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SolUzIonI CoMPleTe In GhISA SfeRoIdAle PeR lA ReGolAzIone delle ReTI IdRIChe

la regolazione non è a “portata” di tutti.

la nostra è un’arte.

VAlVole dI ReGolAzIone A fUSo/Needle valves

arepocomunicazione

.com

Needle valves19

FIGURA 3 - FIGURE 3

Valvola di regolazione a fuso con comando a galleggiante

Float needle valve

FIGURA 4 - FIGURE 4

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllodella portata

Flow regulating valve with elec-tric actuator controlled by aflow meter

FIGURA 5 - FIGURE 5

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il sostegno ola riduzione della pressione

Upstream/downstream pressurecontrol valve with electricactuator controlled by means ofa pressure switch

FIGURA 6 - FIGURE 6

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllo dilivello in serbatoio

Tank level control valve withelectric actuator controlled bya float switch

SOLUZIONI COMPLETE IN GHISA SFEROIDALEPER IL CICLO IDRICO INTEGRATO

Un ponte che unisce qualitàe risparmio idrico,

sicurezza e salvaguardia dell’ambiente.

Quartino di copertina/1.qxp:Cop Valvole a fuso.qxp 29/05/12 14:28 Pagina 3

VALVOLE DI REGOLAZIONE A FUSONEEDLE VALVES

GENERALITÀ - GENERALITIES 4

CARATTERISTICHE FUNZIONALI - FUNCTIONAL DESCRIPTIONS 5

PARTICOLARITÀ COSTRUTTIVE - COSTRUCTION FEATURES 6

GAMMA E DIMENSIONI - RANGE AND DIMENSIONS 10

CARATTERISTICHE E MATERIALI - PARTS AND MATERIALS 12

ORGANI DI MANOVRA - MANEUVER DEVICES 13

CARATTERISTICHE IDRAULICHE - HYDRAULIC CHARACTERISTICS 14

APPLICAZIONI - APPLICATIONS 16

INDICE - INDEX

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4Valvole a fuso

Generally, the capacity of distribution networks isalways greater than the actual demand from users, andthus in management of the supply facilities it isnecessary to use equipment to provide optimumcontrol of distribution of the available resources, andthus avoid waste.One type of valve specially developed for this regulationfunction is the needle valve, which is able to modulatethe flow-rate of water while providing gradual operationeven when large reductions in flow are needed, withhigh hydrostatic loads at the valve inlet and highoperating pressure differences.The possibility of fitting actuators with a continuousregulation scale allows the use of control systems toprovide multiple functions.

ADVANTAGES:• low head loss• precision of the movement• possibility of high pression reduction• fit for high flowrate (big ND)

Generalmente la capacità di queste reti è sempre sovra-dimensionata e quindi nella gestione delle opere di addu-zione risulta necessario il ricorso ad apparecchiature chegestiscano in modo ottimale la distribuzione delle risor-se disponibili evitandone così lo spreco. Un tipo di valvola appositamente sviluppata per realiz-zare questa funzione di regolazione è la valvola a fusoche si caratterizza per la capacità di modulare la porta-ta d’acqua mantenendo una manovra morbida anche perrilevanti gradi di parzializzazione che comportano note-voli carichi idrostatici in ingresso ed elevata differenzadi pressione di esercizio. La possibilità di essere corredata di attuatori di regola-zione continua permette di asservirla a sistemi di con-trollo per la realizzazione di molteplici funzionalità.

VANTAGGI:• perdite di carico limitate• precisione della manovra• possibilità di grandi riduzioni di pressione• adatta a grandi portate (grandi DN)

