válvulas de mariposa resilientesSon el tipo de válvula de mariposa más utilizado en tuberías industriales. Utilizan materiales elásticos como el caucho como superficie de sellado, basándose en la resiliencia del material y la compresión estructural para lograr un buen rendimiento de sellado.
Este artículo no solo introduce la estructura, usos y materiales, sino que también los analiza desde el conocimiento general hasta la lógica en profundidad.
1. Comprensión básica de las válvulas de mariposa resilientes (breve descripción)
1.1 Estructura básica
Cuerpo de la válvula:Generalmente de tipo oblea, tipo orejeta o tipo brida.
Disco de válvula:Una placa metálica circular que comprime el asiento de goma cuando está cerrada para crear un sello.
Asiento de válvula:Fabricado con materiales elásticos como NBR/EPDM/PTFE/revestido de caucho, trabajando en conjunto con el disco de la válvula.
Vástago de la válvula:Generalmente se utiliza un diseño de eje único o de eje doble.
Solenoide:Mango, sinfín, eléctrico, neumático, etc.
1.2 Características comunes
El nivel de sellado generalmente logra cero fugas.
Bajo costo y amplia gama de aplicaciones.
Se utiliza principalmente en sistemas de presión baja a media, como agua, aire acondicionado, HVAC e industrias químicas ligeras.
2. Conceptos erróneos sobre las válvulas de mariposa resilientes
2.1 La esencia del sellado es la resiliencia del caucho.
Mucha gente cree: "Los asientos resilientes dependen de la resiliencia del caucho para el sellado".
La verdadera esencia del sellado es:
Cuerpo de la válvula + distancia central del vástago de la válvula + espesor del disco de la válvula + método de incrustación del asiento de la válvula
Juntos crean una “zona de compresión controlada”.
En pocas palabras:
El caucho no puede estar ni demasiado flojo ni demasiado apretado; se basa en una "zona de compresión de sellado" controlada por la precisión del mecanizado.
¿Por qué es esto crucial?
Compresión insuficiente: la válvula tiene fugas cuando está cerrada.
Compresión excesiva: Par extremadamente alto, envejecimiento prematuro del caucho.
2.2 ¿Es una forma de disco más aerodinámica más eficiente energéticamente?
Opinión común: Los discos de válvula aerodinámicos pueden reducir la pérdida de presión.
Esto es cierto según la teoría de la "mecánica de fluidos", pero no es totalmente aplicable a la aplicación real de las válvulas de mariposa resilientes.
Razón:
La principal causa de pérdida de presión en las válvulas de mariposa no es la forma del disco, sino el efecto túnel de microcanales causado por la contracción del caucho del asiento. Un disco demasiado delgado puede no proporcionar suficiente presión de contacto, lo que puede provocar líneas de sellado discontinuas y fugas.
Un disco de válvula aerodinámico puede generar puntos agudos de tensión en la goma, reduciendo su vida útil.
Por lo tanto, el diseño de válvulas de mariposa de asiento blando prioriza la "estabilidad de la línea de sellado" por sobre la racionalización.
2.3 Las válvulas de mariposa de asiento blando solo tienen una estructura de línea central
A menudo se dice en línea que las válvulas de mariposa excéntricas deben utilizar sellos duros de metal.
Sin embargo, la experiencia de ingeniería en el mundo real muestra que:
La doble excentricidad mejora significativamente la vida útil de las válvulas de mariposa resilientes.
Razón:
Doble excentricidad: El disco de la válvula solo entra en contacto con la goma durante los últimos 2-3° de cierre, reduciendo significativamente la fricción.
Menor par, lo que resulta en una selección de actuador más económica.
2.4 La consideración principal para el asiento de goma es el "nombre del material".*
La mayoría de los usuarios sólo se centran en:
EPDM
NBR
Vitón (FKM)
Pero lo que realmente afecta la esperanza de vida es:
2.4.1 Dureza Shore:
Por ejemplo, la dureza Shore A del EPDM no se limita a "cuanto más blando, mejor". Normalmente, el punto de equilibrio óptimo es de 65-75, logrando cero fugas a baja presión (PN10-16).
Demasiado blando: Par bajo, pero fácil de romper. En picos de alta presión (>2 MPa) o entornos turbulentos, el caucho blando se comprime excesivamente, lo que provoca deformación por extrusión. Además, las altas temperaturas (>80 °C) ablandan aún más el caucho.
Demasiado duro: difícil de sellar, especialmente en sistemas de baja presión (<1 MPa), donde el caucho no se puede comprimir lo suficiente para formar una interfaz hermética, lo que genera microfugas.
2.4.2 Temperatura de vulcanización y tiempo de curado
La temperatura de vulcanización y el tiempo de curado controlan la reticulación de las cadenas moleculares del caucho, lo que afecta directamente la estabilidad de la estructura de la red y el rendimiento a largo plazo. El rango típico es de 140-160 °C, de 30 a 60 minutos. Las temperaturas demasiado altas o demasiado bajas provocan un curado desigual y un envejecimiento acelerado. Nuestra empresa generalmente utiliza vulcanización multietapa (precurado a 140 °C, seguido de poscurado a 150 °C). 2.4.3 Deformación permanente por compresión
La deformación permanente por compresión se refiere a la proporción de deformación permanente que sufre el caucho bajo tensión constante (generalmente entre un 25 % y un 50 % de compresión, probada a 70 °C/22 h, ASTM D395) y que no puede recuperarse por completo. El valor ideal de deformación permanente por compresión es <20 %. Este valor constituye el cuello de botella para el sellado a largo plazo de la válvula; la alta presión a largo plazo provoca holguras permanentes, que forman puntos de fuga.
