Come scegliere la giusta valvola di ritegno
Per poter scegliere la valvola di ritegno più adatta alla vostra applicazione, è necessario considerare una serie di criteri di selezione.
Diversi tipi di valvole di ritegno
La scelta della tipologia, delle dimensioni e delle specifiche corrette della valvola di ritegno è importante per garantire un funzionamento regolare, senza problemi e a lungo termine, con un basso consumo energetico. In molti casi, la velocità di inversione del fluido non rappresenta un problema e le valvole di ritegno standard funzionano bene. Tuttavia, nei sistemi di pompaggio la scelta della valvola di ritegno corretta può essere cruciale.
Valvole di ritegno a sfera
In generale, le valvole di ritegno a sfera sono semplici ed economiche. I vantaggi sono la compattezza e l'assenza di parti esterne, che contribuiscono a mantenere basso il prezzo e alta l'affidabilità. Uno svantaggio, per alcune applicazioni, può essere quello di non avere un indicatore di posizione di apertura/chiusura.
Grazie al design a passaggio libero, le valvole di ritegno a sfera sono comunemente utilizzate nelle applicazioni per il trattamento delle acque reflue. Un passaggio totale e liscio garantisce un flusso completo attraverso la valvola e impedisce la formazione di depositi solidi alla base. La sfera ruota durante il funzionamento, eliminando il rischio che le impurità rimangano bloccate sulla sfera stessa.
Per maggiori dettagli, visitate la sezione dedicata alle valvole di ritegno a sfera.
Valvole di ritegno a battente
Le valvole di ritegno a battente sono le valvole di ritegno più comuni. Sono poco costose e non richiedono alimentazione o controllo esterno per funzionare, poiché il flusso e la pressione determinano il funzionamento della valvola. Le valvole di ritegno a battente sono disponibili con un indicatore di apertura/chiusura e spesso sono montate con leva e contrappeso o leva e molla che consentono un controllo visivo immediato o con dispositivi che consentono un riscontro digitale.
Il design della valvola prevede un'apertura a passaggio totale che la rende efficiente grazie alle sue caratteristiche di bassa perdita di carico. Le valvole di ritegno a battente sono generalmente utilizzate per i sistemi in cui il rischio di sbalzi di pressione è basso. Grazie all'apertura a passaggio totale, questa valvola è comunemente utilizzata nelle applicazioni per acqua e trattamento delle acque reflue.
Per maggiori dettagli, visitate la sezione dedicata alle valvole di ritegno a battente.
Valvole di ritegno a disco inclinabile (tilting)
Le valvole di ritegno a disco inclinabile hanno un aspetto simile alle valvole a farfalla eccentriche. Il disco è tenuto in posizione tramite un albero posizionato in modo eccentrico rispetto alla linea centrale del corpo sia sull'asse orizzontale che su quello verticale.
La doppia eccentricità dell'albero fa sì che la sezione inferiore del disco occupi una superficie maggiore nel percorso del flusso. Di conseguenza, il disco inizia ad aprirsi a portate molto basse.
Le valvole di ritegno tilting sono quindi comunemente utilizzate in sistemi di pompaggio con basse portate e per flussi non regolari. Grazie agli alberi interni posizionati all'interno del flusso, sono utilizzate per applicazioni con acqua ed effluenti trattati. Le valvole di ritegno tilting sono adatte a ridurre il rischio di colpi d'ariete.
Per maggiori dettagli, consultare le informazioni sulla valvola di ritegno tilting.
Valvole di ritegno a battente a disco inclinabile (slanted)
La valvola di ritegno a battente slanted offre inoltre una maggiore resistenza ai colpi d'ariete. La valvola è dotata di una doppia posizione eccentrica dell'albero e di un maggiore angolo di tenuta. In questo modo si ottiene una corsa più breve della valvola, riducendo così il tempo di chiusura del disco.
Gli ammortizzatori idraulici sono consigliati soprattutto quando le valvole sono installate in una stazione di pompaggio dove è richiesta un'alta frequenza di apertura e chiusura della valvola. Il disco della valvola si chiude rapidamente per il primo 85% della sua corsa angolare prima di incontrare l’ammortizzatore idraulico. L’ammortizzatore dissipa quindi l'energia cinetica del disco e lo costringe ad aprirsi leggermente. Il disco si chiude fino a quando non entra nuovamente in contatto con l’ammortizzatore, che sposta lentamente il disco fino a riportarlo in posizione completamente chiusa, sigillando la valvola. Grazie all’ammortizzare si riduce notevolmente l'insorgenza di colpi d'ariete e si ottiene una chiusura controllata della valvola.Per maggiori dettagli, consultare le informazioni sulla valvola di ritegno a battente slanted.
Valvole di ritegno a ugello Venturi
Le valvole di ritegno a ugello Venturi sono progettate con il disco della valvola collegato all’albero che è guidato sull'asse orizzontale centrale. Tra il disco e il diffusore è posizionata una molla. Quando il flusso entra nella valvola, la forza idraulica esercitata sulla faccia anteriore reagisce contro la molla, provocandone la compressione e consentendo l'apertura della valvola. Quando il flusso si arresta, la molla costringe il disco a tornare in posizione di chiusura.