GENERALITÀGENERALITIES

Needle valves5

La valvola di regolazione a fuso realizza la parzializzazio-ne della portata d’acqua mediante lo scorrimento assia-le di un otturatore azionato da un meccanismo tipo biel-la-manovella.L’otturatore scorre in una camera compensata in pres-sione ed opportunamente profilata per evitare vibrazio-ni e carichi idrodinamici anomali. La chiusura avvienenel senso del flusso per cui all’aumentare della velocitàdel fluido (ossia della differenza di pressione) tende astabilizzare ulteriormente il sistema. Il profilo internodella valvola è studiato in modo da ottimizzare il com-portamento nei confronti della possibilità di cavitazione.La por tata d’acqua viene incanalata in un passaggioavente sezione a forma di corona circolare progressiva-mente decrescente dalla sezione di ingresso verso lasede di tenuta. La profilatura idrodinamica del passag-gio è ottimizzata in tutta la parete dove la velocità del-l’acqua è gradualmente accelerata e permette di man-tenere basse le perdite di carico per i gradi di aperturasuperiori a 40%.In sintesi la valvola a fuso consente una regolazione mor-bida delle portate per gradi di apertura maggiori del 40%circa ed una elevata dissipazione per parzializzazionimaggiori.

The needle valve controls the water flow-rate throughthe axial movement of a shutter operated by aconnecting-rod and crank mechanism.The shutter runs in a pressure-compensated chamberspecially shaped to avoid vibrations and anomaloushydrodynamic loads. Closure is in the flow direction, so as the speed of thefluid (or the pressure difference) increased, the systemtends to become even more stable. The internal profile of the valve is designed to minimizecavitation. The flow of water is channelled into a round-section passage which gradually becomes narrowerfrom the intake to the sealing seat. The hydrodynamic profile of the passage is optimizedthroughout the part where the water speed graduallyrises, and allows pressure drops to be kept low fordegrees of opening in excess of 40%.In short, the needle valve allows gradual reduction inflow-rate for degrees of opening in excess of 40%approx., and high dissipation for lower flow-rates.

CARATTERISTICHE FUNZIONALI FUNCTIONAL DESCRIPTIONS

6Valvole a fuso

OPERATING MECHANISMThe regulator valve shutter is operated by means of aconnecting rod-crank mechanism. The shutter isconnected to the operating shaft by means of a rigidsystem comprising a stainless steel connecting rod,connected to a link-block (crank) in nodular cast iron bystainless steel pins. The crank is connected to control shaft, which is movedby the worm reduction gear tooperate the valve. All movingparts are mounted on very lowfriction self-lubrificating busheswhich prevent seizing, thusensuring maximum reliability.The control system is thereforeof no-back-lash type; this givesincreased precision andrepeatability, allowing very fineadjustment.In contrast with gear-wheelsystems, the extreme simplicityof this mechanism and the useof the most suitable materialsensures that the valve providestop reliability and performanceover time.The mechanism requires no maintenance or lubricationsince all components travel on very short strokes andare thus not subject to wear.

LOW-EFFORT OPERATIONThe needle valve has balanced operation, since thehydraulic thrust caused by the pressure acts only on aanular surface formed by the external diameters of theshutter and the sealing-ring. The upstream pressure onthe remainder of the shutter surface is balanced by thedownstream pressure which acts on the back surface.This system considerably reduces the effort requiredfor operation, regardless of the pressure in the systemon which the valve is installed.

MECCANISMO DI MANOVRALa manovra dell’otturatore della valvola di regolazione afuso è realizzata da un meccanismo tipo biella-mano-vella.L’otturatore è collegato all’albero di manovra tramite unsistema rigido costituito da uno stelo (biella) in acciaioinossidabile collegato ad un glifo (manovella) in ghisasferoidale tramite spinotti anch’essi in acciaio inossi-

dabile. A sua volta il glifo è col-legato all’albero di manovra chetramite il riduttore a vite senzafine esterno permette la mano-vra della valvola. Tutti gli organidi scorrimento sono inseriti suboccole autolubrificanti a bas-sissimo coefficiente d’attrito chene impediscono il grippaggiogarantendo in questo modo mas-sima affidabilità.Per le caratteristiche sopradescritte l’organo di manovra èda considerarsi un sistema rigi-do esente da giochi; questo con-ferisce alla manovra massimaprecisione e ripetibilità permet-tendo regolazioni molto fini.

