¿Cuál es la diferencia entre una válvula de bola accionada y una válvula solenoide para el control de fluidos del sistema?

Bienvenido a nuestra exploración del proceso crítico de toma de decisiones entre dos potencias en sistemas de control de fluidos: la válvula de bola accionada y la electroválvula. When it comes to efficiently managing fluid flow within a system, choosing these two technologies carries significant implications for performance, reliability, and overall effectiveness. In this blog, we’ll delve into the key factors differentiating actuated ball valves and solenoid valves, guiding you through considerations such as pressure handling, construction materials, speed, cycle life, fail-safe designs, and more. By the end of this journey, you’ll be equipped with the insights needed to make an informed decision tailored to your specific fluid control needs. 

Válvula de bola accionada frente a electroválvula

Disposición del accionamiento

When considering the operation of a valve, the actuation method plays a crucial role. Unlike a ball valve, which offers various actuation options such as pneumatic or electric actuators and manual operation through a lever or handle, a solenoid valve’s actuation is solely dependent on an electric current. In the case of a solenoid valve, the actuation involves sending an electric current to magnetize a ferromagnetic coil within the valve’s construction, determining whether the device remains open or closed. This fundamental difference highlights the diverse choices available for driving a ball valve compared to a solenoid valve’s more electrically constrained nature.

Opciones de potencia

Mientras que una válvula de bola puede incorporar un actuador eléctrico con fuentes de alimentación disponibles habitualmente, como 120 V CA o 24 V CC, una electroválvula suele ofrecer una gama más amplia de opciones de CA o CC para su accionamiento. La característica distintiva del accionamiento no intrínseco en los conjuntos de válvulas de bola también les otorga la ventaja de ofrecer más opciones de accionamiento manual. La inclusión de una anulación manual permite a los usuarios accionar la válvula manualmente, anulando el actuador, lo que suele facilitarse mediante un volante o un mecanismo similar. Esta flexibilidad en los métodos de accionamiento hace que las válvulas de bola se adapten a diversas necesidades y preferencias operativas.

Talla

The required valve size significantly influences the choice between a ball valve and a solenoid valve. Solenoids, being more space-efficient, are advantageous in terms of installation space. However, this advantage diminishes as the required valve size increases significantly beyond 2 inches. Smaller solenoid valves can operate directly, but larger sizes often adopt a pilot-operated configuration, relying on a pilot valve influenced by the solenoid’s action. This configuration introduces a sizing limitation and requires a pressure differential.

En cambio, las válvulas de bola, independientemente de su tamaño, no tienen esas limitaciones ni dependen de un funcionamiento asistido por piloto. Pueden adaptarse a tamaños mayores, lo que permite caudales más elevados en comparación con los solenoides. Incluso en tamaños de línea comparables, los factores Cv de las válvulas de bola superarán probablemente a los de los solenoides, lo que las convierte en una opción más versátil para diversos requisitos de caudal.

Presión de funcionamiento

The application’s pressure requirements also influence the choice between the solenoid and ball valves. While both options come in various designs to suit different working pressures, a high-pressure ball valve can handle significantly higher pressures, ranging from hundreds to tens of thousands of psi. In contrast, a solenoid valve is generally limited to accommodating pressures in the hundreds of psi. This limitation affects both the maximum inlet and back pressure on the discharge side that the valve can handle effectively. A high-pressure ball valve is a more suitable choice in applications with elevated operating pressures or intermittent pressure spikes, given its capacity to handle higher pressure ranges.

Velocidad y vida útil

The application’s operational speed and cycle life requirements influence the selection between a solenoid valve and a ball valve. Solenoid valves typically boast faster response times, allowing them to cycle more quickly than ball valves within the same time frame. Electrically actuated ball valves, especially, may exhibit slower stroke speeds, measured in seconds rather than the milliseconds often seen in solenoids. Additionally, electric actuators in ball valves may have limited duty cycles, necessitating specific non-operating intervals to prevent motor overheating. Beyond speed, solenoid valves generally offer a significantly higher cycle life, meaning they can undergo many opening/closing cycles under ideal conditions before requiring maintenance or replacement, surpassing the cycle life of ball valves by orders of magnitude.

