Este documento describe dos tipos principales de válvulas: válvulas esféricas y válvulas de diafragma. Las válvulas esféricas son pequeñas y de bajo costo, utilizadas comúnmente en la industria. Tienen un obturador en forma de esfera que gira para abrir y cerrar el paso del fluido. Las válvulas de diafragma ofrecen ventajas como un paso suave y laminar, y pueden cerrar de forma estanca incluso con sólidos en la corriente. Usan un

1. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL ROSARIO
2008
VALVULAS ESFERICAS Y DE
DIAFRAGMA
Grupo N°6
GUIDOLIN, Franco / Leg 33736
LEVALLE, Melina / Leg 34435
SCANDALO, Luciano / Leg. 27105
SOSA, Maximiliano / Leg. 28396
TZIRIMIS, Noelia / Leg. 33372
ZANZO, Juan Carlos / Leg. 33719

2. VALVULAS
El funcionamiento de un sistema de tuberías depende en gran
parte de la elección adecuada y de las condiciones de las válvulas que
controlan y regulan la circulación de los fluidos en la instalación. Las
válvulas deben colocarse en lugares donde sea fácil su manejo y
mantenimiento, conservando la instalación sin que interrumpa el
funcionamiento de otros aparatos conectados. Una buena válvula debe
diseñarse de manera que sus deformaciones debidas a las variaciones
de temperatura y de presión, y las dilataciones de las tuberías
conectadas, no deformen el asiento; su vástago y el collarín del
prensaestopas deben permitir poner con facilidad y rapidez la
empaquetadura; los discos y los asientos deben estar diseñados y
hechos con materiales que permitan que la válvula siga cerrando bien
durante un periodo razonable de servicio activo.
Las válvulas son, después de las bombas y los motores, los
componentes más importantes de los circuitos hidráulicos.. Pueden servir
para realizar tres funciones distintas:
• Controlar la presión: limitan la presión del circuito para protegerlo o
para reducir la fuerza o el par ejercido por el cilindro o un motor
rotativo; limitan la presión en una rama de un circuito a un valor
inferior a la presión de trabajo del circuito principal; controlan la
sucesión de operaciones entre dos ramas de un circuito.
• Controlar el caudal: controlan, por ejemplo, la velocidad con que se
mueve un cilindro hidráulico.
• Controlar la dirección: Bloquean el paso del fluido en un sentido, pero
no en el sentido contrario.
PARTES INTERNAS DE LA VALVULA
Como partes internas de una válvula se consideran generalmente
las piezas metálicas internas desmontables que están en contacto directo
con el fluido. Estas piezas son el vástago, la empaquetadura, el collarín
de lubricación en la empaquetadura, los anillos de guía del vástago, el
obturador y el asiento o los asientos. Hay que señalar que el obturador y
el asiento constituyen el corazón de la válvula al controlar el caudal
gracias al orificio de paso variable que forman al variar su posición
relativa, y que además tienen la misión de cerrar el paso del fluido.
Para la elección del obturador y del asiento intervienen tres puntos
principales:
• Materiales normales y los especiales aptos para contrarrestar la
corrosión, la erosión y el desgaste producidos por el fluido.

3. • Características de caudal en función de la carrera. Tamaño normal
o reducido que permite obtener varias capacidades de caudal de la
válvula con el mismo tamaño del cuerpo.
CUERPO DE LA VALVULA
El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del
fluido sin perdidas, tener un tamaño adecuado para el caudal que debe
controlar y ser resistente a la erosión o la corrosión producidas por el
fluido. El cuerpo y las conexiones a la tubería están normalizados de
acuerdo con las presiones y temperaturas de trabajo bajo normas
específicas.
Cabe destacar los siguientes puntos:
• Las conexiones roscadas se utilizan hasta 2 ’’.
• Las bridas pueden ser planas, con resaltes, machiembradas,
machiembradas con junta de anillo.
• Las conexiones pueden ser con encaje o con soldadura a tope.
• El cuerpo suele ser de hierro, acero y acero inoxidable y en casos
especiales los materiales pueden ser de monel, hastelloy B o C,
etc.
TAPA DE LA VALVULA
La tapa de la válvula tiene por objetivo unir el cuerpo al accionador.
Para que el fluido no se escape a través de la tapa es necesario disponer
una caja de empaquetadura entre la tapa y el vástago. La
empaquetadura ideal debe ser elástica, tener un bajo coeficiente de
rozamiento, ser químicamente inerte y ser un aislante eléctrico, con el fin
de no formar un puente galvánico con el vástago que de lugar a una
corrosión de partes de la válvula. La empaquetadura que se utiliza
normalmente es de teflón cuya temperatura máxima de servicio es de
220° C. A temperaturas superiores o inferiores a este valor es necesario
o bien emplear otro material o bien alejar la empaquetadura del cuerpo
de la válvula para que se establezca así un gradiente de temperaturas
entre el fluido y la estopa y esta ultima pueda trabajar satisfactoriamente.
La empaquetadura normal no proporciona un sello perfecto para el fluido.
En el caso de fluidos corrosivos, tóxicos, radioactivos, o muy valiosos hay
que asegurar un sierre total en la estopa.