A differenza dei sistemi ad ingranaggi, l’estrema sem-plicità del meccanismo e la selezione dei materiali piùidonei assicura nel tempo la massima affidabilità e fun-zionalità dell’intera apparecchiatura. Il meccanismo èesente da manutenzione e lubrificazione in quanto il movi-mento degli organi che lo compongono è molto limitatoe non è quindi soggetto ad usura.

MANOVRABILITÀLa valvola a fuso è un’apparecchiatura a manovra equi-librata. Analizzando la sua costruzione si evidenzia chela spinta idraulica dovuta alla pressione agisce sola-mente su una superficie anulare formata dal diametroesterno dell’otturatore e quello esterno della guarnizio-ne di tenuta. Sulla restante superficie dell’otturatore la pressione dimonte è equilibrata da quella di valle che agisce sul retrodell’otturatore. Questo sistema permette di ridurre notevolmente lo sfor-zo di manovra qualunque sia la pressione dell’impiantosulla quale viene montata la valvola.

PARTICOLARITÀ COSTRUTTIVECONSTRUCTION FEATURES

Vedi pagina seguenteSee next page

Needle valves7

TENUTA PRINCIPALE DELL’OTTURATORELa guarnizione dell’otturatore realizzata in EPDM garan-tisce la perfetta tenuta; inoltre la sua particolare posi-zione, fuori dal contatto diretto con il flusso, aumentaconsiderevolmente la durata nel tempo. Da notare la faci-lità della sostituzione, in quanto la ghiera premiguarni-zione può essere sfilata da valle senza smontare il dif-fusore.

PROTEZIONE ANTICORROSIVARivestimento standard su tutta la gamma dal DN 100 alDN 1000. • Viene eseguito su supporto caldo con resine epossi-diche, con spessore garantito di 250 micron minimo

• La polvere epossidica utilizzata è omologata per usoa contatto con acqua potabile dai più importanti Entidi certificazione Europei.

• I materiali sono interamente compatibili con l’acquapotabile e conformi alla KTW-WRC-DGS e DM 174.

Si garantisce:• Uniformità del rivestimento• Elevata resistenza agli urti• Assenza di fessurazioni• Assenza di porosità con conseguente elevata resi-stenza all’aggressività dell’acqua

• Alta resistenza anche in condizioni di uso interrato• Massima adesione al supporto (formazione di legamechimico)

• La qualità della superficie finale, estremamente liscia,offre la massima garanzia nei confronti dell’abrasionee di possibili incrostazioni

• Assenza di manutenzione anche dopo anni di instal-lazione.

MAIN SEAL OF THE SHUTTERThe sealing-ring of the shutter is made of EPDM for aperfect bubble tightness. Its position protected fromthe flow allows a longer life without maintenance. Itssubstitution is in any case easy, as the retaining ringcan be dismounted from downstream without takingaway the diffuser.

ANTICORROSIVE PROTECTIONCoating standard from ND 100 up to ND 1000.• It is realized on hot support by epoxy resins, with 250micron minimum thickness

• The epoxy powder is suitable for potable water accor-ding to specifications of most important European cer-tification agencies (KTW-WRC-DGS and DM 174). Everysingle part of the needle valve is coated before assem-bly. The flange on the body for the mounting of theactuator is coated with a special two components epoxypainting whose thickness assures precise couplingtogether with resistance to corrosion

In this way we are ensured:• Uniform coating• High mechanical resistance of the coat to hitting• No flaws• Absence of porosity with consistent high resistance towater aggressiveness

• High resistance to soil corrosive agents in case ofunderground installation

• Highest adhesion• Surface smoothness with best resistance to abrasion• No maintenance even after years of service.

CONSTRUCTION FEATURESPARTICOLARITÀ COSTRUTTIVE

8Valvole a fuso

LA MARCATURALe Valvole a Fuso sono marcate come descritto:Etichette:• Diametro nominale in mm (DN)• Pressione nominale in bar (PN)• Pressione di funzionamento ammissibilie in bar (PFA)• Senso di Chiusura• Codice prodotto• Ordine di Lavoro• Conferma d'ordine• Marchio ProduttoreCorpo:• Diametro nominale in mm (DN)• Pressione nominale in bars (PN)• Materiale SG 500-7 secondo ISO 1083• Codice Modello• Logo fonderia• Data di Fusione.

