Tecnologie Chimiche Industriali classe III LE VALVOLE (PARTE I) Carroli Filippo a.s.200.2008/2009
IN QUESTA PUNTATA CLASSIFICAZIONE DELLE VALVOLE VALVOLE DI INTERCETTAZIONE CON MASCHIO TRONCO CONICO VALVOLE DI INTERCETTAZIONE CON MASCHIO SFERICO VALVOLE DI INTERCETTAZIONE E REGOLAZIONE A DISCO VALVOLE DI INTERCETTAZIONE E REGOLAZIONE A MEMBRANA
DI INTERCETTAZIONE VALVOLE DI REGOLAZIONE PARTICOLARI (o Speciali)
Tipi di Valvole di INTERCETTAZIONE Le Valvole di INTERCETTAZIONE 1) a Maschio Tronco Conico 2) a Maschio Sferico 3) a Disco 4) a Membrana 5) a Diaframma o Canotto 6) a Saracinesca
Tipi di Valvole di REGOLAZIONE Le Valvole di REGOLAZIONE 1) a Disco 2) a Membrana 3) a Diaframma o Canotto 4) a Saracinesca 5) a Farfalla 6) a Spillo
Tipi di Valvole PARTICOLARI (o SPECIALI) Valvole di RITEGNO (o di non ritorno) Valvole UNIDIREZIONALI a BATTENTE - CLAPET a SFERA a DISCO OSCILLANTE Le Valvole PARTICOLARI (o SPECIALI) Valvole di SICUREZZA a CONTRAPPESO a MOLLA a DISCO di ROTTURA Altre Valvole
Le Valvole di INTERCETTAZIONE sono così denominate perché come dice il loro nome intercettano il flusso del fluido. Consentono quindi solo il completo passaggio del fluido, o il suo arresto. (sono cioè aperte o chiuse, non hanno posizioni intermedie) NON CONSENTONO di regolare il flusso
Le Valvole di REGOLAZIONE sono così denominate perché come dice il loro nome permettono di regolare il flusso del fluido. Gli otturatori di queste valvole possono essere o completamente aperti,o completamente chiusi, o aperti in posizione intermedie. CONSENTENDO di regolare la PORTATA o la PRESSIONE del fluido
TIPOLOGIE DI VALVOLE
GENERALMENTE LE VALVOLE CON OTTURATORE A MASCHIO TRONCO CONICO E CON OTTURATORE A SFERA VENGONO IMPIEGATE QUASI ESCLUSIVAMENTE COME VALVOLE DI INTERCETTAZIONE
VALVOLE A MASCHIO TRONCO CONICO
Spaccato di una valvola a maschio tronco conico
VALVOLE A MASCHIO TRONCO CONICO
VOLANTE COMANDO OTTURATORE ORIZZONTALE VOLANTE COMANDO OTTURATORE VERTICALE
VOLANTE COMANDO OTTURATORE VERTICALE
VALVOLE A MASCHIO SFERICO
1) CORPO VALVOLA 2) ANELLI DI TENUTA 3) OTTURATORE A SFERA 4) ASTADI MANOVRA A MANIGLIA 5) ASTA DI COMANDO DELLA SFERA
SPACCATO VALVOLA CON OTTURATORE A SFERA ASTA OTTURATORE (per comando di manovra a maniglia) ORGANI DI TENUTA (anelli premistoppa) ANELLI DI TENUTA (seggi sfera) CORPO VALVOLA OTTURATORE A SFERA (in posizione di chiusura)
SEGGI SFERA SEDE ASTA DI COMANDO SFERA SEDE SFERA SFERA LUCI DI PASSAGGIO DELLA SFERA
VALVOLE A SFERA PRESSOFUSE PER ALTE PRESSIONE
Valvola con otturatore a sfera flangiata
VALVOLA A SFERA PASSAGGIO RIDOTTO VALVOLA A SFERA PASSAGGIO TOTALE VALVOLE A SFERA PASSAGGIO TOTALE PER ALTA PRESSIONE 70BAR
VALVOLE A SFERA A DUE VIE TIPO L VALVOLE A SFERA A TRE VIE TIPO T
VALVOLE A TRE VIE VALVOLE A SFERA A TRE VIE di TIPO T VALVOLE A SFERA A TRE VIE di TIPO L
Valvole a sfera a tre vie a 120 con riduttore manuale (coppia da 1500 Nm a 7000 Nm) a volantino.
