sella herméticamente contra los asientos, evitando que el medio pase a través de la cavidad de la válvula. La carcasa también tiene dos extremos para la conexión a conexiones de tuberías. Pueden estar equipados con bridas, roscas o chaflanes para soldar. En el punto por donde sale la varilla, hay una junta que evita la fuga del medio desde la válvula.

El volante es el elemento de control de válvulas más simple y común. En tuberías de grandes diámetros, donde se requiere una fuerza significativa para mover la válvula, se utilizan dispositivos adicionales: cajas de cambios mecánicas, accionamientos eléctricos, hidráulicos y neumáticos.

Para la fabricación de piezas de cuerpos de válvulas se utiliza con mayor frecuencia lo siguiente:

• hierro fundido;
• Acero (aleado o inoxidable).

La válvula suele estar hecha de acero, que tolera mejor el trabajo en el flujo del medio. El diseño del material de los accesorios determina la posibilidad de su uso en diversos entornos: agresivos o no agresivos, fríos o sobrecalentados. En este caso, las válvulas (con raras excepciones) se utilizan únicamente para cerrar completamente la tubería y no son adecuadas para regular el flujo. Si la válvula se deja en la posición medio abierta, se deformará bajo la presión del medio, lo que provocará que se atasque.

Tipos de válvulas de compuerta

El principio general de funcionamiento de las válvulas es similar: la válvula que corta el flujo del medio se mueve perpendicular a este flujo. Pero hay varios tipos de accesorios que se diferencian en el diseño del elemento de bloqueo y la ubicación del par roscado. Existen los siguientes tipos de válvulas:

1. Cuña (con cuña rígida, de doble disco o elástica).
2. Paralelo.
3. Puerta.
4. Manguera.

Dependiendo de la ubicación de la unidad en funcionamiento, las válvulas se dividen en dos tipos:

• con husillo retráctil;
• con husillo no retráctil.

Instalación de válvulas de cuña.

En tales accesorios, la válvula actúa como una cuña y los asientos en el cuerpo están ubicados en ángulo. Al cerrar la válvula, la cuña desciende al espacio entre los asientos y se ajusta firmemente a ellos, asegurando una alta estanqueidad del cierre. La cuña puede tener diferentes diseños:

1. Una cuña dura es una placa de metal que se estrecha hacia abajo. Para cerrar el flujo de forma fiable y hermética durante la fabricación de la válvula, la cuña rígida se adapta con mucha precisión a la forma de los asientos. Una válvula de este tipo es muy duradera, pero debido a su rigidez puede atascarse cuando fluctúa la temperatura o la presión del medio. Además, las superficies de sellado se desgastan con bastante rapidez.
2. Una cuña de doble disco es un dispositivo más complejo: consta de dos discos planos. Los discos están rígidamente unidos entre sí en el mismo ángulo en el que se encuentran los asientos en la carrocería. En tales válvulas no es necesario un ajuste perfecto de la cuña debajo de los asientos, ya que los elementos de la válvula pueden "autoalinearse" parcialmente durante su descenso. Esta característica también proporciona una mayor estanqueidad de la superposición. Además, las válvulas con cuña de doble disco son menos susceptibles a atascos y desgaste de las superficies de sellado.
3. Una cuña elástica consta de discos sujetos no rígidamente, sino mediante un elemento elástico. Este tipo de persiana tiene un diseño más sencillo que una de doble disco, pero tiene menos capacidad de “autoinstalación”. Al mismo tiempo, la cuña elástica también perdona algunos errores a la hora de colocar las silletas, es más fácil de fabricar que una contraventana rígida.

Principio de funcionamiento de válvulas paralelas, de compuerta y de manguera.

Las válvulas paralelas a veces se consideran un tipo de válvula de cuña. Su contraventana no tiene forma de cuña, sino que tiene un diseño similar a una cuña de doble disco. En este caso, los discos de obturación de válvulas paralelas se encuentran paralelos entre sí. Cuando se bloquea el flujo, son presionados contra las superficies de sellado de los asientos mediante un hongo de cuña especial, que se encuentra en el medio.

Las válvulas de compuerta pueden considerarse paralelas con un solo disco. Se trata de dispositivos muy sencillos en los que el flujo del medio se corta mediante una válvula plana que funciona como una guillotina. Algunas de sus modificaciones incluso están equipadas con una compuerta de cuchilla para destruir las partículas del medio que ingresaron a la carcasa durante la parada de la tubería. Estos accesorios se utilizan en ambientes contaminados que contienen muchas impurezas mecánicas. En términos de estanqueidad, es significativamente inferior a las válvulas de cuña.

Los dispositivos de manguera se diferencian fundamentalmente de otros tipos tanto en diseño como en principio de funcionamiento. Se clasifican como válvulas de compuerta, ya que aquí se implementa el principio clásico de una válvula de compuerta: la luz de la tubería se cierra cuando la varilla desciende perpendicular al flujo. Los modelos de manguera no tienen válvula como tal, pero se pasa una manguera flexible a través del cuerpo. Cuando es necesario cerrar la tubería, cuando el volante gira, se baja el eje, que simplemente aprieta esta manguera.

Este diseño es útil en tuberías que transportan medios muy agresivos. La presencia de una manguera en la cavidad del racor elimina el contacto de los elementos metálicos con el medio ambiente y previene su corrosión.

