Una valvola di ritegno a molla impedisce il riflusso utilizzando un disco azionato da una molla che si chiude prima che il flusso si inverta effettivamente. Questa è la differenza fondamentale rispetto a una valvola di ritegno a battente. Le valvole di ritegno a battente attendono che il flusso inverso spinga il disco in chiusura. Le valvole a molla, invece, si chiudono non appena la velocità del flusso in avanti diminuisce. Questo intervallo di tempo è ciò che causa il colpo d'ariete in un tipo di valvola e lo previene nell'altro.
Che cos'è una valvola di ritegno a molla?
Una valvola di ritegno a molla è una valvola unidirezionale in cui una molla compressa mantiene il disco contro la sede in assenza di flusso in avanti. La pressione in avanti vince la forza della molla e apre la valvola. Quando il flusso in avanti scende al di sotto della pressione di apertura, la molla spinge il disco nuovamente contro la sede prima che possa svilupparsi un flusso inverso.
La pressione di apertura è la pressione minima a monte necessaria per aprire la valvola contro la molla. Nella maggior parte delle applicazioni industriali, i valori si attestano tra 0,5 e 5 PSI. Una pressione di apertura inferiore è adatta a sistemi a bassa portata. Una pressione superiore è indicata per sistemi in cui la contropressione è significativa e una tenuta ermetica a una portata prossima allo zero è un requisito imprescindibile.
Come funziona il meccanismo a molla
La molla si trova tra il disco e il corpo valvola a valle. In posizione chiusa: la molla mantiene il disco premuto contro la sede. Quando la pressione in avanti supera la pressione di apertura, il disco si solleva e il fluido scorre attraverso lo spazio circostante. Quando la pompa si arresta o la pressione in avanti diminuisce, la molla inizia a chiudere il disco prima che la colonna di flusso si inverta.
Questo è il punto. La chiusura della molla avviene prima dell'inversione del flusso, non a causa di essa. Un disco di ritegno oscillante rimane aperto finché il flusso inverso non lo spinge fisicamente a chiudersi. A quel punto il picco di pressione si sta già formando. Il disco caricato a molla si sta già chiudendo mentre il flusso in avanti sta ancora decelerando. Il picco di pressione non ha spazio per svilupparsi.
La rigidità della molla è importante. Una molla più rigida si chiude più velocemente, con conseguente maggiore pressione di apertura, maggiore resistenza al flusso in avanti e maggiore caduta di pressione. Una molla più morbida si chiude più lentamente, con minore pressione di apertura e minore caduta di pressione. La rigidità corretta della molla dipende dalla velocità del flusso, dalla caduta di pressione accettabile e dal rischio di colpo d'ariete che il sistema può tollerare.
Valvola di ritegno a molla vs valvola di ritegno a battente: valvola anti-colpo d'ariete vs valvola di ritegno a molla
Non slam Il confronto tra valvola di ritegno a molla e valvola di ritegno a molla è il parametro di riferimento utilizzato dagli ingegneri per scegliere tra i due modelli per una specifica applicazione.
La tabella seguente mostra la posizione di ciascuna tipologia rispetto ai fattori che influenzano la decisione di selezione.
| Fattore | Valvola di ritegno a molla | Valvola di ritegno basculante |
| Meccanismo di chiusura | Con l'ausilio di una molla, si chiude prima dell'inversione. | Dipendente dalla gravità e dal flusso inverso |
| rischio colpo d'ariete | Basso | Più in alto, il disco sbatte sul flusso inverso |
| Caduta di pressione | Più alto a causa della resistenza della molla | Percorso di flusso inferiore e libero da ostacoli |
| Orientamento all'installazione | Qualsiasi orientamento | Solo orizzontale o verticale specifico |
| Manutenzione | È necessaria un'ispezione periodica in primavera. | Più semplice, con meno componenti |
| Ideale per | Uscita della pompa, linee verticali, flusso pulsante | Flusso orizzontale elevato, basso rischio di colpo d'ariete |
Il design a molla riduce significativamente il colpo d'ariete nella maggior parte delle applicazioni. L'eliminazione completa dipende da fattori di sistema che vanno oltre la valvola. La lunghezza della tubazione, la velocità del flusso e la frequenza di arresto della pompa contribuiscono tutti a questo fenomeno. La valvola chiude il disco in modo proattivo. La progettazione del sistema determina se ciò sia sufficiente.
Riduzione del rumore e del colpo d'ariete
Il colpo d'ariete è l'onda di pressione che si verifica quando una colonna di fluido in movimento si arresta o inverte improvvisamente il suo flusso. La valvola di ritegno a disco oscillante rimane aperta finché il flusso non si inverte. A quel punto si verifica un impatto violento. Tale impatto crea un'onda di pressione che si propaga attraverso le tubazioni generando rumore e sollecitazioni meccaniche su ogni raccordo e giunto del sistema.