Materiales de construcción

Los fabricantes suelen suministrar solenoides de acero inoxidable y latón, pero las opciones de construcción de las válvulas de bola son notablemente más diversas. Además de los materiales habituales como el bronce, el acero al carbono y el acero inoxidable, las válvulas de bola están disponibles en plásticos como PVC, PVDF y polipropileno, así como en aleaciones exóticas como Hastelloy y Alloy 20. Esta amplia gama de materiales de construcción permite a las válvulas de bola satisfacer un espectro más amplio de requisitos de compatibilidad química que las electroválvulas para líquidos o gases. Aunque ambos tipos pueden funcionar bien en aplicaciones de gases y líquidos limpios, el diseño y la diversidad de materiales de las válvulas de bola las hacen más eficaces para resistir contaminantes y partículas en el medio. Además, las válvulas de bola ofrecen una mayor variedad de opciones de conexión final, como rosca, brida, tri-clamp para aplicaciones sanitarias y socket-weld para situaciones que requieren soldadura. Estos factores y la capacidad de soportar temperaturas extremas contribuyen a que las válvulas de bola sean más versátiles en diversas aplicaciones.

Modo de fallo

Una ventaja notable de una electroválvula de 2 o 3 vías es su diseño intrínseco a prueba de fallos, que incluye una posición de fallo predeterminada como característica estándar sin el coste adicional asociado a un conjunto de válvula de bola. Una electroválvula de dos vías puede configurarse para estar normalmente cerrada o normalmente abierta y, cuando se desenergiza, vuelve automáticamente a su posición normal a través de un muelle. Del mismo modo, una electroválvula de 3 vías, a pesar de tener diferentes opciones de conexión, sólo tiene dos estados: activada y desactivada, volviendo a su estado normal a través de un muelle cuando se desactiva. Por el contrario, una válvula de bola de doble efecto accionada neumáticamente o eléctricamente, ya sea de 2 vías, 3 vías o multipuerto, fallará al perder su señal de accionamiento sin volver automáticamente a una posición designada. Aunque existen opciones a prueba de fallos para las válvulas de bola, como los actuadores neumáticos de retorno por muelle y los actuadores eléctricos a prueba de fallos, a menudo conllevan un peso, tamaño y coste añadidos, por lo que las electroválvulas son una opción más económica para muchas aplicaciones a prueba de fallos.

Control de encendido-apagado frente a control modulante

When considering the control of a valve’s operation within a process, the distinction between on-off and modulating control becomes crucial. For applications where the valve needs to function in only open or closed states, the solenoid, with its energized and de-energized states, excels in providing responsive and reliable on-off control. However, when the application demands modulation through various stages between open and closed, ball valve assemblies offer greater adaptability. This is achieved through the integration of a modulating card in electrically actuated assemblies or the use of a pneumatic or electro-pneumatic positioner in air-driven assemblies. Additionally, manufacturers can incorporate a v-slot into the ball itself, enabling precise control of media flow as the actuator modulates, making ball valves a preferred choice for modulating service.

Reflexiones finales

Finally, let us talk about the relationship between the actuated ball valves and solenoid valves, it is clear that according to the requirement, these two both have unique advantages, choosing two valves based on various elements, such as pressure, structure material, speed lifelong and needs for the fail-safe design. In terms of material selection, various terminations, and resistance to contamination. the electric ball valve varies in many ways, therefore it is suitable for wide applications.On the other hand, solenoid valves excel in responsiveness, and intrinsic fail-safe features, and are often more cost-effective in fail-safe applications. The decision ultimately boils down to the nuances of each system’s demands — whether it’s rapid on-off control, modulation through various stages, or compatibility with specific materials and pressures. By carefully weighing these factors, one can make an informed choice between actuated ball valves and solenoid valves to ensure the most effective fluid control within a given system.