Le valvole: componenti delicati ed essenziali

Funzioni e criticità.

Quando parliamo di impianti termoidraulici, intendiamo quei sistemi attraverso i quali è possibile convogliare fluidi, di tipo liquido o aeriforme, con determinati valori di temperatura, pressione e velocità da un punto ad un altro. In questi sistemi i componenti di sicuro più delicati sono quelli in cui ci sono parti in movimento che interagendo con il fluido subiscono sollecitazioni che possono portare al malfunzionamento o alla rottura della parte.

Tra questi, oggi ci occuperemo in questo articolo della valvole che assolvono alla maggior parte delle funzioni di sicurezza, di convogliamento e di regolazione nel movimento del fluido trattato. Faizanè si è specializzata, negli anni, per offrire un’ampia gamma di prodotti di questo tipo, con un catalogo che comprende valvole di regolazione, valvole di sicurezza e valvole di ritegno costruite per soddisfare esigenze diverse nell’ambito degli impianti termoidraulici civili e industriali.

Una delle criticità che si possono riscontrare nel funzionamento delle valvole termoidrauliche è l’interazione chimica e fisica con il fluido da trattare. In realtà si tratta di problemi diversi, e spesso opposti, a seconda della natura della sostanza da trattare.

In alcuni casi è la reattività chimica della sostanza a preoccupare, soprattutto in funzione delle sue possibili interazioni con i materiali delle parti della valvola. L’ottone, ad esempio, è molto utilizzato per la sua resistenza alla corrosione dell’acqua, così come, almeno al di sotto di determinate temperature, la gomma e alcune materie plastiche. Nel caso, però, che il liquido da convogliare sia un acido o una base forte occorrerà prestare particolare attenzione a tutti i materiali delle parti della valvola che potranno venire a contatto con esso.

Molto spesso, invece, soprattutto quando si convogliano i gas, il problema è quello di assicurare una tenuta ottimale alle possibili perdite per trafilamento e quindi occorre prestare particolare attenzione sia alle filettature di collegamento del corpo principale, sia a tutti gli organi in movimento e alle loro tolleranze.

Inoltre, per assicurare il buon funzionamento delle parti in movimento bisogna anche valutare la viscosità del fluido convogliato che, se troppo elevata, può ridurre in modo critico la loro libertà di traslazione e rotazione.

Valvole di regolazione, di sicurezza e di ritegno.

Le valvole di regolazione hanno la funzione di agire sul fluido provocando, attraverso una dissipazione di energia, una riduzione dei valori di pressione e velocità, o comunque una loro variazione programmata.

Indipendentemente dalle diverse tipologie costruttive, il principio di funzionamento è quello di costringere il fluido ad attraversare una sezione opportunamente ridotta provocando una dissipazione di energia che può causare una diminuzione netta di pressione, anche abbinata con una riduzione della velocità che il fluido riacquisterà all’uscita dalla sezione ristretta.

Faizanè propone, ad esempio, valvole di regolazione a spillo in acciaio, adatte ad acqua, vapore o liquidi aggressivi con pressioni e temperature entro limiti prestabiliti, così come valvole a due vie regolate mediante attuatori pneumatici. Inoltre commercializziamo anche riduttori di pressione, realizzati sempre in acciaio inox, tarabili da 1 a 7 bar per una pressione massima di 40 bar.

Le valvole di sicurezza, invece, assolvono alla funzione di mandare a scarico il fluido contenuto nell’impianto in caso la pressione superi un certo valore di taratura. Nella maggior parte dei casi, poi, la fuoriuscita di una modesta quantità di liquido o di gas riduce drasticamente la pressione interna, risolvendo temporaneamente il problema.

Gli schemi costruttivi dei prodotti che commercializziamo sono sostanzialmente due: la variante tarabile mediante contrappeso e quella con regolazione a vite. La prima, in particolar modo, consente anche lo scarico manuale attraverso l’azionamento di una leva e offre quindi un’opzione aggiuntiva rispetto alle valvole con taratura a vite.

Il corpo di queste valvole può essere in metallo, gomma o PTFE (Teflon®): i componenti con il corpo metallico sono indicati per acqua, vapore, aria e liquidi di diverso tipo, mentre quelli in gomma per acqua e aria, con temperature inferiori a 70°C e pressioni al si sotto dei 6 bar, le valvole con corpo in Teflon® possono lavorare con tutti i fluidi non corrosivi fino a un massimo di 180°C.

Infine, le valvole di ritegno permettono il passaggio del fluido in un solo verso, mentre lo bloccano totalmente in quello opposto. Anche in questo caso sono disponibili diverse tipologie costruttive con prodotti realizzati in materiali vari, che si adattano alle esigenze di impianti che trattano liquidi o gas, con valori di temperatura e pressione diversi.

Tra i materiali più utilizzati c’è senza dubbio l’ottone, che ha un ampio campo di impiego, sia dal punto di vista delle sostanze con cui interagisce in modo ottimale, sia per i valori di temperatura e pressione in cui può essere facilmente impiegato. Tuttavia, vi sono molte valvole di ritegno realizzate in plastica, soprattutto in PVC, PP e PVDF, con diverse tipologie costruttive, come le valvole a disco, quelle a Y e le clapet.

Perdite di carico

Come è noto, ogni ostacolo che viene posto sul cammino del flusso di un fluido determina inevitabilmente una diminuzione della sua energia, chiamata perdita di carico concentrata, a causa delle turbolenze che nascono all’interno della vena fluida. Queste perdite di carico sono presenti ogni qual volta si inseriscano componenti come valvole, rubinetti, ripartitori di flusso o anche semplici curve e si ripercuotono, inevitabilmente, sulla resa dell’impianto che consuma più energia di quella che sarebbe teoricamente necessaria.

Anche le valvole, come abbiamo visto, sono responsabili di perdite di carico, soprattutto nel caso in cui siano sempre attraversate da un flusso che devono intercettare solo all’occorrenza, per eliminarlo o parzializzarlo. Quando si sceglie dunque una valvola di intercettazione o di parzializzazione per un impianto termoidraulico è molto importante valutare la perdita di carico che questo componente causerà al flusso che lo attraversa.

Le tipologie costruttive che Faizanè propone sono tutte pensate per minimizzare le perdite di carico. Ad esempio le valvole a sfera a passaggio totale, disponibili in versioni differenti, per liquidi e gas, sono componenti destinati ad intercettare e bloccare un flusso che garantiscono perdite di carico molto ridotte.

Anche le valvole a farfalla che commercializziamo, pur avendo una funzione di parzializzazione della sezione di passaggio che porta con sé, inevitabilmente, delle perdite di carico importanti, sono realizzate in diversi materiali e con cura per il meccanismo di funzionamento in modo da ottenere le migliori prestazioni.