En comparación conválvula de compuertaEn comparación con el diseño de válvulas de globo y de retención, la historia de las válvulas de bola es mucho más corta. Si bien la primera patente de válvula de bola se emitió en 1871, tardaría 85 años en alcanzar el éxito comercial. El politetrafluoroetileno (PTFE o «Teflón») se descubrió durante el diseño de la bomba atómica en la Segunda Guerra Mundial, lo que impulsó el desarrollo de la industria de las válvulas de bola. Estas válvulas están disponibles en una amplia gama de materiales, desde latón hasta acero al carbono, acero inoxidable y circonio.

Existen dos tipos básicos: bolas flotantes y bolas con muñón. Estos dos diseños permiten la construcción de válvulas de bola eficaces desde ¼” hasta 60” o más grandes. Generalmente, el diseño flotante se utiliza para válvulas más pequeñas y de baja presión, mientras que el tipo con muñón se utiliza para aplicaciones de válvulas más grandes y de alta presión.

VM SUM21 BALL API 6Dválvula de bolaLa válvula de bola API 6D utiliza estos dos tipos de válvulas de bola 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 empuja la bola 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 grande, ya que el par de operación será excesivo y la válvula no podrá operarse.

Las válvulas de bola flotantes presentan diversos estilos de cuerpo, pero el más popular es el de entrada final de dos piezas. Otros estilos incluyen el de tres piezas y el de entrada superior. Se fabrican en tamaños de hasta 24″ y grados 300, pero su rango de aplicación real suele ser mucho menor; el máximo es de aproximadamente 12″.

Aunque las válvulas de bola están diseñadas principalmente como válvulas de encendido/apagado o de "cierre", la adición de algunas válvulas de bola y puertos en Vválvula de bolaSu diseño los hace ideales para aplicaciones controladas.

Asiento elástico
Válvula de bola con brida VM SUM21 Las válvulas de bola flotantes más pequeñas se pueden usar en muchas aplicaciones diferentes, 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 fuertes como para no salirse de la válvula. Los dos problemas principales 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 450 °F (232 °C), dependiendo del material del asiento.

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

Diseño de muñón
Válvula de bola con muñón API 6D VM SUM21. Cuando se requiere una válvula de bola de mayor tamaño y presión, se opta por el tipo de muñón. La diferencia entre el muñón y el tipo flotante radica en que la bola del muñón está fijada al cuerpo principal mediante el muñón inferior (biela corta) y la varilla superior. Dado que la bola no puede "flotar" dentro del asiento de la válvula para lograr un cierre forzado, el asiento debe flotar sobre la bola. El diseño del asiento de muñón permite que la presión aguas arriba estimule el asiento y lo fuerce hacia la esfera para sellar. Debido a que la bola está firmemente fijada en su lugar, excepto por su rotación de 90°, la extraordinaria fuerza y ​​presión del fluido no la atascarán en el asiento de la válvula. En cambio, la fuerza solo actúa sobre una pequeña área fuera del asiento flotante.

Válvula de bola VM SUM21 con entrada final. Esta válvula de bola con muñón es la versión mejorada de la válvula de bola flotante, capaz de manejar grandes presiones y tuberías de gran diámetro. Su uso más común en instalaciones de fontanería es, sin duda, el de las válvulas de bola con muñón.