Guía de selección de válvulas de bola accionadas por pneumáticos: principios de funcionamento, tamaño do actuador e aplicacións de ESDV

1. Principio de funcionamento e mecanismos de accionamento do actuador

A válvula de bola accionada por pneumáticosconsiste nunválvula de bola de cuarto de voltacorpo
emparellado a un/unhaactuador neumáticoO actuador converte o aire comprimido da planta (normalmente
4,0–8,0 bar / 60–115 PSI) en torque mecánico, accionando o vástago da válvula e a bóla cunha rotación de 90°
para abrir ou pechar rapidamente a vía de fluxo.

1.1 Tipos de actuadores pneumáticos

• Actuadores de piñón e cremalleiraPresentan pistóns dobres opostos con cremalleiras de engrenaxes que engranan cun piñón central.
  As vantaxes inclúen un tamaño compacto, unha saída de par lineal, unha alta eficiencia mecánica e unha resposta rápida.
  Ideal para válvulas de diámetro pequeno a mediano (de ½” a 12″).
• Actuadores Scotch YokeUtilizan un mecanismo de xugo que produce unha curva de par non lineal:
  proporcionando o máximo par de torsión tanto na posición de apertura como na de selado do asento.
  Isto convérteos na opción óptima paraválvulas de bola de gran calibre montadas sobre muñón
  (DN150 a DN600+ / Clase 150 a Clase 2500).

1.2 Dobre efecto vs. retorno por resorte (simple efecto)

A selección do modo de acción correcto do actuador inflúe directamente na seguridade do proceso durante un fallo no subministro de aire:

2. Construción do corpo da válvula e asento de alto rendemento

A fiabilidade a longo prazo dunha válvula de bola pneumática depende non só do actuador, senón tamén de
o deseño do corpo da válvula e a selección do material de asento. Ten en conta a temperatura de funcionamento, a presión,
corrosividade e contido de partículas á hora de seleccionar materiais.

2.1 Configuracións do corpo da válvula

• Deseño de bóla flotanteApto para aplicacións de DN15–DN100, clase 150–300.
  A presión augas arriba forza a bóla contra o asento augas abaixo para selar. Sinxelo e rendible.
• Deseño de bóla montada en muñónNecesario para servizos de alta presión/gran calibre DN50–DN600, clase 150–2500.
  A bóla está ancorada por un vástago superior e un rodamento de muñón inferior, o que reduce o par de funcionamento ata nun 50 %.
  e protexendo as superficies de selado, ideal para ciclos automatizados frecuentes.
• Embalaxe con carga dinámicaA empaquetadura de grafito flexible con resorte Belleville mantén
  carga radial consistente, compensando os ciclos térmicos e cumprindoAPI 641e
  ISO 15848-1normas de emisións fuxitivas.

2.2 Comparación de materiais de asentos

Para condicións de servizo severas que impliquen altas temperaturas, alta presión diferencial ou medios cargados de sólidos,
válvulas de bola con muñón e asento metálicoRecoméndanse encarecidamente os revestimentos de pulverización térmica HVOF.

3. Accesorios do sistema de control e parada de emerxencia ESDV

Nas industrias petroquímica, de transmisión de gas e de xeración de enerxía, as válvulas de bola pneumáticas úsanse con frecuencia
especificado comoVálvulas de peche de emerxencia (ESDV)ou VLE (válvulas de illamento de emerxencia).
Estes son os elementos de control finais dentroSistemas instrumentados de seguridade (SIS), onde
A velocidade de resposta e a fiabilidade inflúen directamente na seguridade da planta.

Para aplicacións ESDV de alta velocidade que requiren peche de carreira completa en0,5–1,0 segundos,
compoñentes adicionais comoválvulas de escape rápidoeválvulas piloto de alto fluxo
debería especificarse para minimizar o tempo de escape do actuador.

4. Cálculo do par de torsión e estándares de deseño para o dimensionamento do actuador

O paso máis crítico na selección dun actuador neumático éaxuste de par.
O subdimensionamento provoca o bloqueo da válvula ou un peche incompleto; o sobredimensionamento aumenta o custo, o tamaño,
e pode impor unha tensión excesiva sobre o corpo da válvula.

4.1 Fórmula de dimensionamento do actuador

Selecciona omáis altovalor entre estes tres compoñentes de torque como referencia:

• Par de arranquePar máximo necesario para iniciar a rotación desde a posición estática.
• Par de arranque: Par de torsión necesario para manter a rotación ao longo da carreira.
• Par de torsión do asentoPar de torsión necesario para selar a bóla contra o asento na posición pechada.