Guía comparativa completa de válvulas de aguja y válvulas de bola

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28/07/2022
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En función del tipo concreto de válvulas de control de caudal utilizadas, pueden desempeñar una serie de funciones distintas dentro de un sistema de caudal hidráulico. Una de las aplicaciones más frecuentes de una válvula de control de caudal es la supervisión de la velocidad del motor o del cilindro del sistema. Esta función es posible gracias a la capacidad de una válvula de control para alterar la velocidad de transferencia de energía en cualquier punto específico de un sistema afectando al caudal.

Debido a su diseño, las válvulas reguladoras de caudal también son famosas por su fiabilidad y suelen tener una larga vida útil. Pueden utilizarse en fábricas automatizadas y equipos de almacenamiento, procesamiento de alimentos y procedimiento de materiales gracias a sus criterios de rendimiento adaptables. Hay distintos tipos de válvulas, y las más comunes son las de aguja y las de bola. 

Qué es la válvula de aguja 

Válvula de aguja
Fuente: Dombor

El elemento para el control de flujo es el válvula de agujay su émbolo tiene forma de aguja. La ubicación del émbolo en forma de aguja se controla mediante un mecanismo de vástago giratorio roscado, que permite un control extremadamente preciso.

Aunque el ajuste de apertura o cierre de una válvula de aguja puede ajustarse con precisión, cambiar rápidamente entre totalmente abierta y totalmente cerrada se convierte en todo un reto, ya que a menudo se necesitan de 5 a 6 revoluciones completas para lograrlo. Algunas válvulas de aguja pueden soportar hasta 1000 psi, lo que las hace adecuadas para su uso en aplicaciones de alta presión. 

Según los materiales de producción, estas válvulas son extremadamente resistentes a temperaturas increíblemente altas y criogénicas. Funcionan bien en situaciones de alta presión y alta vibración y conservan una larga vida útil. Gracias a las importantes caídas de presión que se producen cuando se abren, facilitan las tareas de medición y control de procesos. 

Disponen de cierre metal-metal, mientras que los asientos blandos están disponibles bajo pedido. Para facilitar la sustitución de la empaquetadura durante el uso, se puede optar por un vástago con asiento trasero. Los mecanismos de cierre posterior evitan que el fluido entre en contacto con la empaquetadura, prolongando la vida útil de la válvula.

Pros:

  • Permite personalización y flexibilidad
  • Alta precisión 
  • Se apaga fácilmente presionando con los dedos.
  • Muestra resistencia tanto a temperaturas extremas de calor como de frío
  • Puede soportar eficazmente la alta presión y las vibraciones continuas
  • Cuando está abierto, presenta un descenso de alta presión 

Contras:

  • Limita el flujo de paso entre el asiento y la aguja e impide el flujo y se utiliza para caudales bajos. 
  • El estado de apertura o cierre de la válvula es difícil de determinar

Qué es una válvula de bola 

Válvula de bola Trunnion
Fuente: Dombor 

La principal característica de una válvula de bola es que tiene un componente de control de caudal que tiene forma de bola. La bola no es totalmente sólida, ya que tiene un canal que atraviesa el núcleo y permite el paso del fluido cuando la válvula está abierta. Aunque pueden pedirse con paso reducido, las válvulas de bola suelen fabricarse con paso total. 

Una válvula de bola sólo puede girarse un cuarto de vuelta (90 grados) para pasar de abierta a cerrada y viceversa. Por eso, viendo dónde está situada la maneta, es sencillo determinar si la válvula de bola está abierta o cerrada. La válvula de bola está abierta cuando la maneta está perpendicular a la tubería, y está cerrada cuando está orientada transversalmente a la tubería o al cuerpo de la válvula.

Al haber menos piezas, se necesita menos limpieza y mantenimiento. En operaciones de gran caudal, el diseño del orificio total ayuda a determinar las caídas de presión. Para mayores rangos de presión y usos de fluidos, se emplean diversos materiales para el cuerpo y los asientos. POM, PEEK y PTFE son algunos de los materiales utilizados en la construcción de asientos típicos. Estas válvulas son principalmente fuertes para aplicaciones altamente exigentes en diferentes industrias. 

