Che cos'è una valvola a farfalla?

La valvola a farfalla è un dispositivo di controllo del flusso compatto ed economico, a un quarto di giro, per regolare o isolare il flusso di liquidi, gas o solidi in una tubazione. Il suo disco funziona ruotando per consentire o bloccare il flusso del fluido. Il nome deriva dal suo disco, che assomiglia a una farfalla.

Nota per il suo design leggero e per il minimo ingombro, la valvola a farfalla è una scelta popolare in diverse applicazioni industriali. Offre costi di installazione inferiori rispetto alle valvole a saracinesca, a globo o a sfera, rendendola ideale per tubi di grande diametro. Grazie al minor numero di parti mobili, richiede meno manutenzione e garantisce prestazioni affidabili nel tempo.

Le valvole a farfalla sono versatili e ideali per i sistemi a bassa e media pressione, dove sono necessarie resistenza alla corrosione e tenuta. Possono essere azionate manualmente o con attuatori pneumatici ed elettrici, a seconda delle esigenze dell'applicazione. La capacità di flusso bidirezionale e il rapido funzionamento a un quarto di giro le rendono perfette per il controllo rapido del flusso, soprattutto in scenari di chiusura di emergenza.

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Come funziona una valvola a farfalla?

Una valvola a farfalla controlla il flusso con un quarto di giro. Il disco della valvola ruota di 90 gradi per bloccare o consentire il flusso. In posizione chiusa, il disco è perpendicolare al flusso e crea una tenuta ermetica. In posizione aperta, il disco si allinea parallelamente al flusso, consentendo il passaggio di fluidi, gas o solidi con una resistenza minima. La portata può essere controllata scegliendo un angolo del disco compreso tra 20 e 70 gradi circa.

Componenti di una valvola a farfalla

Una valvola a farfalla è costituita da pochi componenti che assicurano un controllo efficiente del flusso in diversi settori. Ecco una breve panoramica delle sue parti principali:

1. Corpo
Il corpo della valvola è la struttura centrale che ospita tutti i suoi componenti essenziali. È realizzato con materiali robusti e fornisce un involucro sicuro e privo di perdite per i componenti interni della valvola. I tipi di corpo più comuni sono Wafer, Lug e a doppia flangia.

2. Disco
Il disco della valvola è la parte rotante che controlla il flusso dei fluidi. Il materiale e il design del disco (centrico o eccentrico) sono fondamentali per le prestazioni, soprattutto in applicazioni corrosive o a media pressione.

3. Albero
L'albero collega il disco all'attuatore e trasmette la forza di rotazione.

4. Liner (sede nelle valvole eccentriche)
Il liner crea una tenuta stagna tra il disco e il corpo, impedendo le perdite. I materiali variano a seconda delle condizioni del fluido, della pressione e della temperatura.

5. Attuatore
L'attuatore è utilizzato per azionare la valvola. Gli attuatori possono essere manuali, pneumatici, elettrici o idraulici

Tipi di corpo delle valvole a farfalla

I corpi delle valvole a farfalla sono progettati per adattarsi alle varie connessioni flangiate delle tubazioni e ai requisiti di pressione. Il tipo di corpo dipende dalle esigenze di installazione del sistema e dal livello di pressione che la valvola deve gestire.

1. Wafer
Il corpo wafer si inserisce tra due flange della tubazione, trattenuto da bulloni che attraversano le flange lungo il corpo. È un'opzione leggera e più economica.

2. Lug
Il corpo a capocorda è dotato di fori filettati (lug) che ne consentono l'avvitamento alle flange. È comunemente usato quando la valvola deve essere rimossa senza intaccare le tubazioni su entrambi i lati.

3. Doppio flangiata (U-shaped)
Il corpo doppio flangiato offre la massima stabilità, con flange su entrambi i lati per un'installazione sicura. La tenuta è assicurata da bulloni che passano attraverso le flange e il corpo. Questo design è comunemente utilizzato per valvole di dimensioni maggiori.

Tipi di valvole a farfalla

La gamma di valvole a farfalla centriche di InterApp comprende la Bianca, rivestita in PTFE, e le Aquaria plus, Desponia e Desponia plus, con manicotto in elastomero. La gamma è completata dalla valvola a farfalla a doppio eccentrico Elara e dalla valvola a farfalla a triplo eccentrico Titania

1. Valvole a farfalla centriche (concentriche)
Le valvole a farfalla centriche hanno l'albero posizionato al centro del corpo, del disco e del liner. Questo design è conveniente e ideale per applicazioni a bassa e media pressione, ma non è adatto per applicazioni ad alta pressione o per il funzionamento in condizioni di elevata pressione differenziale.

2. Valvole a farfalla a doppio eccentrico
La valvola a doppio eccentrico presenta due disassamenti, riducendo l'attrito tra il disco e la sede. Questo design consente applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura. Utilizzate comunemente in settori quali la produzione di energia, la distribuzione dell'acqua e le applicazioni a vapore, queste valvole garantiscono una lunga durata nelle situazioni più gravose.