VALVOLA A SFERA A QUATTRO VIE con attuatore elettromeccanico e volante di manovra di emergenza
VALVOLE A SFERA CON VOLANTE DI MANOVRA ORIZZONTALE E VERTICALE
VALVOLA A SFERA CON ATTUATORE SERVOMECCANICO
Valvole a sfera per l Industria Petrolifera
ESEMPI DI VALVOLE A SFERA DI GRANDI DIMENSIONI
VALVOLE A DISCO
SCHEMA E SPACCATO VALVOLA CON OTTURATORE A DISCO
Corpo valvola B: costituisce la struttura portante della valvola. Premistoppa P: isola il processo dall'ambiente tramite opportune tenute. Stelo S: costituisce l'equipaggio mobile, il cui movimento regola la distanza tra l'otturatore e la sede Otturatore T di tipo a globo Sede V con organo di tenuta per l'otturatore Αttuatore (non mostrato, all'estremità superiore dello stelo). Flangia F
SPACCATO VALVOLA CON OTTURATORE A DISCO
Vari tipi di otturatori per valvole a disco
ESEMPI DI OTTURATORI PER VALVOLE A DISCO
Valvole di intercettazione a flusso avviato. Controtenuta sull albero verso l esterno per il ricambio della guarnizione del premistoppa a valvola in esercizio completamente aperta. Attacchi a flange dimensionate e forate secondo le norme UNI-DIN PN 40. Condizioni di prova e di esercizio secondo le norme UNI 1284. Scartamento DIN 3202 F1 Valvole di regolazione. Otturatore a profilo parabolico. Albero di acciaio al 13% di Cromo con filettatura a passo fine per una sensibile regolazione. Indicatore di posizione a richiesta. Controtenuta sull albero verso l esterno per il ricambio della guarnizione del premistoppa a valvola in esercizio completamente aperta. Attacchi a flange dimensionate e forate secondo le norme UINI-DIN PN 16 - PN 40. Condizioni di prova e di esercizio secondo le norme UNI 1284. Scartamento DIN 3202 F1
FUNZIONAMENTO VALVOLA CON OTTURATORE A DISCO VALVOLE DI REGOLAZIONE A GABBIA Valvole di regolazione per alte pressioni Costruzione flangiata o a saldare Rating ANSI 600 1500 lbs ( PN100 PN250 ) Diametri 1/2" 12" ( DN 15 300 ) Trim a salti multipli con gabbie per elevati Deltapì
I rubinetti in ottone sono un esempio di valvola di Intercettazione e di Regolazione con otturatore a disco
VALVOLE CON OTTURATORE A DISCO CON VOLANTE DI COMANDO ORIZZONTALE E VERTICALE
VALVOLE CON OTTURATORI A DISCO CON ATTUATORI PNEUMATICI E OLEODINAMICI
Valvola a disco di regolazione di grandi dimensioni con volante di manovra verticale
SCHEMA ELETTROVALVOLA CON OTTURATURE A DISCO DIRETTA (COMANDATA DA ELETTROMAGNETE) 1 Corpo valvola 2 OR 3 Disco otturatore 4 Clip elettromagnete 5 Nucleo fisso 6 Elettromagnete 7 Anello di sfasamento magnetico 8 Nucleo mobile 9 Tubo guida-nucleo 10 Molla nucleo 11 Flangia 12 Sede
ELETTROVALVOLA A DISCO di piccole dimensioni con comando idraulico (IDROVALVOLA)
Valvole speciali per gas tossici, corrosivi, (gas-cloro-secco, cloruro di vinile monomero ecc.) sono costruite senza premistoppa, con tenuta mediante soffietto in TEFLON, fissato e guidato alle estremità per garantire una lunga durata alla frequenza dei movimenti ed alla pressione d esercizio. Il corpo è costruito in ghisa sferoidale ferritica (GS400-12), la sede di tenuta è avvitata sul corpo ed è intercambiabile, costruita in acciaio INOX AISI 316. Le flange sono unificate con sistema UNI e DIN oppure ASA, a richiesta del cliente. Asta di comando in acciaio INOX AISI 304 con filettatura Tpf (trapezoidale fine). Volantino di manovra per apertura/chiusura in ghisa sferoidale ferritica con mozzo filettato internamente e guidato mediante una rondella sezionata in acciaio fissata sulla lanterna. Fungo in ghisa GS400-12 con guarnizione intercambiabile di tenuta in TEFLON. Le valvole speciali Mod. I.P.C. cono costruite con gruppo compatto per la chiusura/apertura del fungo di tenuta grazie al sistema scorrevole senza guida a contatto con il corpo valvola; il gruppo è protetto in tutti i suoi particolari dal soffietto in Teflon, inoltre il gruppo scorrevole è di facile montaggio/smontaggio senza intervenire sul corpo valvola installato. Le valvole vengono costruite con dimensioni unificate DN 25 40 50 65 80 100 150 200 250 PN 16 ASA RF 150 300 e DIN.