Grazie alla chiusura a molla e alla breve corsa lineare della valvola, la valvola di ritegno a ugello Venturi è una delle valvole di ritegno ad azione più rapida disponibili ed è comunemente utilizzata nei sistemi di pompaggio in cui il colpo d'ariete è un potenziale problema. Poiché il disco si trova costantemente nella linea diretta del flusso, le caratteristiche di perdita di carico di questa valvola sono più elevate rispetto a quelle delle valvole di ritegno a battente convenzionali.
Per maggiori dettagli, consultare le informazioni sulla valvola di ritegno a ugello Venturi.
Cosa considerare nella scelta delle valvole di ritegno?
Per poter scegliere la valvola di ritegno più adatta alla vostra applicazione, è necessario considerare una serie di criteri di selezione. Innanzitutto, però, non esiste un solo tipo di valvola di ritegno che sia la scelta migliore per tutte le applicazioni e i criteri di selezione possono non essere ugualmente importanti per tutti i casi. Alcuni degli aspetti da considerare sono la compatibilità dei fluidi, le caratteristiche di portata, la perdita di carico, le caratteristiche di non sbattimento e il costo totale.
Fluido
Tutte le valvole di ritegno citate in questo articolo sono state progettate per applicazioni con acqua e il trattamento di acque reflue, ma l'uso delle valvole per applicazioni con acque reflue grezze o fognarie può causare alcuni problemi. Quando si sceglie una valvola per questi fluidi, è necessario considerare come la presenza di solidi possa potenzialmente influenzare il funzionamento della valvola.
Caratteristiche del flusso
Se una valvola di ritegno si chiude molto velocemente, può evitare di sbattere contro le apparecchiature a monte, come le pompe. Tuttavia, la chiusura rapida non protegge dalle sovratensioni causate dall'avvio e dall'arresto delle pompe. Se la valvola si apre (e si chiude) rapidamente, il flusso cambia rapidamente e quindi aumenta la probabilità che si verifichino sovratensioni.
Perdita di carico
La perdita di carico è, tra l'altro, una funzione della velocità del fluido. La perdita di carico attraverso una valvola è determinata dalla struttura interna della valvola e dal grado di apertura. Quando una valvola è progettata con un'apertura ristretta rispetto alla tubazione, la velocità di attraversamento del fluido aumenterà, aumentando di conseguenza la perdita di carico. Viceversa, se una valvola è progettata con una restrizione minore e l'alesaggio è di dimensioni uguali alla tubazione, la perdita di carico sarà minore e la valvola in pratica non influirà sulla perdita di carico complessiva del sistema. Esistono diversi valori per la perdita di carico, tra cui i valori zeta, Kv e Kvs.
Costi totali
I costi della valvola di ritegno non si limitano al solo prezzo di acquisto. Per alcuni impianti, i costi più importanti possono essere l'acquisto e l'installazione, ma in altri casi i costi di manutenzione o di energia possono essere altrettanto o addirittura più importanti. Occorre inoltre proteggere le apparecchiature di maggior valore, come ad esempio le pompe, e l'esame delle prestazioni delle valvole sarà fondamentale. Quando si considerano i costi come criterio di scelta per la valvola di ritegno, occorre considerare i costi totali nell'arco della vita della valvola. In generale, più semplice è la costruzione della valvola, minori sono i requisiti di manutenzione. Più alto è il valore Kv, minore è il consumo di energia. Più alte sono le prestazioni, migliore è la capacità di protezione.
Caratteristiche di “non sbattimento”
Lo sbattere della valvola di ritegno può influire negativamente sui picchi di pressione. La prima fase del processo è l'arresto della pompa, che dà inizio all'aumento di pressione. La seconda fase è, quando il flusso viene invertito, lo sbattere contro la valvola di ritegno completamente chiusa. Se la valvola di ritegno si chiude troppo velocemente, l'energia cinetica si trasforma in alta pressione, sollecitando i tubi e causando un'elevata rumorosità.
Lo sbattere può essere il disco o la sfera della valvola di ritegno che colpiscono la sede e può produrre un certo rumore. Tuttavia, il suono non è causato dalla chiusura fisica, ma da un'onda sonora derivante da un picco di pressione che tende a propagarsi lungo la superficie della tubazione.
Per evitare che la valvola di ritegno sbatta, deve chiudersi in maniera controllata e più lentamente quando è vicina alla posizione di chiusura. Affinché una valvola di ritegno si chiuda lentamente, è necessario un dispositivo ausiliario aggiuntivo, come gli ammortizzatori idraulici, che agiscono come un cuscino per il disco della valvola, mentre viene messa in posizione di tenuta. Questa chiusura più lenta consente al fluido di passare attraverso la valvola di ritegno fino alla sua chiusura, causando una minore energia cinetica che si trasforma in alta pressione e quindi una minore energia per alimentare e mantenere la sovralimentazione. È necessario prestare attenzione alla pompa a monte per garantire che sia adatta all’inversione di flusso.
Poiché le valvole di ritegno a battente hanno il disco nel flusso, favorendo una chiusura rapida, hanno migliori caratteristiche di non sbattimento Tuttavia, oggi molte pompe vengono convertite in frequenza, consentendo loro di regolare il tempo di avvio e di chiusura per evitare colpi d'ariete.