¿Cómo funcionan las válvulas de vástago ascendente y no ascendente?

El tren de rodaje de la válvula es la conexión roscada del husillo y la tuerca, el elemento principal que transmite la fuerza de la rotación del volante a la válvula. Esta unidad puede ubicarse tanto en el interior de la cavidad de la armadura como en el exterior:

1. El eje retráctil está conectado a la persiana en su extremo inferior. La tuerca está ubicada en el exterior y, cuando el volante gira, el eje se mueve hacia arriba según la cantidad de carrera de la contraventana. Este diseño elimina el contacto del tren de rodaje con el ambiente de trabajo, lo que prolonga la vida útil de la válvula y permite su uso en ambientes más agresivos (o a altas temperaturas). Las válvulas de vástago ascendente son más confiables y más fáciles de mantener porque el sello del casquillo es fácilmente accesible. El único inconveniente de estos dispositivos es el mayor peso y la gran altura de construcción, así como la necesidad de dejar espacio libre encima del volante para extender el eje al abrir la válvula.
2. Para válvulas con husillo no ascendente, la unidad de funcionamiento está ubicada en la cavidad de la válvula. La varilla está fija en el extremo superior y no cambia de posición al abrir y cerrar el dispositivo. A medida que gira el volante, el obturador, junto con la tuerca de rodadura, se mueve hacia arriba o hacia abajo en relación con el eje. Dado que dichos dispositivos tienen una conexión roscada en el entorno de trabajo y el acceso al sello de aceite está cerrado, son menos resistentes a ambientes agresivos y condiciones de operación difíciles. No se instalan en sitios críticos, pero se utilizan en circunstancias donde la altura de construcción baja y el peso reducido son importantes.

La válvula pertenece a la categoría de válvulas de cierre. Para funcionar correctamente, un sistema de tuberías requiere válvulas. Las más comunes hoy en día son las válvulas tipo cuña.

Ventajas de las válvulas de cuña

1. Simplicidad del dispositivo;
2. Longitud de trabajo corta;
3. Los productos pueden funcionar en condiciones con distintos grados de complejidad;
4. Resistencia hidráulica insignificante.

Desventajas de las válvulas de cuña

1. Los modelos equipados con husillos retráctiles tienen una altura de trabajo importante;
2. Para desenroscar o atornillar la válvula, será necesario dedicar una cantidad considerable de tiempo;
3. Mala resistencia al desgaste del sello.

Al elegir un modelo de válvula de cuña AVK se tienen en cuenta el entorno químico, la temperatura y la presión en la tubería, así como el sistema de conexión mediante brida.

Características de las válvulas de compuerta de cuña.

En el cuerpo de dicha válvula hay asientos especiales colocados en un ligero ángulo entre sí. La contraventana del producto tiene una configuración en forma de cuña. Puede ser rígido, elástico o con dos discos. Si la válvula está cerrada, la cuña encajará muy apretada entre los asientos.

Un modelo con una cuña rígida hará que el dispositivo de bloqueo sea muy ajustado. La desventaja de este diseño de válvula es el alto riesgo de que la válvula se atasque. Además, un modelo así es muy difícil de abrir. Esto se nota especialmente si hay diferencias significativas de temperatura en el entorno de trabajo y si hay una abrasión importante de la junta.

Una válvula con dos discos se atasca con mucha menos frecuencia. Su diseño es bastante complejo, pero tiene muchas ventajas. Su junta se desgasta muy poco durante el funcionamiento y el dispositivo de bloqueo tiene un alto nivel de estanqueidad. Cerrar el producto no requiere mucha fuerza.

Válvulas de compuerta de acero y hierro fundido.

Algunos modelos de válvulas de compuerta de cuña están equipados con husillos ascendentes. Estos husillos están fabricados de hierro fundido y acero. No son capaces de regular el flujo del medio. Estos modelos pueden desempeñar el papel de válvulas de cierre. En este caso, el dispositivo de bloqueo del producto debe estar cerrado o abierto durante el funcionamiento. Los productos hechos de hierro fundido o acero se distinguen por un dispositivo de paso total. Esto significa que sus huecos diametrales, ubicados en tubos especiales, no se estrechan. Esta categoría de válvulas incluye válvulas de compuerta equipadas con un cable eléctrico, así como modelos de hierro fundido y acero.

Las válvulas de cuchilla se conectan mediante bridas. Tanto las válvulas de hierro fundido como las de acero se distinguen por su simplicidad de diseño y baja resistencia hidráulica.

Estos productos se utilizan en tuberías principales, donde el medio de trabajo se mueve a gran velocidad y de forma constante. Las estructuras de hierro fundido y acero se accionan mediante un volante. En algunos modelos, el volante se sustituye por uno eléctrico o neumático e hidráulico.

Válvulas con bridas de cuña

Esta válvula se utiliza en tuberías diseñadas para mover líquidos químicos agresivos utilizados en la industria de la hidrólisis. El modelo pertenece a la categoría de productos con bridas, ya que cuenta con bridas de conexión especiales. Su perno tiene la forma de una cuña fuerte y fiable.

La válvula está montada en una tubería ubicada en un plano horizontal. En este caso, su volante debe apuntar hacia arriba o colocarse en el borde. Si el producto se instala en una tubería vertical, entonces su volante debe quedar plano