4. Válvulas Esféricas
Esta válvula es pequeña y tiene bajo
costo, por lo cual es muy utilizada en la
industria. El cuerpo de la válvula tiene una
cavidad interna esférica que alberga un
obturador en forma de esfera o de bola. La
esfera tiene un corte adecuado (usualmente
en V) que gira transversalmente accionada
por un actuador exterior. El cierre estanco y la
deslizabilidad se logran con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra
el cual asienta la esfera cuando la válvula esta cerrada. Las válvulas de
bola son de ¼ de vuelta (90°). En posición de apertura total, la válvula
equivale aproximadamente en tamaño a 75% del tamaño de la tubería.
La válvula esférica se emplea principalmente en el control de
caudal de fluidos con gran porcentaje de sólidos en suspensión. Puede
ser de muchos materiales, generalmente de bronce cromado y en menor
caso de acero inoxidable.

5. Recomendada para:
• Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.
• Cuando se requiere apertura rápida.
• Para temperaturas moderadas.
• Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.
Aplicaciones:
Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.
Ventajas:
• Bajo costo.
• Mayor caudal: las válvulas esféricas por su pasaje circular tienen
un mayor caudal que las válvulas tradicionales tipo globo
• Acción rotativa: la acción rotativa del vástago reduce el desgaste de la
empaquetadura evitando pérdidas y entrada de suciedad que se
produce en las válvulas de vástago ascendente
• Corte bidireccional.
• Circulación en línea recta.
• Pocas fugas.
• Se limpia por si sola.
• Poco mantenimiento.
• No requiere lubricación.
• Tamaño compacto.
• Cierre hermético: las válvulas esféricas de control pueden ser
utilizadas para un cierre hermético, no siendo así en muchas
válvulas globo o mariposa.
Desventajas:
• Características deficientes para estrangulación.
• Alta torsión para accionarla.
• Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.
• Propensa a la cavitación.
Variaciones:

6. Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos
(partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño
reducido.
Materiales:
Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al
carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de
polipropileno y PVC.
Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno.
Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento:
Dejar suficiente espacio para accionar una manija larga.
Especificaciones para el pedido:
• Temperatura de operación.
• Tipo de orificio en la bola.
• Material para el asiento.
• Material para el cuerpo.
• Presión de funcionamiento.
• Orificio completo o reducido.
• Entrada superior o entrada lateral.
VALVULAS ESFÉRICAS
Material
Bronce (Br) Acero Inoxidable (Inox)
Disponibilidad
Desde 1/4" a 6"

7. VALVULA ESFERICA TRICUERPO
Material
Acero Inoxidable (Inox)
Disponibilidad
Desde 1/4" a 6"
Válvula esférica bridada
paso total
Válvula esférica Doble
Guiada
Válvula esférica para alta
presión
Válvula esférica de 3 vías

8. Válvula de diafragma
Esta válvula ofrece ventajas, imposibles
para otros tipos de válvulas. Dan un paso
suave, laminar y sin bolsas de fluido,
sirviendo para controlar el caudal y producen
un cierre estanco aun existiendo sólidos en
suspensión en la tubería. En ciertas
posiciones estas válvulas son autopurgables.
El total aislamiento de las partes internas, de
la corriente, impide la contaminación y
corrosión del mecanismo de operación. Su
mantenimiento es extremadamente sencillo.
La flexibilidad de montaje, la amplia elección de materiales para
cuerpos, recubrimientos de cuerpos y diafragmas, hacen que estas
válvulas sean adaptables a diversas aplicaciones.
Suelen usarse para vencer problemas de corrosión, abrasión,
contaminación, de fluidos con sólidos disueltos, etc. Son particularmente
adecuadas para servicios de fluidos corrosivos, materiales viscosos,
lodos, aguas, gases y aire comprimido.
En estas válvulas el flexible y elástico de diafragma está unido al
vástago que lo comprime, por un tornillo embebido dentro del diafragma.
El vástago compresor sube y baja accionado por el casquillo roscado,
alojado en el volante.
Estas válvulas se limitan a presiones de aproximadamente 50
lbf/in2
; y su mecanismo de accionamiento no está sometido a la acción
corrosiva del fluido, ya que el diafragma aísla los elementos internos de
la válvula del fluido, solamente es el diafragma el que sufre desgaste.
Este tipo de válvulas no suele llevar prensa, estopa, ni nada que significa
contacto metal-metal.
Los diafragmas reforzados con tela se pueden hacer de caucho
natural, un hule sintético o cauchos naturales o sintéticos recubiertos con
resina de fluorocarbono, Teflón.