3. Valvole a farfalla a triplo eccentrico
La valvola a triplo eccentrico aggiunge un terzo scostamento angolare, assicurando l'azzeramento dell'attrito tra il disco e la sede e consentendo l'azzeramento delle perdite. Queste valvole sono progettate per gli ambienti a più alta temperatura e pressione che possono essere gestiti con una valvola a farfalla, rendendole la scelta migliore per le applicazioni industriali più critiche.

Vantaggi delle valvole a farfalla

Le valvole a farfalla offrono numerosi vantaggi che le rendono una scelta privilegiata in diversi settori industriali.

Vantaggi principali:

Design compatto: Le valvole a farfalla sono leggere e richiedono meno spazio, il che le rende ideali per tubazioni di grande diametro e installazioni con spazi limitati.
Funzionamento rapido: Il loro meccanismo a un quarto di giro consente un'apertura e una chiusura rapide, perfette per l'arresto di emergenza e per le applicazioni ad alto ciclo.
Economici: Grazie al numero ridotto di componenti e alla semplicità di costruzione, le valvole a farfalla sono più economiche da produrre, installare e mantenere rispetto ad altri tipi di valvole.
Manutenzione ridotta: Il minor numero di parti in movimento si traduce in una minore usura e in una manutenzione ridotta, garantendo tempi di inattività minimi nelle operazioni industriali.
Versatilità: Adatte a un'ampia gamma di fluidi, le valvole a farfalla possono gestire diverse condizioni di pressione e temperatura, con versioni per fluidi corrosivi o abrasivi.
Resistenza alla corrosione: Il manicotto protegge il corpo metallico della valvola dalla corrosione, rendendola adatta alla gestione di fluidi corrosivi.
Ampia gamma di dimensioni e configurazioni: Disponibili in una varietà di dimensioni, tipi di corpo (wafer, lug, doppio flangiato) e materiali, le valvole a farfalla possono essere utilizzate per un'ampia gamma di applicazioni.

Grazie a queste proprietà, le valvole a farfalla sono estremamente versatili e possono essere utilizzate per un'ampia gamma di applicazioni industriali.

Nonostante tutti questi vantaggi, le valvole a farfalla presentano alcuni limiti:

Regolazione: Sebbene le valvole a farfalla possano essere utilizzate per la regolazione, potrebbero non essere precise come altri tipi di valvole, come le valvole a globo, soprattutto in caso di piccole portate.
Pressioni differenziali elevate: Le valvole a farfalla centriche non sono tipicamente adatte ad applicazioni con elevate perdite di carico a causa della coppia idrodinamica che agisce sul disco.

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Azionamento della valvola a farfalla

Il metodo di attuazione di una valvola a farfalla ne determina il funzionamento, manuale o automatico. La scelta dell'attuatore giusto è fondamentale per garantire un funzionamento efficiente in base ai requisiti del sistema

Di seguito sono riportati i tipi di attuatori e le loro applicazioni:

1. Attuazione manuale
L'azionamento manuale viene effettuato manualmente, in genere con una leva manuale o un riduttore, ed è ideale per le valvole facilmente accessibili che non vengono azionate spesso.

Leva manuale: Ideale per le valvole più piccole nei sistemi a bassa pressione.
Riduttore: Offre un vantaggio meccanico per le valvole più grandi in applicazioni industriali con pressioni più elevate o per evitare il colpo d'ariete su valvole di piccole dimensioni.

2. Attuazione pneumatica
Gli attuatori pneumatici utilizzano l'aria compressa per un funzionamento rapido, il che li rende ideali per i sistemi automatizzati che richiedono un'elevata velocità di ciclaggio, tipicamente nei sistemi di automazione di processo.

Attuatori a doppio effetto: Utilizzano l'aria sia per l'apertura che per la chiusura.
Attuatori a semplice effetto: Utilizzano la pressione dell'aria per un'operazione, con un ritorno a molla per l'altra posizione.

3. Attuazione elettrica
Gli attuatori elettrici utilizzano motori elettrici per un controllo preciso, comunemente utilizzati nei settori HVAC, impianti di trattamento delle acque e generazione di energia.

4. Attuazione idraulica
Gli attuatori idraulici utilizzano un fluido ad alta pressione per fornire una coppia elevata, il che li rende ideali per le valvole di grande diametro e per i sistemi ad alta pressione, come le applicazioni oil & gas e marine.

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Scegliere l'attuatore giusto

Considerate:

Applicazioni di controllo: Gli attuatori pneumatici o elettrici sono i più indicati per queste applicazioni; gli attuatori elettrici reagiscono con maggiore precisione rispetto a quelli pneumatici.
Frequenza di funzionamento: Per cicli frequenti, gli attuatori pneumatici offrono una risposta più rapida.