VALVOLE A MEMBRANA Con comando a VOLANTINO Con comando PNEUMATICO ELETTROVALVOLE IDROVALVOLE
VALVOLE A MEMBRANA Con comando a VOLANTINO
VALVOLA A MEMBRANA A FLUSSO AVVIATO CON COMANDO MANUALE (SEMPRE APERTE) Di tipo FLANGIATO Con FILETTATURA
SPACCATO VALVOLA A MEMBRANA CON COMANDO A VOLANTINO (in materiale plastico) COMPONENTI 1 volantino 2 coperchio 3 cuscinetto a pressione 4 anello di sicurezza 5 indicatore - stelo 6 otturatore 7 perno 8 membrana di tenuta 9 cassa 10 rondella 11 vite esagonale 12 tappo di protezione
VALVOLE A MEMBRANA CON COMANDO OTTURATORE MANUALE A VOLANTINO
SEMPLICI RINFORZATE e composte ESEMPI DI MEMBRANE
ESEMPI DI MEMBRANE
VALVOLE A MEMBRANA Con comando PNEUMATICO
VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE APERTA CON COMANDO PNEUMATICO ARIA CHIUSURA NORMALMENTE APERTA L ARIA COMPRESSA ESERCITA LA SUA PRESSIONE SUL DISCO COLLAGATO CON L ASTA DI COMANDO DELLA MEMBRANA. QUANDO TERMINA L IMMISSIONE DELL ARIA NELLA CAMERA DEL CILINDRO LA SPINTA DELLA MOLLA DI RITORNO RIPORTA IL DISCO NELLA POSIZIONE INIZIALE RIAPRENDO LA VALVOLA ARIA CHIUSURA DISCO COLLEGATO CON L ASTA L COMANDO DELL OTTURATORE A MEMBRANA MOLLA RITORNO NORMALMENTE APERTA CON VOLANTINO DI EMERGENZA. IN CASO DI BLOCCO DEL DISPOSITIVO PNEUMATICO LA PRESENZA DEL VOLANTINO PERMETTE L AZIONAMENTO MANUALE DELLA VALVOLA.
VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE CHIUSA CON COMANDO PNEUMATICO ARIA APERTURA NORMALMENTE CHIUSA L ARIA COMPRESSA PER APRIRE L OTTURATORE DELLA VALVOLA DEVE AVERA UNA PRESSIONE TALE DA VINCERE LA SPINTA DELLA MOLLA DI RITEGNO CHE AGISCE SUL DISCO COLLAGATO CON L ASTA DI COMANDO DELLA MEMBRANA. QUANDO TERMINA L IMMISSIONE DELL ARIA NELLA CAMERA DEL CILINDRO LA SPINTA DELLA MOLLA RIPORTA IL DISCO NELLA POSIZIONE INIZIALE CHIUDENDO LA VALVOLA VOLANTINO DI EMERGENZA NORMALMENTE CHIUSA CON VOLANTINO DI EMERGENZA. IN CASO DI BLOCCO DEL DISPOSITIVO PNEUMATICO LA PRESENZA DEL VOLANTINO PERMETTE L AZIONAMENTO MANUALE DELLA VALVOLA. ARIA APERTURA
VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE CHIUSA CON COMANDO PNEUMATICO NORMALMENTE CHIUSA NORMALMENTE CHIUSA CON VOLANTINO DI EMERGENZA
VALVOLA A MEMBRANA CON COMANDO PNEUMATICO A DOPPIO EFFETTO DOPPIO EFFETTO SERVE L IMPULSO PNEUMATICO SIA PER APRIRE CHE PER CHIUDERE L OTTURATORE A MEMBRANA DOPPIO EFFETTO CON VOLANTINO DI EMERGENZA. IN CASO DI BLOCCO DEL DISPOSITIVO PNEUMATICO LA PRESENZA DEL VOLANTINO PERMETTE L AZIONAMENTO MANUALE DELLA VALVOLA. VOLANTINO DI EMERGENZA ARIA CHIUSURA DISCO SEPARATORE ARIA DI APERTURA E DI CHIUSURA COLLEGATO CON L ASTA COMANDO DELL OTTURATORE ARIA APERTURA
VALVOLA A MEMBRANA CON COMANDO PNEUMATICO A DOPPIO EFFETTO DOPPIO EFFETTO DOPPIO EFFETTO CON VOLANTINO DI EMERGENZA.