La soppressione del colpo d'ariete è il motivo per cui i dispositivi a molla sono presenti nelle linee di mandata delle pompe, nelle colonne montanti verticali e nei sistemi in cui i cicli di avvio e arresto delle pompe sono frequenti. Negli impianti HVAC e negli impianti degli edifici, dove il rumore si propaga attraverso le tubazioni negli spazi occupati, la differenza tra un forte rumore e una chiusura silenziosa rappresenta un potenziale problema operativo.
Qual è la differenza tra una valvola di ritegno silenziosa e una valvola di ritegno a battente standard?
Una valvola di ritegno silenziosa utilizza una chiusura assistita da molla per chiudere il disco prima che il flusso si inverta. Una valvola di ritegno a battente standard si affida alla gravità e alla pressione del flusso inverso per spingere il disco in chiusura. La valvola di ritegno silenziosa elimina l'impatto del disco e il conseguente picco di pressione. Il design a battente è più semplice e presenta una minore caduta di pressione, ma genera rumore e colpo d'ariete in fase di chiusura. Per i sistemi in cui sia il rumore che il colpo d'ariete rappresentano un problema, il design a molla è la soluzione più appropriata.
Applicazioni
Le valvole di ritegno a molla vengono utilizzate ovunque sia necessario prevenire l'inversione del flusso e controllare il colpo d'ariete contemporaneamente.
Le linee di mandata delle pompe rappresentano l'applicazione principale. Ogni volta che una pompa centrifuga si arresta, la colonna di flusso decelera e tenta di invertire il flusso attraverso la girante. La chiusura a molla impedisce che ciò accada prima ancora che inizi. Protegge la pompa dalla rotazione inversa. Protegge le tubazioni dai picchi di pressione.
Le tubazioni verticali necessitano di un sistema di molle di supporto, poiché le valvole di ritegno a battente si basano sulla gravità e non possono funzionare correttamente in presenza di flusso verticale discendente. La molla fornisce la forza di chiusura indipendentemente dall'orientamento, motivo per cui le valvole a molla rappresentano la specifica standard per le applicazioni con colonne montanti verticali.
Nei circuiti di acqua refrigerata e di acqua calda degli impianti HVAC si utilizzano valvole di ritegno silenziose per impedire il flusso termosifone quando le pompe sono spente e per eliminare il rumore negli edifici in cui il rumore degli impianti meccanici rappresenta un vero e proprio problema operativo.
I sistemi di iniezione di sostanze chimiche utilizzano valvole di ritegno a pistone a molla per impedire al fluido di processo di entrare nelle linee delle pompe dosatrici. La pressione di apertura imposta una soglia definita al di sotto della quale la valvola rimane chiusa, indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione a valle.
CTGV produce valvole di ritegno a passaggio totale E valvole di ritegno di sollevamento in acciaio inox Realizzate secondo gli standard API 6D, API 594 e ASME B16.34. Per i sistemi che richiedono un comportamento di chiusura assistito da molla, la gamma di valvole di ritegno a sollevamento di CTGV comprende la chiusura a disco guidato con opzioni di tenuta metallo-metallo o morbida, nelle classi ANSI da 150 a 4500. Contattaci per ricevere una consulenza tecnica entro 2 ore.
Classe di pressione: CLASSE 150-CLASSE 2500 (PN10-PN420)
Domande frequenti
A cosa serve una valvola di ritegno a molla?
Previene il riflusso nelle linee di mandata delle pompe, nelle tubazioni verticali, nei circuiti HVAC e nei sistemi di iniezione di sostanze chimiche. La molla chiude il disco prima che il flusso si inverta, proteggendo le pompe dalla rotazione inversa e prevenendo il colpo d'ariete laddove le valvole di ritegno a battente si chiuderebbero bruscamente.
Come funziona una valvola a molla?
La pressione in avanti vince la forza della molla e apre il disco. Quando il flusso in avanti scende al di sotto della pressione di apertura, la molla chiude il disco prima che si sviluppi un flusso inverso. La chiusura avviene prima dell'inversione, non a causa di essa. Questa differenza di temporizzazione elimina il picco di pressione.
Quando è opportuno utilizzare una valvola di ritegno?
Utilizzare una valvola di ritegno ogniqualvolta il riflusso possa danneggiare le apparecchiature, contaminare il fluido a monte o creare un pericolo per la sicurezza. Le cause più comuni includono le linee di mandata delle pompe, le colonne montanti verticali, i sistemi a zone di pressione multiple e ovunque il flusso inverso provochi colpi d'ariete o la rotazione inversa della pompa.
Qual è l'utilizzo più comune di una valvola a molla?
Protezione dello scarico della pompa. La molla chiude il disco quando la pompa decelera, impedendo il riflusso attraverso la girante e il picco di pressione che si verifica quando un disco di ritegno oscillante si chiude bruscamente contro una colonna di fluido in inversione.
