Valvola a farfalla: come funzionano

Le valvole a farfalla sono valvole a quarto di giro diffuse per servizi on-off o modulanti. Sono leggeri, hanno un ingombro di installazione ridotto, costi inferiori, funzionamento rapido e sono disponibili con orifizi di grandi dimensioni. La “farfalla è un disco collegato ad un'asta. Quando la valvola si apre, il disco ruota per consentire il passaggio del fluido. Si chiude quando l'asta fa ruotare il disco di un quarto di giro in una posizione perpendicolare alla direzione del flusso. Scopri di più su come funzionano le valvole a farfalla e quando utilizzarle per diverse applicazioni.

Principio di funzionamentoLe valvole a farfalla hanno una costruzione relativamente semplice. La Figura 2 mostra i componenti principali di una valvola a farfalla, ovvero il corpo, la guarnizione, il disco e lo stelo. Il disco (Figura 2 etichettato E) di una valvola a farfalla si allinea con il centro della tubazione collegata e lo stelo (Figura 2 etichettato B) si collega a un attuatore o maniglia all'esterno della valvola. Nella posizione chiusa, il disco è perpendicolare al flusso, come mostrato nella Figura 2, e sigilla contro la sede della valvola (Figura 2 etichettata D). Un o-ring (Figura 2 etichettato C) nella baderna dello stelo sigilla contro le perdite lungo lo stelo. Quando l'attuatore o la maniglia ruotano lo stelo della valvola a farfalla di 90°, anche il disco ruota di 90° per diventare parallelo al flusso. La rotazione parziale consente di strozzare o proporzionale il flusso.

Design della chiusura del discoLe valvole a farfalla possono essere concentriche o eccentriche a seconda della posizione dello stelo rispetto alla linea centrale del disco e all'angolo della superficie della sede della valvola. ConcentricoIl design più elementare di una valvola a farfalla è una valvola a farfalla centrica o concentrica. Lo stelo passa attraverso la linea centrale del disco e la sede è la periferia del diametro interno del corpo valvola (Figura 4 a sinistra). Questo design della valvola con offset zero è noto come con sede resiliente perché una tenuta efficiente si basa sulla flessibilità della sede in gomma. In chiusura, il disco entra in contatto con la sede per la prima volta a circa 85° durante una rotazione di 90°. Le valvole a farfalla concentriche sono adatte per campi di bassa pressione.

Eccentrico Lo stelo di una valvola a farfalla eccentrica non passa attraverso la linea centrale del disco ma dietro di esso (in senso opposto alla direzione del flusso), come mostrato nella Figura 4 (a destra). Lo stelo di una valvola a farfalla con offset singolo si trova direttamente dietro la linea centrale del disco. Questo design riduce il contatto tra il disco e la guarnizione prima che la valvola si chiuda completamente. Un minor contatto migliora la durata della valvola.

In una valvola a farfalla a doppio offset o doppiamente eccentrica, lo stelo si trova dietro la linea centrale del disco con un ulteriore offset su un lato (Figura 5). Il design a doppia eccentricità dello stelo riduce il contatto tra disco e sede fino agli ultimi 1-3° di chiusura del disco.

Una valvola a farfalla a triplo offset (TOV o TOBV) è adatta per applicazioni critiche e ha un design simile a una valvola a farfalla a doppio offset. Il terzo offset è l'asse di contatto disco-sede. La superficie della sede ha una forma conica che, abbinata alla stessa forma sulla cresta del disco, determina un contatto minimo prima della chiusura completa della valvola. Una valvola a farfalla a triplo offset è più efficiente e presenta meno usura. Le valvole a triplo offset sono spesso realizzate con sedi metalliche per una chiusura a tenuta di bolle. Le sedi metalliche rendono le valvole a farfalla adatte a intervalli di temperatura più elevati.

Le valvole a farfalla ad alte prestazioni sfruttano la pressione nella tubazione per aumentare la tenuta tra la sede e il bordo del disco. Queste valvole a farfalla hanno valori di pressione più elevati e sono soggette a minore usura.