Le differenze tra valvole a sfera e valvole a maschio

Il principio di funzionamento di una valvola a maschio

Una valvola a maschio è un tipo di valvola relativamente vecchio che si basa sulla rotazione di un maschio attorno alla linea centrale del corpo della valvola per ottenere l'apertura e la chiusura. La funzione principale di una valvola a maschio è quella di intercettare, distribuire e modificare la direzione del flusso del fluido. Le valvole a maschio hanno una struttura semplice, dimensioni complessive ridotte e bassa resistenza ai fluidi durante il funzionamento, richiedendo solo una rotazione di 90 gradi. Sono ampiamente utilizzati, soprattutto in applicazioni a bassa pressione, di piccolo diametro e a bassa temperatura.

Gli svantaggi delle valvole a maschio includono lo sforzo richiesto per azionarle, la tendenza della superficie di tenuta a usurarsi, la possibilità di rimanere bloccate in condizioni di temperatura e pressione elevate e la loro limitata idoneità alla regolazione del flusso.

Le valvole a maschio sono note anche come rubinetti a maschio o valvole a quarto di giro. Esistono vari tipi di valvole a maschio in base al passaggio del flusso, comprese le configurazioni dirette, a tre e a quattro vie. Gli ultimi due tipi vengono utilizzati per la distribuzione del fluido e il cambiamento della direzione del flusso, mentre il primo viene utilizzato per scopi di intercettazione.

Le valvole a maschio possono essere classificate in base al meccanismo di tenuta. Esistono tre tipi: tipo fisso, che si basa sul serraggio di un dado sotto l'otturatore per ottenere la tenuta tra l'otturatore e il corpo della valvola; tipo a pacco, che utilizza una baderna compressa per forzare la tenuta dell'otturatore e del corpo della valvola; e di tipo autosigillante, dove la tenuta tra l'otturatore e il corpo valvola è ottenuta dalla forza del fluido stesso. Il fluido entra nel piccolo foro del tappo situato all'ingresso, quindi scorre nella parte inferiore dell'estremità più grande del tappo, spingendolo verso l'alto e sigillandolo ermeticamente. Una molla sottostante fornisce il precarico. Questa struttura è comunemente usata per i mezzi aerei.

Per migliorare l'attrito e l'usura tra l'otturatore e il corpo della valvola, a volte viene utilizzata una valvola a otturatore iniettata d'olio. In questo tipo di valvola, uno strato di film d'olio separa l'otturatore e il corpo della valvola, garantendo un'apertura e una chiusura più fluide. Tuttavia, diversi mezzi di lavoro hanno temperature e caratteristiche chimiche diverse e l'adattabilità dell'olio lubrificante diventa una questione chiave per l'uso diffuso di valvole a maschio a iniezione d'olio. Per alcuni mezzi, la viscosità cambia significativamente con la temperatura. Quando la temperatura è bassa la scorrevolezza è scarsa o addirittura inesistente (es. olio pesante). Per soddisfare le esigenze di tali fluidi, le fabbriche utilizzano spesso valvole a maschio rivestite, in cui il fluido all'interno della camicia viene riscaldato e isolato da vapore o acqua calda, garantendo un flusso regolare.

Differenze tra valvole a maschio e valvole a sfera

Le valvole a maschio e le valvole a sfera sono entrambe ampiamente utilizzate e hanno caratteristiche funzionali simili, ma esistono molte differenze tra loro.

I principi di funzionamento delle valvole a maschio e delle valvole a sfera sono diversi.

Le valvole a sfera si sono evolute dalle valvole a maschio. L'elemento di chiusura di una valvola a sfera è una sfera, mentre le valvole a maschio vengono utilizzate principalmente per l'intercettazione, la distribuzione e la modifica della direzione del flusso del fluido.

In una valvola a maschio, l'elemento di chiusura principale è un otturatore conico girevole (noto anche come otturatore) di forma conica. All'interno ha un passaggio a sezione rettangolare e al centro c'è un foro. Quando il tappo viene ruotato di 90 gradi, il passaggio del fluido è completamente chiuso. Le valvole a maschio controllano l'apertura e la chiusura della valvola mediante un tappo conico con un foro. Il tappo conico corrisponde alla superficie di tenuta conica all'interno del corpo valvola e lo spazio tra il tappo e il corpo valvola è sigillato mediante una guarnizione nella parte superiore del corpo valvola. Per ruotare la spina viene utilizzata una speciale chiave a foro quadrato. Ruotandola di un certo angolo, la valvola può essere aperta o chiusa. I tipi di valvole a maschio includono configurazioni dirette, a tre e a quattro vie.

Le caratteristiche delle valvole a maschio includono una struttura semplice, apertura e chiusura rapide, bassa resistenza, ma coppia elevata richiesta per la rotazione e una lunga rettifica dell'otturatore durante la manutenzione.

La differenza principale tra le valvole a maschio e le valvole a sfera è che le valvole a maschio hanno migliori capacità di regolazione in termini di intercettazione, sebbene il vantaggio non sia significativo. La superficie di tenuta delle valvole a maschio è molto più grande di quella delle valvole a sfera, con conseguente migliore prestazione di tenuta ma coppia più elevata e minore flessibilità di funzionamento. È difficile ottenere grandi dimensioni per le valvole a maschio.

Le valvole a sfera hanno prestazioni di tenuta leggermente inferiori ma possono essere realizzate in dimensioni più grandi. Con l'avanzamento della tecnologia, anche le prestazioni di tenuta delle valvole a sfera sono migliorate.

In generale, le valvole a maschio sono comunemente utilizzate in applicazioni che richiedono una tenuta rigorosa ma hanno dimensioni relativamente piccole, mentre le valvole a sfera vengono utilizzate in applicazioni in cui i requisiti di tenuta non sono così rigorosi ma sono necessarie dimensioni maggiori.