Le valvole idrauliche a sfera: caratteristiche, materiali e produzione

Le valvole idrauliche a sfera rappresentano l'alternativa più comune che si può riscontrare all'interno di un impianto idraulico.

L’elemento principale è costituito dall’otturatore che presenta un foro cilindrico: quando la valvola è aperta, la sezione cilindrica si dispone coassialmente al tubo permettendo il passaggio del fluido (la sezione cava dell’otturatore può essere sia di diametro inferiore che di diametro pari a quello del tubo su cui è installato, con benefici e problematiche diverse riguardanti le perdite di carico e la pulizia della valvola); viceversa, quando la valvola è chiusa, il passaggio è ostruito dall’otturatore e il fluido non è in grado di scorrere. L’azionamento della valvola è rapido, è sufficiente una rotazione pari ad un quarto di giro per garantire l’apertura o la chiusura: tale aspetto rappresenta sia un vantaggio che uno svantaggio per le valvole idrauliche a sfera, in quanto è facile chiudere il passaggio qualora fosse necessario, ma aperture e chiusure rapide possono andare a danneggiare il componente e il sistema, causando danni ingenti sia dal punto di vista funzionale che economico.

I materiali delle valvole idrauliche a sfera

Le valvole idrauliche a sfera, essendo un componente altamente diffuso, sono componenti noti e lo studio ha permesso di svilupparle in vari campi e materiali. I materiali più comuni sono i materiali metallici: gli ottoni rappresentano lo stato dell’arte per pressioni contenute mentre, a pressioni elevate, possono risultare più idonei altri materiali metallici quali gli acciai inossidabili. Esistono però altre possibilità riguardanti i materiali polimerici, come il PVC, il PP e PVDF: tali materiali costituiscono delle alternative valide se i fluidi condotti si trovano a temperatura ambiente o poco al di sopra.
Tra i componenti fondamentali per il corretto funzionamento delle valvole a sfera vi sono le tenute: tali elementi sono generalmente realizzati in PTFE (comunemente noto come Teflon) che presenta resistenza chimica, termica e un basso coefficiente d’attrito, riducendo in questo modo tale problematica.

Il processo produttivo delle valvole idrauliche a sfera

La geometria e l’ampia diffusione di questo tipo di componenti le rende idonee per il processo di forgiatura, per quanto riguarda i materiali metallici. Tale processo è un metodo di produzione industriale di deformazione plastica che consente la modellazione morfologica del materiale dopo che questo è stato portato in temperatura (al di sopra della temperatura di ricristallizzazione) tramite l’utilizzo di un maglio o di una pressa. Per i materiali polimerici, si preferisce lo stampaggio ad iniezione, un processo rapido ed idoneo che permette di combinare sia le cadenze produttive che la realizzazione di prodotti qualitativamente efficienti.
Inoltre, non è trascurabile la fase di installazione, messa in opera e manutenzione del componente: se tali operazioni non sono svolte in maniera ottimale, tutte le fasi realizzate vengono vanificate e la possibilità di guasti in esercizio aumenta, portando sia problemi relativi alla sicurezza che riguardanti i costi dell’impianto.

L’importanza delle valvole idrauliche all’interno di un impianto

Le valvole idrauliche costituiscono un componente fondamentale degli impianti in cui si veicola acqua. Infatti, i ruoli che possono svolgere queste tipologie di dispositivi sono molteplici e consentono funzionamenti ottimali:
- Intercettazione del flusso: sono valvole utilizzate o in posizione completamente aperta o in posizione completamente chiusa. In caso contrario si manifestano fenomeni di danneggiamento che possono portare al cedimento del componente. In questa categoria di valvole rientrano le valvole a sfera;
- Regolazione del flusso: sono complementari ed antitetiche alle precedenti. Infatti, possono essere utilizzate anche in posizione intermedia garantendo la regolazione del flusso e permettendo di gestire sia la portata che la pressione;
- Di ritegno: consentono il flusso solamente in una direzione evitando problematiche di sicurezza anche di ingente entità;
- Di sicurezza: permettono di far uscire il fluido qualora si verifichino condizioni di sovrapressione dannose per l’impianto stesso;
- Di sfiato: eliminando l’aria presente nelle tubazioni favoriscono l’efficientamento dell’impianto.
Sulla base di queste funzionalità è facile intuire l’importanza della scelta corretta della valvola per i fini che si vogliono ottenere. La scelta errata o, in casi peggiori, la manutenzione insufficiente portano a danni economici e strutturali non trascurabili che possono implicare problemi anche relativi alla sicurezza delle persone.

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21/06/2022

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