En la red de agua de una ciudad, el agua se mueve a través de cientos de kilómetros de tuberías. Las tuberías se mueven desde las plantas de tratamiento hasta hogares, fábricas e hidrantes.
El sistema de agua también necesita señales y rampas de acceso para mantenerse ordenado. Aquí es donde las tipos de válvulas de mariposa entra. Las válvulas controlan hacia dónde va el agua y a qué velocidad fluye.
Esta guía analiza lo que un ingeniero de proyectos o un profesional de campo necesita saber sobre el principio de funcionamiento de la válvula de mariposa y los diferentes tipos. También analiza las ventajas y desventajas de la válvula de mariposa y cómo se utilizan los diferentes tipos de válvulas de mariposa en el sistema de suministro de agua.
¿Qué es una válvula de mariposa para tratamiento de agua?
Una válvula de mariposa controla el fluido al girar un disco plano 90 grados dentro del cuerpo de una tubería. Gira en un cuarto de vuelta. El cierre de la válvula ocurre cuando el disco está orientado perpendicularmente a la trayectoria del flujo. Para abrir la válvula, el disco se gira para alinearlo paralelamente al flujo.
El nombre de la válvula proviene de la apariencia similar a un ala del disco a medida que gira desde su vástago. La rotación de 90 grados proporciona una actuación rápida para un aislamiento de flujo inmediato.
Las válvulas de mariposa se recomiendan para suministro de agua, distribución de agua, sistemas de recolección, estaciones de bombeo y plantas de tratamiento de agua. Se definen por cuerpos compactos, bajo peso y actuación rápida. Esto las convierte en la opción preferida para tuberías DN 200 (8 pulgadas) y mayores.
Diagrama de piezas de la válvula de mariposa: componentes clave explicados
Esta sección analiza los componentes clave que ayudarán a los compradores a especificar la configuración correcta. Comprender las partes principales también ayuda a los equipos de mantenimiento a identificar qué partes se desgastan rápidamente.
1. Cuerpo de la válvula
Esta es la carcasa exterior que se ajusta entre o sobre las bridas de la tubería. Los materiales estándar en servicio de agua son hierro dúctil GGG50 según EN 1563 con recubrimiento en polvo de epoxi fusionado (mínimo 250 micras). El recubrimiento epoxi protege contra la corrosión y previene la contaminación del agua potable.
2. Disco
Este elemento giratorio es como una compuerta que detiene o permite el flujo. En aplicaciones de agua, el disco suele ser de hierro dúctil con un borde continuo acero inoxidable 316 soldado. El borde de acero inoxidable proporciona una superficie de sellado resistente a la corrosión que resiste la acción abrasiva del agua que fluye.
3. Vástago o eje
El vástago conecta el disco a la manija o al actuador externo. En una válvula de mariposa con actuador, el diseño de vástago de dos piezas le permite quitar el eje superior para el mantenimiento. No es necesario desmontar todo el cuerpo de la válvula. El material estándar utilizado para prevenir la corrosión es acero inoxidable 316.
4. Asiento
El asiento es el punto principal de prevención de fugas. Es el sello interno donde el disco presiona cuando la válvula se cierra. Los materiales comunes de asiento incluyen caucho EPDM, PTFE y NBR. Estos dependen de diferentes tipos de agua.
5. Sellos y juntas tóricas
Múltiples juntas tóricas sellan el vástago donde sale del cuerpo de la válvula. Esto evita fugas a lo largo del eje. Los diseños modernos utilizan configuraciones de juntas tóricas apiladas. Si un sello se degrada, los otros mantienen la integridad de la presión hasta el próximo mantenimiento programado.
6. Interfaz de actuación
La parte superior del vástago está conectada a una palanca, volante, caja de engranajes o actuador. Las bridas se montan según ISO 5210 (montaje de actuador multivuelta) o ISO 5211 (montaje de actuador de cuarto de vuelta).
Principio de funcionamiento de la válvula de mariposa
¿Cómo funciona la válvula de mariposa? Su principio de funcionamiento es sencillo. El disco se encuentra dentro de la tubería, montado en un vástago central.
En posición cerrada, crea un sello cuando el disco se sitúa perpendicular al flujo del fluido y presiona contra el asiento.
En posición abierta, el actuador gira el vástago 90 grados y el disco gira con él. El disco se alinea paralelo a la dirección del flujo. El agua ahora puede fluir libremente alrededor del borde delgado del disco.
En una rotación parcial, entre 0 y 90 grados, también permite una estrangulación completa. La relación entre el ángulo del disco y el caudal sigue uno de estos patrones:
- ·Flujo casi lineal: muestra la posición del disco correspondiente directamente al caudal. Al 60% abierto, pasa aproximadamente el 60% del caudal máximo. Esto es común en diseños de doble excentricidad.
- Flujo de apertura rápida – muestra un rápido aumento del caudal en los primeros 30 a 40 grados de apertura. Un movimiento adicional menor proporciona menos cambio en ángulos más altos. Esto es común en diseños concéntricos estándar.
Elección de los tipos de válvulas de mariposa adecuados para su proyecto
Los diferentes tipos de válvulas funcionan de manera diferente. El tipo correcto depende de lo siguiente:
- Tamaño de la tubería
- Presión de funcionamiento
- Requisito de clase de cierre
- Frecuencia de operación de la válvula
A continuación, se presenta una tabla que resume los diferentes tipos de válvulas, sus especificaciones y aplicaciones:
| Característica | Concéntrico | Doble excéntrica | Triple excéntrica |
| Desgaste del asiento | Más alto | Más bajo | Mínimo |
| Par de funcionamiento | Más alto | Más bajo | Más bajo |
| Presión máxima | PN 10 (145 psi) | PN 16 (232 psi) | PN 40 (580 psi) |
| Clase de cierre | Clase IV–V | Clase V–VI | Clase VI / EN 12266-A |
| Rango de tamaño típico | DN 50–600 | DN 150–1600 | DN 150–2500 |
| Uso típico | Riego, baja presión | Tuberías principales de agua de la ciudad | Alta presión, crítico |
Instalación de válvulas de mariposa para tratamiento de agua: métodos de conexión y actuación
Elegir el estilo de conexión correcto es vital para la instalación de válvulas de mariposa para el tratamiento de agua y el mantenimiento futuro.