2.4.4 Resistencia a la tracción
A. La resistencia a la tracción (generalmente >10 MPa, ASTM D412) es la tensión máxima que el caucho puede soportar antes de fracturarse por tracción y es crucial para la resistencia al desgaste y al desgarro del asiento de la válvula. El contenido de caucho y la proporción de negro de humo determinan la resistencia a la tracción del asiento de la válvula.
En las válvulas de mariposa, resiste el corte causado por el borde del disco de la válvula y el impacto del fluido.
2.4.5 El mayor peligro oculto de las válvulas de mariposa son las fugas.
En los accidentes de ingeniería, las fugas no suelen ser el mayor problema, sino más bien el aumento del par.
Lo que realmente conduce al fallo del sistema es:
Aumento repentino del par → daño del engranaje helicoidal → disparo del actuador → atasco de la válvula
¿Por qué el par aumenta repentinamente?
- Expansión a alta temperatura del asiento de la válvula.
- Absorción de agua y expansión del caucho (especialmente EPDM de baja calidad)
- Deformación permanente del caucho debido a la compresión a largo plazo.
- Diseño inadecuado del espacio entre el vástago de la válvula y el disco de la válvula
- El asiento de la válvula no se asentó correctamente después del reemplazo
Por lo tanto, la "curva de par" es un indicador muy importante.
2.4.6 La precisión del mecanizado del cuerpo de la válvula no es un aspecto poco importante.
Mucha gente cree erróneamente que el sellado de las válvulas de mariposa de asiento blando depende principalmente del caucho, por lo que los requisitos de precisión de mecanizado del cuerpo de la válvula no son altos.
Esto es completamente erróneo.
La precisión del cuerpo de la válvula afecta:
Profundidad de la ranura del asiento de la válvula → desviación de la compresión del sellado, lo que fácilmente provoca desalineación durante la apertura y el cierre.
Biselado insuficiente del borde de la ranura → arañazos durante la instalación del asiento de la válvula
Error en la distancia central del disco de la válvula → contacto excesivo localizado
2.4.7 El núcleo de las "válvulas de mariposa totalmente revestidas de caucho/PTFE" es el disco de la válvula.
El objetivo principal de una estructura completamente revestida de caucho o PTFE no es "tener un área más grande que parezca resistente a la corrosión", sino impedir que el fluido entre en los microcanales del interior del cuerpo de la válvula. Muchos problemas con las válvulas de mariposa económicas no se deben a la mala calidad del caucho, sino a:
El "espacio en forma de cuña" en la unión del asiento y el cuerpo de la válvula no se ha abordado adecuadamente.
Erosión de fluidos a largo plazo → microfisuras → formación de ampollas y abultamientos en el caucho
El paso final es la falla localizada del asiento de la válvula.
3. ¿Por qué se utilizan válvulas de mariposa resilientes en todo el mundo?
Además del bajo costo, las tres razones más profundas son:
3.1. Tolerancia a fallos extremadamente alta
En comparación con los sellos de metal, los sellos de caucho, debido a su excelente elasticidad, tienen una fuerte tolerancia a las desviaciones de instalación y ligeras deformaciones.
Incluso los errores de prefabricación de tuberías, las desviaciones de las bridas y la tensión desigual de los pernos son absorbidos por la elasticidad del caucho (por supuesto, esto es limitado e indeseable y provocará algunos daños a la tubería y a la válvula a largo plazo).
3.2. Máxima adaptabilidad a las fluctuaciones de presión del sistema.
Los sellos de goma no son tan "frágiles" como los sellos de metal; compensan automáticamente la línea de sellado durante las fluctuaciones de presión.
3.3. Coste total del ciclo de vida más bajo
Las válvulas de mariposa con sellado duro son más duraderas, pero el costo y el costo del actuador son más altos.
En comparación, los costos generales de inversión y mantenimiento de las válvulas de mariposa resilientes son más económicos.
4. Conclusión
El valor deVálvulas de mariposa resilientesNo es solo un "sellado suave"
Las válvulas de mariposa con sello suave pueden parecer simples, pero los productos verdaderamente excelentes están respaldados por una lógica rigurosa de grado de ingeniería, que incluye:
Diseño preciso de la zona de compresión
Rendimiento del caucho controlado
Coincidencia geométrica del cuerpo de la válvula y el vástago
Proceso de montaje del asiento de la válvula
Gestión del par
Pruebas de ciclo de vida
Éstos son los factores clave que determinan la calidad, no el "nombre del material" y la "estructura de la apariencia".
NOTA:* LOS DATOS se refieren a este sitio web:https://zfavalves.com/blog/factores-clave-que-determinan-la-calidad-de-las-valvulas-de-mariposa-de-sello-blando/
Hora de publicación: 09-dic-2025