VALVOLA A MEMBRANA A COMANDO PNEUMATICO IN MATERIALE PLASTICO Caratteristiche principali Gamma dimensionale: DN12 e DN15 Pressioni di esercizio fino a 6 bar, a 20 C Pressione di comando: da 4 a 7 bar Funzione di comando: Normalmente Chiusa (NC) Normalmente Aperta (NO) Doppio Effetto (DA) Indicatore di posizione fornito di serie Materiale attuatore: PA Corpo in PVC, PP-H, PVCC, PVDF Membrana in EPDM, NBR, FPM o PTFE Manutenzione con corpo valvola installato COMPONENTI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 coperchio protezione indic. O-Ring coperchio molla (*) stelo/pistone lipring (**) O-Ring guida vite lipring rondella rondella otturatore membrana cassa rondella vite tappo filettato tappo
Esempi di valvole con otturatore a membrana di piccole dimensioni in materiale plastico e comando pneumatico
VALVOLE A MEMBRANA CON COMANDO OTTURATORE PNEUMATICO E A VOLANTINO IN ACCIAIO INOX VALVOLE A MEMBRANA CON COMANDO OTTURATORE PNEUMATICO E A VOLANTINO IN MATERIALE PLASTICO
Valvola a membrana a due vie Valvola a doppia membrana a due vie (valvola selezionatrice) Valvola a membrana ad angolo Valvola a membrana a comando pneumatico ESEMPI DI VARI TIPI DI VALVOLE A MEMBRANA
VALVOLA CON OTTURATORE A MEMBRANA (con innesto per attuatore di comando)
VALVOLE A MEMBRANA ELETTROVALVOLE
SPACCATO E DETTAGLI DI UNA VALVOLA SERVOAZIONATA DA ELETTROMAGNETE A MEMBRANA TRAINATA Il pistoncino azionato dall elettromagnete agisce direttamente sull otturatore a membrana 1 2 3 4b 5 6 7 8 9 10 Elettromagnete Corpo valvola Sede Membrana otturatore Tubo guida-nucleo Nucleo mobile Molla rinvio nucleo Anello di sfasamento magnetico Nucleo fisso Clip elettromagnete
SPACCATO E DETTAGLI DI UNA VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE CHIUSA SERVOAZIONATA DA ELETTROMAGNETE CON DISCO OTTURATORE Interruttore aperto elettromagnete diseccitato valvola aperta Interruttore chiuso elettromagnete eccitato valvola aperta
SPACCATO E DETTAGLI DI UNA VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE CHIUSA SERVOAZIONATA DA ELETTROMAGNETE CON DISCO OTTURATORE Il pistoncino azionato dall elettromagnete agisce su di un otturatore disco che fa diminuire la pressione nella camera superiore della membrana che apre la valvola 1 Coperchio 2 Membrana otturatore 3 OR 4 Disco otturatore 5 Clip elettromagnete 6 Elettromagnete 7 Nucleo fisso 8 Anello di sfasamento magnetico 9 Nucleo mobile 10 Tubo guida-nucleo 11 Molla nucleo 12 Molla membrana 13 Foro di equalizzazione 14 Sede 15 Corpo valvola
SPACCATO E DETTAGLI DI UNA VALVOLA A MEMBRANA NORMALMENTE APERTA SERVOAZIONATA DA ELETTROMAGNETE CON DISCO OTTURATORE Hanno una connessione di entrata e una di utilizzo ricavate dal corpo valvola, a riposo l otturatore secondario risulta in comunicazione con l utilizzo, una minima differenza di pressione esistente tra l alimentazione e l utilizzo causa l alzata dell otturatore principale determinando l apertura. Con l inserimento elettrico si chiude l orifizio secondario si ristabilisce l equilibrio tra le pressioni esistenti sulle due facce dell otturatore principale che si posiziona in chiusura sull orifizio principale. Anche in questa versione è necessaria una minima pressione di funzionamento.