Pros: 

  • El asiento de la válvula se limpia solo cuando la bola gira, lo que facilita la limpieza y evita la acumulación.
  • Al carecer de componentes internos, requieren menos mantenimiento. 
  • Fiabilidad y precios razonables
  • Distinta y adaptable a diversos usos 
  • Presenta bajas caídas de presión cuando está abierto
  • Las válvulas de bola de paso total mantienen el caudal constante y sin obstáculos.

Desventajas: 

  • No es adecuado para la estrangulación permanente o el control preciso del caudal
  • Si las partículas de fluido chocan con las superficies y se adhieren a ellas, pueden producirse fugas o abrasión. 

Válvula de aguja Vs. Válvula de bola 

Las diferencias entre una válvula de bola y una válvula de aguja son bastante claras. He aquí algunas distinciones notables: 

aguja Válvula1
Fuente: Unsplash

Las aplicaciones que requieren modificaciones rápidas de estado, como pasar de abierto a cerrado o de cerrado a abierto instantáneamente, son más adecuadas para las válvulas de bola. Sin embargo, las válvulas de aguja son una opción preferible cuando la aplicación requiere un control de caudal muy preciso mediante la alteración de la posición del émbolo. 

En situaciones que requieren caudales elevados, las válvulas de aguja no son tan eficaces como las de bola debido a la caída de presión y la restricción de caudal que provoca su minúsculo ajuste.

Evidentemente, una diferencia fundamental es la disposición del elemento de control del caudal. La válvula de bola tiene una manivela, mientras que la de aguja conserva un volante. El caudal puede modificarse con la válvula de aguja, pero no con la de bola. 

Cuando se necesitan líneas para procedimientos de mezcla, las válvulas de aguja son fantásticas para los colectores de válvulas. Las válvulas de bola no deben utilizarse en estas situaciones, ya que el estrangulamiento ampliado o permanente puede provocar fallos.

Una válvula de aguja ofrece posibilidades de regulación adicionales que no tienen las válvulas de bola, otra característica que diferencia a estas válvulas entre sí. Teniendo en cuenta la precisión que ofrece la válvula de aguja, las aplicaciones de calibración son su uso óptimo.

En comparación con una válvula de aguja, una válvula de bola permite discernir fácilmente si está abierta o cerrada. Cuando la válvula de aguja está totalmente abierta, se necesitan unas cuantas vueltas del destornillador, pero en el caso de la válvula de bola solo se necesita un giro de 90°. 

El elemento de funcionamiento es una de las principales diferencias de diseño de estas válvulas. Una válvula de aguja tiene un eje puntiagudo que es forzado contra un asiento que se eleva o disminuye mediante un tornillo fijado a la parte superior de la maneta o rueda. En una válvula de bola se intercala una esfera entre una junta. Normalmente, esta esfera o "bola" tiene un hueco con el mismo orificio que la conexión de entrada, y está unida a un vástago, que a su vez está unido a una maneta.

Para aplicaciones en entornos marinos o de agua de mar, refinado de petróleo, elaboración de cerveza y otras industrias, el válvula de bola de acero inoxidable pueden aumentar la resistencia a la corrosión. Los sistemas automáticos de control de la combustión, las cadenas de purga de gas, las operaciones de dosificación, los sistemas de alimentación de líquidos, las cadenas de muestreo y los sistemas de vacío son algunos ejemplos de aplicaciones habituales de las válvulas de aguja.

Las válvulas de bola se utilizan con frecuencia en los sectores de la agricultura, la climatización, la construcción, la industria manufacturera, el petróleo y el gas, y la minería. El procesamiento químico, la climatización, la petroquímica, la fabricación, el tratamiento de aguas residuales y la industria farmacéutica son algunos de los sectores en los que pueden utilizarse válvulas de aguja.

