válvulas de globoLas válvulas de globo han sido un elemento fundamental en el control de fluidos durante 200 años y ahora se encuentran en todas partes. Sin embargo, en algunas aplicaciones, también se pueden utilizar para controlar el cierre total del fluido. Las válvulas de globo se utilizan normalmente para controlar el flujo de fluidos. Su uso para la apertura, el cierre y la modulación se puede observar en el exterior de viviendas y edificios comerciales, donde suelen instalarse.

El vapor y el agua fueron esenciales para la Revolución Industrial, pero estas sustancias potencialmente peligrosas debían ser controladas.válvula de globoEs la primera válvula necesaria para completar esta tarea de manera eficaz. El diseño de la válvula de globo tuvo tanto éxito y fue tan popular que llevó a que la mayoría de los principales fabricantes de válvulas tradicionales (Crane, Powell, Lunkenheimer, Chapman y Jenkins) obtuvieran sus patentes iniciales.

válvulas de compuertaLas válvulas de globo están diseñadas para usarse tanto en posición totalmente abierta como totalmente cerrada, mientras que las válvulas de bloqueo o aislamiento están diseñadas para abrirse parcialmente y controlar el flujo durante la regulación. Se debe tener precaución al diseñar válvulas de globo para aplicaciones de aislamiento y de encendido/apagado, ya que resulta difícil mantener un sellado hermético con una presión considerable sobre el disco. La fuerza del fluido contribuye a lograr un sellado positivo y facilita el proceso cuando el fluido fluye de arriba hacia abajo.

Las válvulas de globo son ideales para aplicaciones de control de fluidos gracias a su función reguladora, que permite una regulación extremadamente precisa mediante posicionadores y actuadores conectados al bonete y al vástago de la válvula. Destacan en diversas aplicaciones de control de fluidos y en ellas se las conoce como "elementos de control final".

ruta de flujo indirecta

La válvula de globo, también conocida como válvula de globo por su forma redonda original, oculta la naturaleza inusual y compleja del recorrido del flujo. Con sus canales superior e inferior dentados, una válvula de globo completamente abierta presenta una fricción o barrera significativa al flujo de fluido, a diferencia de una válvula de compuerta o de bola completamente abierta. La fricción del fluido causada por el flujo inclinado ralentiza el paso a través de la válvula.

El coeficiente de flujo, o "Cv", de una válvula se utiliza para calcular el caudal que la atraviesa. Las válvulas de compuerta presentan una resistencia al flujo mínima cuando están abiertas; por lo tanto, el Cv será sustancialmente diferente para una válvula de compuerta y una válvula de globo del mismo tamaño.

El disco o tapón, que sirve como mecanismo de cierre de la válvula de globo, puede fabricarse en diversas formas. El caudal a través de la válvula puede variar significativamente según el número de giros del vástago cuando la válvula está abierta, modificando la forma del disco. El diseño de disco curvo, más común o tradicional, se utiliza en la mayoría de las aplicaciones, ya que se adapta mejor que otros diseños a un movimiento específico (rotación) del vástago de la válvula. Los discos con puerto en V son adecuados para válvulas de globo de todos los tamaños y están diseñados para una restricción precisa del caudal en diferentes porcentajes de apertura. El objetivo de los discos de aguja es la regulación absoluta del caudal, aunque suelen estar disponibles solo en diámetros pequeños. Se puede insertar un inserto blando y elástico en el disco o asiento cuando se requiere un cierre completo.

Embellecedor de la válvula de globo

El cierre hermético entre componentes en una válvula de globo lo proporciona el carrete. El asiento, el disco, el vástago, el asiento trasero y, ocasionalmente, los herrajes que unen el vástago al disco conforman el conjunto interno de la válvula. El buen rendimiento y la vida útil de cualquier válvula dependen del diseño y la elección del material del conjunto interno, pero las válvulas de globo son más vulnerables debido a la alta fricción del fluido y a las complejas rutas de flujo. Su velocidad y turbulencia aumentan a medida que el asiento y el disco se aproximan. Debido a la naturaleza corrosiva del fluido y al aumento de la velocidad, es posible dañar el conjunto interno de la válvula, lo que incrementará drásticamente la fuga cuando esté cerrada. El término "hilos" se refiere a una falla que ocasionalmente aparece como pequeñas escamas en el asiento o el disco. Lo que comenzó como una pequeña fuga puede crecer y convertirse en una fuga significativa si no se repara a tiempo.

El obturador de las válvulas de globo de bronce más pequeñas suele estar fabricado con el mismo material que el cuerpo, o en ocasiones con una aleación de bronce más robusta. El material más común para el carrete de las válvulas de globo de hierro fundido es el bronce. IBBM, o «Cuerpo de hierro, montaje de bronce», es el nombre de este componente de hierro. Existen muchos materiales diferentes para los componentes de las válvulas de acero, pero a menudo uno o más elementos se fabrican con acero inoxidable martensítico de la serie 400. Además, se emplean materiales duros como el estelita, los aceros inoxidables de la serie 300 y las aleaciones de cobre-níquel como el Monel.

Existen tres modos fundamentales para las válvulas de globo. La forma de "T", con el vástago perpendicular al flujo de la tubería, es la más típica.
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Al igual que una válvula en T, una válvula angular hace girar el flujo dentro de la válvula 90 grados, funcionando como dispositivo de control de flujo y codo de tubería de 90 grados. En las calderas de petróleo y gas, las válvulas de globo angulares son el tipo de válvula reguladora de salida final que todavía se utiliza con frecuencia en la parte superior de las calderas.
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El diseño en forma de "Y", el tercero disponible, busca optimizar el diseño para aplicaciones de apertura/cierre, reduciendo al mismo tiempo la turbulencia en el cuerpo de la válvula de globo. El bonete, el vástago y el disco de este tipo de válvula están inclinados entre 30 y 45 grados para lograr un flujo más recto y disminuir la fricción. Gracias a esta menor fricción, la válvula es menos propensa a sufrir daños por erosión y se mejoran las características generales del flujo en el sistema de tuberías.