9. La forma simple del cuerpo hace que resulte económico recubrirlo.
Los elastómeros duran menos como diafragmas que como
recubrimientos, debido a la flexión; sin embargo, de todos modos
proporcionan un servicio satisfactorio. Los cuerpos plásticos que tienen
módulos de elasticidad bajos en comparación con los metales, son
prácticos en las válvulas de diafragma puesto que la alineación y la
distorsión son problemas menores.
Estas válvulas son excelentes para los fluidos que contienen
sólidos suspendidos y se pueden instalar en cualquier posición. Existen
modelos en los que la cortina es muy baja, reduciendo la caída de
presión a una cantidad desdeñable y permitiendo el drenaje completo de
las líneas horizontales; sin embargo, el drenaje se puede obtener con
cualquier modelo mediante la instalación con el vástago horizontal.
El único mantenimiento que se requiere es el reemplazo del
diafragma, que se puede hacer con rapidez, sin retirar la válvula de la
línea.
Podríamos clasificarlas en:
• Tipo para uso convencional.
• Tipo de paso recto.
• Tipo de paso total.
Cuando la de tipo de paso recto está abierta, su diafragma está
levantado, el flujo es total y laminar en cualquier dirección. Cuando está
cerrada, el diafragma sella para obtener un cierre positivo, aun con
materiales arenosos o fibrosos en la tubería.
El de paso total suele usarse en industria de bebidas, ya que
permite su limpieza con el "cepillo en forma de bola", ya sea con vapor o
sosa cáustica, sin abrir ni desmontar la válvula de la tubería.
Cuando la corrosión es severa, éstas válvulas se suelen construir
de acero inoxidable, o en plástico o revestimiento de vidrio, goma, plomo,
titanio, etc. La vida de los diafragmas depende sin embargo, no solo de la
naturaleza del material manejado, sino también de la temperatura,
presión y frecuencia de accionamiento.
Tiene la desventaja de que el actuador de accionamiento debe ser
muy potente. Se utiliza principalmente en procesos químicos difíciles, en
particular en el manejo de fluidos negros o agresivos o bien en el control
de fluidos conteniendo sólidos en suspensión.
VALVULAS DE DIAFRAGMA (SAUNDERS PATENT).
Este tipo de válvula se usa ampliamente para el control de ácidos,
álcalis, desperdicios y sustancias altamente viscosas y volátiles. Ésta no

10. tiene asiento de metal-a-metal. El cierre se hace por un diafragma
reforzado de hule natural o sintético que les permite a estas válvulas
usarse para servicios de control o cortes. La válvula no tiene caja de
empaque o empaque de árbol lo que previene la fuga de las sustancias
volátiles a través del árbol y para la corrosión de las partes de trabajo. No
existe posible contaminación del material por el lubricante.
El diafragma de hule elimina el uso de válvula en cualquier servicio
donde se manejen solventes de hule. El teflón, un material plástico
bastante inerte, se puede adaptar para usarse como diafragma donde no
se puede emplear el hule. La temperatura máxima de operación está
limitada por la naturaleza del material del diafragma. Generalmente
hablando, los diafragmas estándar manejaran la mayoría de los servicios
arriba de los 180ºF, aunque en algunos, el mismo diafragma puede dar
buenos resultados arriba de los 212ºF.
Estas válvulas se fabrican en ambos diseños, de árbol no elevante
y de árbol que se eleva.
La válvula Saunders es la que más se utiliza porque ofrece cierre
hermético y una carrera corta que permite el uso de materiales más
duros y menos flexibles, como el Teflón para el diafragma. El tipo de
circulación rectilínea tiene uso limitado porque hay pocos elastómeros (y
muchos menos plásticos) de suficiente flexibilidad para soportar la
carrera larga que se necesita.
Esta, como todas las válvulas de diafragma no requiere
empaquetadura en el vástago, porque el diafragma aísla los mecanismos
de actuación de los flujos. La válvula consta de un cuerpo, bonete y
diafragma flexible. El vástago está conectado con un opresor que, a su
vez, está conectado con el diafragma.
Cuando se abre la válvula, se mueve el diafragma fuera del
conducto de flujo y, cuando está cerrada, el diafragma produce un
asentamiento hermético contra una zona de sumidero o contorneada en
el fondo del cuerpo.

11. Bibliografía:
• Válvulas. Selección, uso y mantenimiento. Richard W. Greene
Cuerpo de redactores de Chemical Engineering Magazine
• www.mctca.com/empresa.htm
• www.worcester.com.mx/indice.php
• www.valvulasross.com/
• www.abac.com.ar/ES/productos/valvulas_esfericas/servicios_grales_1
.asp
• www.sonder.com
• www.spiraxsarco.com/ar
• www.asahi-america.com
• www.diaval.com
• www.fluorosealvalves.com/