MARKINGNeedle Valves are marked as followOn the Labels:• Nominal diameter in mm (ND)• Nominal Pressure in bars (NP)• Maximum operating pressure (PFA)• Closing indication• Pruduct code• Pruduction number• Order Confirm• Manufacturer's LogoOn the Body:• Nominal diameter in mm (ND)• Nominal Pressure in bars (NP)• Material SG 500-7 according to ISO 1083• Model Code• Foundry's logo• Fusion date.

IL COLLAUDO IDRAULICOTutte le valvole di regolazione a fuso sono soggette ad uncollaudo idraulico finale per verificare la conformità alleprescrizioni in ottemperanza a quanto prescritto dalla normaEN 12266.

VERSIONI SPECIALISono disponibili a richiesta versioni particolari progetta-te ai massimi livelli di qualità e resistenza, che sono stateinstallate ad esempio da enti gestori medio-orientali (i.e.Dubai, Abu Dhabi). Queste valvole sono in esercizio inluoghi come il deserto, in condizioni atmosferiche estre-me (temperatura e umidità) e condizioni operative criti-che (acqua proveniente da impianti di desalinizzazione,a temperatura di 40°-50°C quindi particolarmente aggres-siva).Il nostro ufficio tecnico è disponibile a studiare soluzio-ni ad hoc, ad esempio:• Tipo del rivestimento (liquido e polvere) e spessori supe-riori allo standard

• Verniciatura del riduttore• Albero di manovra in Acciaio Duplex• Viteria interna/esterna in acciaio AISI 316• O-ring e guarnizione di tenuta in NBR• Tipo di cestello anticavitazione, sede di tenuta e cestel-lo in acciaio AISI 316.

HYDRAULIC TESTEvery single needle valve is subjected to hydraulic finaltest with the purpose of verifying the accordance withthe prescriptions as per EN 12266 standard.

SPECIAL VERSIONSpecial versions of the needle valves are available onrequest. They are designed for maximum level of qualityand resistance and they have been installed by clientsin Middle East (i.e. Dubai, Abu Dhabi). These specialversions withstand very critical atmospheric conditions(temperature, humidity) and working conditions (i.e.water from desalinisation plant, at temperature 40°-50°C: highly aggressive).Our technical depar tment is available to studycustomized solutions. For instance:• Type of coating (liquid and powder) and thickness higherthan standard

• Coating of the gearbox• Shaft and rod in Duplex Stainless Steel• Internal/external screws in AISI 316 stainless steel• O-ring and sealing ring in NBR• Type of anti-cavitation hole cylinder; body seat and cylin-der in AISI 316 steel.

PARTICOLARITÀ COSTRUTTIVECONSTRUCTION FEATURES

Needle valves9

LABORATORIO PROVE TEST LAB

IL COLLAUDO DINAMICOLa disponibilità di un modernissimo laboratorio idraulicodi prova consente di simulare le condizioni dinamiche diesercizio a cui la valvola verrà sottoposta in esercizio. Le caratteristiche principali dell’impianto di prova sono:• DN massimo: 400 mm• PN: 16 bar• Portata a 4 bar: 450 m3/h• Portata a 16 bar: 150 m3/h.

DYNAMIC TESTAn excellent hydraulic laboratory is available in the plantallowing to test and simulate the valve in the workingdynamic condition. The mainly laboratory data are:• Max Nominal Diameter: 400 mm• Nominal Pressure: 16 bar• Flow rate to 4 bar: 450 m3/h• Flow rate to 16 bar: 150 m3/h.