¿Son mejores las válvulas de bola que las de aguja? 

Se ha demostrado que las válvulas de bola son superiores a las de aguja en varios aspectos. Una válvula de bola es barata y tiene una durabilidad excelente. Por ello, las válvulas de bola se emplean cada vez con más frecuencia en aplicaciones que exigen un mecanismo de sellado fiable. 

Gracias a su mayor fiabilidad y estanqueidad cuando se mantienen en posición cerrada, las válvulas de bola han demostrado un buen rendimiento en las industrias. El sector del petróleo y el gas, la minería, la construcción, la industria manufacturera, la calefacción y la refrigeración, y muchos más sectores utilizan mucho las válvulas de bola.

Las válvulas de bola son más fiables y están disponibles en una amplia variedad de diseños. Estas válvulas son cada vez más populares por su limpieza y bajo mantenimiento. Además, mantienen el flujo abierto y sin obstáculos. 

Cómo elegir 

Con el fin de seleccione la válvula que funcionará mejor para el sistema deseado, es crucial comprender cómo funciona cada una de estas válvulas. Los sectores petroquímico, de calefacción y refrigeración, manufacturero y farmacéutico, tratamiento de aguas residualesy las industrias de procesamiento químico son algunos de los sectores que utilizan ambas válvulas. A continuación, se enumeran los usos más específicos de ambas válvulas, lo que puede ayudar a los pasteleros a elegir el tipo de válvula adecuado. 

  • Elija una válvula de aguja
Válvula de aguja
Fuente: Unsplash

La capacidad de regulación adicional que ofrece una válvula de aguja es la distinción fundamental entre ambas válvulas. Como las válvulas de aguja pueden ajustarse con precisión, su control exacto las convierte en "una opción perfecta para aplicaciones de calibración". Es preferible quedarse con la válvula de aguja cuando es crucial un alto nivel de control y precisión.

Las válvulas de aguja permiten que el fluido pase a través de la pequeña abertura, lo que permite realizar modificaciones limitadas en el sistema. Los sistemas de vacío y las redes de medición son dos ejemplos destacados de aplicaciones en las que se requiere una regulación precisa del caudal, y las válvulas de aguja son la mejor elección. Cadenas de muestreo, cadenas de purga de gas, sistemas automáticos de control de la combustióny los sistemas de transmisión de fluidos son algunas de las aplicaciones típicas. 

  • Elija una válvula de bola
Válvula de bola 1
Fuente: unsplash

Las válvulas de bola son favoritas en aplicaciones en las que se espera un sistema de sellado fiable debido a su reducido coste y su robusta longevidad. Gracias a su cierre hermético y fiable en posición cerrada, son una opción industrial muy conocida. El petróleo y el gas, la industria manufacturera, la agricultura, la minería, la construcción y la calefacción y refrigeración son algunas de las industrias más comunes que utilizan válvulas de bola.

Las válvulas de bola de acero inoxidable son famosas por su uso en sistemas cerveceros, entornos marinos y refinerías de petróleo debido a su excepcional resistencia a la corrosión. Una válvula de bola permite el paso de todo el caudal tras sólo un cuarto de vuelta desde el cierre total. 

Conclusión 

Se recomienda elegir entre una válvula de bola y una válvula de aguja utilizando la información mencionada anteriormente y las necesidades de las aplicaciones. Una válvula de bola sería la opción preferida si tuviera que gobernar cuando el fluido debe circular por una tubería a caudales elevados. Sin embargo, una válvula de aguja funcionará mejor para ajustar con precisión el caudal. 

Asegúrese de tener en cuenta también otros factores, como el tamaño de la tubería, las condiciones de funcionamiento (temperatura), la compatibilidad de la sustancia con el líquido del procedimiento, las capacidades de presión, las necesidades de sellado y los tipos de conexión para una instalación sencilla. 

Póngase en contacto con fiable fabricante de válvulas industriales para obtener las mejores válvulas de control para las necesidades de su empresa. 

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