Una valvola di ritegno a disco basculante impedisce il riflusso grazie a un disco che ruota attorno a un punto di rotazione situato sopra l'asse centrale del foro della valvola. Questa posizione di rotazione è ciò che la distingue da una valvola di ritegno a battente standard. Il disco non ruota su una cerniera superiore, ma si inclina. Questo movimento di inclinazione riduce la corsa necessaria al disco per aprirsi e chiudersi, motivo per cui questo tipo di valvola si chiude più velocemente, con minore colpo d'ariete e minore caduta di pressione rispetto alle valvole di ritegno a battente convenzionali nella maggior parte delle condizioni operative.
Che cos'è una valvola di ritegno a disco basculante?
Una valvola di ritegno a disco basculante è una valvola unidirezionale ad azionamento automatico in cui un disco ruota attorno a un albero posizionato leggermente sopra e davanti al baricentro del disco. Questa geometria del perno decentrato fa sì che il disco si trovi sempre in uno stato di leggero squilibrio. Un flusso in avanti lo fa aprire facilmente. Una riduzione del flusso o un'inversione consentono al peso del disco e all'eventuale pressione inversa di farlo tornare rapidamente verso la sede.
Il corpo valvola è in genere a passaggio pieno ed è disponibile in configurazioni wafer, a linguetta o flangiate. Le configurazioni del corpo valvola di ritegno a disco basculante offrono le stesse opzioni di installazione delle valvole di ritegno a battente, ma con dimensioni di ingombro più compatte. Il profilo del disco è progettato per seguire fedelmente il diametro interno del tubo quando è aperto, riducendo al minimo l'ostruzione del flusso e la turbolenza che causa la caduta di pressione.
Come funziona il meccanismo del disco basculante
L'albero di rotazione si trova sopra l'asse centrale della valvola e leggermente a monte del centro di massa del disco. In posizione chiusa, il disco poggia piatto contro la sede. La pressione del flusso in avanti crea un momento attorno al perno che inclina il bordo anteriore del disco verso valle, ruotandolo e aprendolo. In posizione di completa apertura, il disco si assesta in una posizione quasi parallela alla direzione del flusso, presentando una sezione trasversale minima al flusso.
Quando la velocità del flusso diminuisce, il momento gravitazionale attorno al perno inizia a tirare il disco verso la sede prima che il flusso si arresti completamente. Il disco non attende la pressione del flusso inverso per chiudersi. La chiusura del disco per gravità e inerzia inizia durante la fase di decelerazione del ciclo di flusso. Questo è il vantaggio temporale che riduce il colpo d'ariete rispetto ai tradizionali design a disco oscillante, in cui il disco rimane aperto finché il flusso inverso non lo spinge fisicamente a chiudersi.
La velocità di chiusura dipende dalla geometria del disco, dalla distanza di offset del perno e dal tasso di decelerazione del flusso. Nei sistemi con arresto rapido della pompa o flusso ad alta velocità, la geometria del disco inclinabile garantisce una chiusura più rapida rispetto a un disco di ritegno oscillante di pari diametro.
Vantaggi rispetto alle valvole di ritegno a battente: Valvola di ritegno a disco basculante vs valvola di ritegno a battente
Il confronto tra valvole di ritegno a disco basculante e valvole di ritegno a battente è un tema ricorrente nelle specifiche relative alla produzione di energia, all'industria petrolifera e del gas e alle condotte di grande diametro. Le differenze sono reali e influenzano le prestazioni del sistema in modo misurabile.
La tabella seguente confronta le due tipologie in base ai fattori che influenzano le decisioni di selezione in ambito ingegneristico.
| Fattore | Valvola di ritegno a disco basculante | Valvola di ritegno basculante |
| meccanismo di chiusura | Gravità e slancio, proattivo | Dipendente dal flusso inverso, reattivo |
| rischio colpo d'ariete | In basso, si chiude durante la decelerazione | Più alto, chiude dopo l'inizio dell'inversione |
| Caduta di pressione | Disco inferiore quasi parallelo al flusso | Più in alto, il disco ostruisce parzialmente il foro |
| Lunghezza faccia a faccia | Più corto del controllo oscillante equivalente | È necessario un corpo più lungo |
| Intervallo di velocità del flusso | Adatto a servizi ad alta velocità | Migliore per velocità inferiori |
| Installazione | Orizzontale o verticale con flusso verso l'alto | Orizzontale preferito |
Classe di pressione: CLASSE 150-CLASSE 2500 (PN10-PN420)
La caduta di pressione rappresenta un vantaggio significativo nelle applicazioni ad alta portata. Il disco basculante in posizione aperta si allinea perfettamente con la direzione del flusso. Il disco di ritegno oscillante in posizione aperta presenta una superficie parzialmente trasversale al foro anche a piena apertura. Questa differenza geometrica si traduce direttamente in una minore perdita di energia attraverso il design del disco basculante in condizioni di elevata velocità.