- Estilo Wafer (tipo oblea): Este estilo se ajusta entre las bridas de la tubería. Es el más compacto y rentable. Sin embargo, no es adecuado para servicio en extremo muerto.
- Estilo Lug (tipo orejeta): Este estilo presenta orejetas roscadas. Permite desconectar un lado de la tubería sin perturbar el otro. Esto es ideal para configuraciones de fácil mantenimiento.
- Doble Brida: Este estilo incluye sus propias bridas. También proporciona la conexión más fuerte para tuberías de gran diámetro (24 pulgadas y superiores).
Para sistemas automatizados, una válvula de mariposa con actuador se requiere a menudo. Puede elegir entre actuadores eléctricos para integración SCADA, actuadores neumáticos para respuesta rápida o actuadores hidráulicos para aplicaciones de muy alto par.
¿Dónde se utiliza una válvula de mariposa para tratamiento de agua en el suministro de agua?
La válvula de control de flujo para el tratamiento de agua aparece en cada etapa de una red de agua moderna.
La tabla a continuación resume los tipos de válvulas específicos, las especificaciones y dónde se utilizan comúnmente:
| Sector de Aplicación | Caso de Uso Específico | Tamaño y tipo de válvula típico | Requisitos técnicos clave |
| Redes municipales | Aislamiento de transmisión y distribución | DN 600 – DN 2500; Doble o triple excéntrico | Clasificaciones de alta presión (PN 16–PN 25); Volantes manuales operados por caja de engranajes. |
| Plantas de Tratamiento de Agua | Toma de agua cruda, retrolavado de filtros, dosificación de productos químicos | DN 50 – DN 2000; Concéntrico o doble excéntrico | Asientos de PTFE para productos químicos; Actuadores eléctricos para ciclos de retrolavado automatizados. |
| Estaciones de bombeo | Aislamiento de succión/descarga de bomba; bypass de flujo | Varios; Doble excéntrico | Asientos conformes a AWWA C504; Actuadores de retorno por resorte a prueba de fallos para emergencias. |
| Depósitos y almacenamiento | Ciclos de llenado y vaciado de entrada/salida; aislamiento del tanque | Varios; Determinado por la carga estática | Clase de presión seleccionada según la altura (por ejemplo, PN 10 para 30 m de altura). |
| Medición de la presión | Control de límites de zona (Áreas de Medición de Distrito) | Varios; Tipos de alto rendimiento | Actuadores eléctricos para equilibrado automático de presión y prevención de sobretensiones. |
| Protección contra incendios | Clasificaciones de alta presión (PN 16–PN 25); Volantes manuales operados por caja de cambios. | Cumple con NFPA 13 | Debe incluir mecanismos de bloqueo o interruptores de manipulación para la monitorización de la posición. |
| Tratamiento de aguas residuales | Aislamiento de afluentes, balsas de aireación, control de efluentes | Diseños de asiento reforzados | Caucho de durómetro más duro y recubrimientos epoxi/poliuretano anticorrosivos. |
| Proceso Industrial | Torres de refrigeración, agua de proceso de fabricación | Varios; Opciones de cuerpo de acero inoxidable | Materiales de asiento resistentes a productos químicos como PTFE o FKM para química agresiva. |
Ventajas y desventajas de la válvula de mariposa
Al evaluar las válvula de mariposa ventajas y desventajas, los beneficios para los proyectos de agua a gran escala son claros:
Ventajas
- Su diseño compacto ocupa aproximadamente un tercio del espacio de una válvula de compuerta.
- En tamaños DN 200 y superiores, son rentables porque cuestan entre un 30 y un 50% menos que las válvulas de compuerta.
- La mínima obstrucción reduce los costos de energía de la bomba y garantiza una baja caída de presión.
Desventajas
- El disco permanece en el flujo. Esto impide el uso de cerdos de limpieza.
- La estrangulación a alta velocidad puede provocar riesgo de cavitación y daños en el disco.
Consejos de instalación y mantenimiento
Adecuado la instalación de válvulas de mariposa para el tratamiento de agua previene fugas tempranas. Durante la instalación y el mantenimiento, las bridas de las tuberías deben limpiarse siempre. Antes de apretar los pernos, compruebe siempre si hay desalineaciones. Utilice una secuencia de apriete en estrella para garantizar una presión de sellado uniforme.
Para una fiabilidad a largo plazo, realice un reemplazo de válvula de mariposa para tratamiento de agua si el asiento ya no sella completamente. El mantenimiento rutinario debe incluir el accionamiento de las válvulas mensualmente para evitar que se agarroten, especialmente en unidades de aislamiento de emergencia que rara vez se utilizan.
Conclusión
Válvulas Xintai, fabricante de válvulas desde 1998, ofrece válvula de mariposa para tratamiento de agua unidades para su proyecto de infraestructura hídrica.
Seleccionando la mejor válvula de mariposa para tratamiento de agua requiere elegir materiales que cumplan con las clasificaciones de presión específicas del proyecto, como PN 16. Esto implica especificar componentes como cuerpos de hierro dúctil y asientos de EPDM para satisfacer requisitos de corrosión únicos. También debe elegir el actuador y el estilo de conexión correctos para las necesidades específicas de su proyecto.