VALVOLA A MEMBRANA azionata da elettromagnete sulla camera superiore della membrana VALVOLA CHIUSA (la pressione all interno della camera superiore e la forza della molla di ritegno agiscono sulla membrana che risulta chiusa) VALVOLA APERTA (la pressione all interno della camera superiore è minore rispetto a quella esercitata dal fluido sulla membrana nel corpo della valvola)
Valvola a membrana deviatrice (di separazione) azionata da leva comandata da elettromagnete SETTORE APERTO DELLA MEMBRANA 1 Elettromagnete 2 Corpo valvola 3 Sede 4a Leva otturatore 5 Tubo guida-nucleo 6 Nucleo mobile 7 Molla rinvio nucleo 8 Anello di sfasamento magnetico 9 Nucleo fisso 10 Clip elettromagnete
ESEMPI DI VALVOLE A MEMBRANA DEVIATRICI DI PICCOLE DIMENSIONI COMANDATA DA ELETTROMAGNETE
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DI ELETTROVALVOLA Principio di funzionamento della valvola L acqua che circola nella tubazione principale di alimentazione entra nella valvola esercitando una forza al centro della sua membrana. L acqua L passa quindi attraverso un piccolo foro nella membrana per raggiungere la camera superiore situata tra la membrana e il cappello, poi attraverso un foro situato nel cappello della valvola fino a raggiungere la zona del solenoide. Il solenoide s è composto da un pistoncino in metallo con molla di richiamo che, quando la valvola è chiusa, ostruisce il foro d ingresso. d La superficie umida della parte superiore della membrana è più grande di quella della parte inferiore e la valvola quindi rimane chiusa fintanto che l acqua l non viene evacuata dalla camera superiore (pressione x superficie = forza). Apertura elettrica di una valvola Quando la bobina del solenoide è eccitata la corrente crea un campo elettromagnetico che tira il pistone liberando così il foro e permettendo all acqua acqua di scorrere nella camera del solenoide e poi attraverso il foro di uscita del solenoide, prima di raggiungere la tubazione a valle. I fori del solenoide sono più grandi dell orifizio calibrato della membrana e quindi l acqua l scorre più velocemente all uscita della camera superiore membrana/cappello che all ingresso. Con la pressione esercitata sulla parte superiore della membrana liberata dagli orifizi e con la forza che c si esercita sulla membrana dalla parte della tubazione principale, la valvola si apre. Apertura manuale della valvola Stesso principio dell apertura elettrica. La pressione che si esercita sulla parte superiore della membrana viene liberata mediante spurgo interno o esterno. Lo spurgo interno della valvola provoca a il sollevamento meccanico del pistoncino del solenoide, liberando il foro di uscita della camera superiore e permettendo all acqua acqua di scorrere nella tubazione a valle. Alcune valvole hanno un dispositivo di spurgo esterno che consente di evacuare l acqua l della camera superiore nel pozzetto. Chiusura della valvola Quando il programmatore interrompe la corrente a bassa tensione, la molla del pistoncino del solenoide spinge nuovamente il pistone che va a chiudere il foro d ingresso d impedendo il passaggio dell acqua nella camera del solenoide e nel foro di uscita. La camera superiore (membrana/cappello) comincia a riempirsi e raggiunge rapidamente il punto di equilibrio in cui la pressione diventa uguale da ciascun lato della membrana. La molla della membrana continua ad esercitare una leggera spinta su di essa che e tende a chiudere la valvola. L azione L combinata della pressione della molla sulla membrana e dell accumulo d acqua d nella camera superiore provoca la chiusura completa della valvola.
COMANDO MANUALE GUARNIZIONE DI TENUTA CAMERA SUPERIORE MOLLA DI RITEGNO OTTURATORE A MEMBRANA SOLENOIDE PISTONCINO SOLENOIDE CAPPELLO CAMERA SUPERIORE GUARNIZIONE DI TENUTA CAMERA INFERIORE CAMERA SOLENOIDE FORO SVUOTAMENTO CAMERA SOLENOIDE CORPO RIGIDO CON FORO CENTRALE DELL OTTURATORE A MEMBRANA FORO COLLEGAMENTO CAMERA SUPERIORE FILTRO
VALVOLE A MEMBRANA IDROVALVOLE
SCHEMA FUNZIONAMENTO DELLE VALVOLE A MEMBRANA a comando idraulico (IDROVALVOLA( IDROVALVOLA)
SPACCATO DI UNA IDROVALVOLA A MEMBRANA
SPACCATO DI UNA IDROVALVOLA A MEMBRANA PARTICOLARI
IDROVALVOLA A MEMBRANA
IDROVALVOLA A MEMBRANA utilizzata come riduttore di pressione
ESEMPI DI IDROVALVOLE IN FUSIONE DI GHISA
ESEMPI DI IDROVALVOLE IN ACCIAIO ELETTROSALDATO DI GRANDI DIMENSIONI
ESEMPIO DI UTILIZZO DI UNA VALVOLA A MEMBRANA
FINE (PARTE I)