L'altro vantaggio principale è il colpo d'ariete. Il picco di pressione all'arresto della pompa è la condizione che causa i danni maggiori nelle applicazioni con valvole di ritegno. Il disco basculante inizia a chiudersi quando il flusso decelera. Il disco di ritegno oscillante rimane aperto fino all'inizio dell'inversione. Si tratta di tempi di chiusura diversi che producono picchi di pressione misurabilmente diversi nelle tubazioni a valle della pompa.
Qual è il principale vantaggio di una valvola di ritegno a disco basculante rispetto a una valvola di ritegno a battente in applicazioni ad alta velocità?
Minore caduta di pressione e tempi di chiusura più rapidi. Il disco basculante si allinea quasi parallelamente al flusso quando è aperto, riducendo la resistenza al flusso rispetto al disco di ritegno oscillante che ostruisce parzialmente il foro. Inoltre, il disco inizia a chiudersi durante la decelerazione del flusso anziché attendere l'inversione, riducendo così il picco di pressione all'arresto della pompa.
Applicazioni tipiche: generazione di energia e settore petrolifero e del gas
Le valvole di ritegno a disco basculante sono spesso utilizzate in applicazioni in cui sono richiesti contemporaneamente elevata velocità di flusso, frequenti cicli di pompaggio e protezione dal colpo d'ariete.
La produzione di energia è il principale settore di applicazione. Le linee di mandata delle pompe di alimentazione delle caldaie funzionano ad alta velocità e si attivano e disattivano frequentemente al variare del carico. La valvola di ritegno a disco basculante gestisce sia l'elevata velocità di esercizio con una minore caduta di pressione, sia i frequenti cicli di funzionamento con una chiusura più rapida rispetto alle alternative a battente. Nei sistemi di raffreddamento delle centrali elettriche, queste valvole vengono utilizzate sui collettori di mandata delle pompe di grande diametro, dove la combinazione di ampio diametro, elevata portata e sensibilità al colpo d'ariete rende la valvola a disco basculante la specifica standard.
Nelle applicazioni per oleodotti e gasdotti, le valvole di ritegno a disco basculante vengono utilizzate sulle linee di scarico delle stazioni di compressione e sui collettori di uscita delle stazioni di pompaggio. L'elevata velocità del flusso di gas o liquidi si adatta perfettamente alle caratteristiche di bassa caduta di pressione del design a disco basculante. La rapida chiusura all'arresto del compressore o della pompa riduce il picco di pressione nel tratto di condotta a valle.
Nelle condotte di trasmissione dell'acqua, le valvole di ritegno a disco basculante vengono utilizzate nelle linee di mandata delle pompe di grande diametro, laddove le valvole di ritegno a battente convenzionali genererebbero colpi d'ariete inaccettabili in caso di arresto della pompa.
CTGV produce valvole di ritegno a battente a passaggio totale e valvole di ritegno a sollevamento in acciaio inossidabile costruite per API 6D, API 594 e ASME B16.34 Per tutte le classi di pressione, dalla Classe 150 alla 4500. Per gli ingegneri che devono specificare configurazioni di valvole di ritegno a disco basculante o a battente per applicazioni nel settore energetico, petrolifero e del gas o del trasporto idrico, CTGV fornisce raccomandazioni tecniche entro 2 ore. Contattateci per discutere le condizioni della vostra linea e ricevere una raccomandazione sulle specifiche della valvola.
Domande frequenti
Che cos'è una valvola di ritegno a disco basculante?
Una valvola unidirezionale ad azionamento automatico in cui un disco ruota attorno a un albero posizionato sopra l'asse centrale della valvola. Il flusso in avanti fa inclinare il disco in posizione aperta. La riduzione del flusso consente alla gravità e all'inerzia del disco di chiuderla prima del completo ritorno alla posizione iniziale. Offre una minore perdita di carico e una chiusura più rapida rispetto alle valvole di ritegno a battente convenzionali.
Qual è il principio di funzionamento di una valvola a disco?
Un disco si muove per aprire o chiudere il percorso del flusso in risposta alla differenza di pressione o alle condizioni di flusso. In una valvola di ritegno, la pressione del flusso in avanti apre il disco. Il flusso inverso o una riduzione della pressione in avanti lo chiudono. La geometria del disco e la posizione del perno determinano la velocità di chiusura e le caratteristiche di caduta di pressione.
Qual è il principio di funzionamento di una valvola di ritegno?
Una valvola di ritegno si apre automaticamente sotto pressione di flusso diretto e si chiude quando il flusso si arresta o si inverte. Non è richiesto alcun controllo manuale o attuato. La pressione di linea fa il lavoro. Il meccanismo di chiusura varia a seconda del modello: disco oscillante per gravità, disco basculante per gravità e inerzia, disco a molla per forza di molla.
Qual è la differenza tra una valvola di ritegno a battente e una valvola di ritegno a disco basculante?
Le valvole di ritegno a battente utilizzano un disco incernierato superiormente che si chiude per gravità e per inversione di pressione. Le valvole di ritegno a disco basculante utilizzano un disco con perno disassato che si chiude per gravità durante la decelerazione del flusso prima dell'inversione. Le valvole a disco basculante presentano una minore caduta di pressione, una chiusura più rapida e migliori prestazioni in termini di resistenza al colpo d'ariete in condizioni di flusso ad alta velocità.
