Comparado conválvula de compuertaEn cuanto al diseño de válvulas de globo y de retención, la historia de las válvulas de bola es mucho más corta. Aunque la primera patente de una válvula de bola se emitió en 1871, tardaron 85 años en alcanzar el éxito comercial. El politetrafluoroetileno (PTFE o "teflón") se descubrió durante el diseño de la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial, lo que impulsaría el inicio de la industria de las válvulas de bola. Las válvulas de bola están disponibles en todos los materiales, desde latón hasta acero al carbono y desde acero inoxidable hasta circonio.

Existen dos tipos básicos: válvulas de bola flotantes y válvulas de muñón. Estos dos diseños permiten la construcción de válvulas de bola eficaces desde ¼” hasta 60” y mayores. Generalmente, el diseño flotante se utiliza para válvulas más pequeñas y de menor presión, mientras que el diseño de muñón se utiliza para válvulas más grandes y de mayor presión.

VM SUM21 BOLA API 6Dválvula de bolaLa válvula de bola API 6D utiliza estos dos tipos debido a sus métodos de sellado y a cómo la fuerza del fluido fluye desde la tubería hacia la bola y luego se distribuye al asiento de la válvula. En el diseño de bola flotante, la bola se ajusta firmemente entre dos asientos, uno aguas arriba y otro aguas abajo. La fuerza del fluido actúa sobre la bola, empujándola hacia el asiento de la válvula, ubicado en el cuerpo de la válvula aguas abajo. Dado que la bola cubre todo el orificio de flujo, toda la fuerza del flujo la empuja hacia el asiento de la válvula. Si la bola es demasiado grande y la presión es demasiado alta, la fuerza sobre el asiento de la válvula será mayor, ya que el par de operación es demasiado alto y la válvula no puede operarse.

Las válvulas de bola flotante tienen una variedad de estilos de cuerpo, pero el más popular es el de dos piezas con entrada final. Otros estilos de cuerpo incluyen el de tres piezas y el de entrada superior. Las válvulas de bola flotante se fabrican en tamaños de hasta 24″ y grados 300, pero su rango de aplicación real suele ser mucho menor, con un máximo de aproximadamente 12″.

Aunque las válvulas de bola están diseñadas principalmente como válvulas de encendido/apagado o de “parada”, la adición de algunas válvulas de bola y válvulas de puerto en Vválvula de bolaSus diseños los hacen ideales para aplicaciones controladas.

Asiento elástico
Válvula de bola con brida VM SUM21 BALL. Las válvulas de bola flotantes más pequeñas se pueden utilizar en diversas aplicaciones, desde tuberías domésticas hasta tuberías que contienen los productos químicos más exigentes. El material de asiento más popular para estas válvulas es algún tipo de termoplástico, como el PTFE. Los asientos de válvula de teflón funcionan bien porque son lo suficientemente blandos como para sellar bien en bolas de metal pulido, pero lo suficientemente resistentes como para no salirse de la válvula. Los dos principales problemas con estas válvulas de asiento blando son que se rayan fácilmente (y potencialmente tienen fugas), y la temperatura está limitada por debajo del punto de fusión del asiento termoplástico, alrededor de 232 °C (450 °F), dependiendo del material del asiento.

Una característica de muchas válvulas de bola flotantes con asiento elástico es que pueden sellarse adecuadamente en caso de incendio que provoque la fusión del asiento principal. Esto se denomina diseño ignífugo; cuenta con una cavidad en el asiento que no solo mantiene el asiento elástico en su lugar, sino que también proporciona una superficie metálica que proporciona un sellado parcial al entrar en contacto con la bola. De acuerdo con las normas de prueba de fuego 607 o 6FA del Instituto Americano del Petróleo (API), la válvula se somete a pruebas para confirmar su diseño ignífugo.

Diseño de muñón
Válvula de bola de muñón VM SUM21 BALL API 6D Válvula de bola de muñón API 6D Cuando se requiere una válvula de bola de mayor tamaño y mayor presión, el diseño recurre al tipo de muñón. La diferencia entre el tipo de muñón y el flotante es que la bola del muñón se fija en el cuerpo principal mediante el muñón inferior (biela corta) y la biela superior. Dado que la bola no puede "flotar" en el asiento de la válvula para lograr un cierre forzado, el asiento de la válvula debe flotar sobre la bola. El diseño del asiento del muñón hace que el asiento sea estimulado por la presión aguas arriba y forzado dentro de la esfera para el sellado. Debido a que la bola está firmemente fijada en su lugar, a excepción de su rotación de 90o, la extraordinaria fuerza y presión del fluido no atascarán la bola en el asiento de la válvula. En cambio, la fuerza solo actúa en un área pequeña fuera del asiento flotante.

VM SUM21 BOLA Diseño de entrada final. La válvula de bola de muñón con diseño de entrada final es la hermana mayor y más potente de la válvula de bola flotante, por lo que puede manejar trabajos de gran envergadura: alta presión y tuberías de gran diámetro. El uso más común de las válvulas de bola de muñón es, con diferencia, en servicios de plomería.