Prova Condizioni Pressione Normativa Accettabilità Note

Test Conditions Pressure Standard Acceptability NotesCorpo Valvola tappata all’estremità 1.5 PN EN 12266 Nessuna perdita

(Shell test) otturatore lievemente aperto sulle tenute lateraliBody Plugged - Ends 1.5 NP EN 12266 No Leakage

(Shell test) Slightly open shutter From lateral seatsTenuta - Prova diretta Valvola tappata ad una 1.1 PN EN 12266 Nessuna perdita Pressione applicata

(Seat test) estremità otturatore chiuso sulla tenuta da monteSeat - Direst test One plugged end 1.1 NP EN 12266 No Seat Leakage Pressure Applied

(Seat test) shutter closed from upstream

PROVE IDRAULICHE SULLE VALVOLE DI REGOLAZIONE A FUSO - HYDRAULIC TESTS FOR NEEDLEVALVES

CONSTRUCTION FEATURESPARTICOLARITÀ COSTRUTTIVE

10Valvole a fuso

VALVOLA DI REGOLAZIONE A FUSO MANUALEMANUALLY OPERATED NEEDLE VALVE

GAMMA E DIMENSIONIRANGE AND DIMENSIONS

Dimensioni e pesi - Overall dimensions

PESO DN A B C D E F L

WEIGHT

mm mm mm mm mm mm mm kg

100 135 315 179 135 85 270 300 59

150 160 356 193 160 58 320 350 89

200 185 384 193 185 49 370 400 146

250 213 480 203 213 97 425 500 212

300 243 549 300 243 98 485 600 360

350 288 579 300 278 65 555 700 430

400 310 614 300 310 35 620 800 570

450 335 658 312 335 28 670 900 782

500 365 658 312 365 730 1000 860

600 423 748 312 425 845 1200 1455

700 480 866 472 480 960 1400 2050

800 543 926 472 543 1085 1600 2675

900 593 1031 552 593 1185 1800 3590

1000 628 1091 552 675 1255 2000 4100

PESO DN A B C D E F L

WEIGHT

mm mm mm mm mm mm mm kg

100 135 315 179 135 85 270 300 59

150 160 356 193 160 58 320 350 89

200 185 384 193 185 49 370 400 146

250 213 480 203 213 97 425 500 212

300 243 549 300 243 98 485 600 360

350 288 579 300 278 65 555 700 430

400 310 623 312 310 60 620 800 583

450 335 658 312 335 28 670 900 782

500 365 658 312 365 730 1000 860

600 423 806 472 425 40 845 1200 1514

700 480 866 472 480 960 1400 2050

800 543 926 472 543 1085 1600 2675

900 593 1031 552 593 1185 1800 3590

PN 10 -16 PN 25

Needle valves11

VALVOLA DI REGOLAZIONE A FUSO MOTORIZZATA

ELECTRICALLY OPERATED NEEDLE VALVE

RANGE AND DIMENSIONSGAMMA E DIMENSIONI

Dimensioni e pesi - Overall dimensions

PN 10 -16 PN 25

PESO DN A B C D E F L

WEIGHT

mm mm mm mm mm mm mm kg

100 135 427 423 135 225 270 300 84

150 160 468 436 160 225 320 350 115

200 185 496 436 185 216 370 400 166

250 213 542 443 213 187 425 500 232

300 243 611 540 243 188 485 600 380

350 288 641 540 278 155 555 700 465

400 310 676 540 310 125 620 800 598

450 335 720 552 335 118 670 900 829

500 365 720 552 365 77 730 1000 898

600 423 810 552 425 20 845 1200 1503

700 480 853 723 480 14 960 1400 2087

800 543 913 723 543 1085 1600 2712

900 593 1018 803 593 1185 1800 3636

1000 628 1078 803 675 1255 2000 4121

PESO DN A B C D E F L

WEIGHT

mm mm mm mm mm mm mm kg

100 135 427 423 135 225 270 300 84

150 160 468 436 160 225 320 350 115

200 185 496 436 185 216 370 400 166

250 213 542 443 213 187 425 500 232

300 243 611 540 243 188 485 600 380

350 288 641 540 278 155 555 700 465

400 310 685 552 310 150 620 800 611

450 335 720 552 335 118 670 900 829

500 365 720 552 365 77 730 1000 898

600 423 793 723 425 55 845 1200 1562

700 480 853 723 480 14 960 1400 2087

800 543 913 723 543 1085 1600 2712

900 593 1018 803 593 1185 1800 3636

12Valvole a fuso

CARATTERISTICHE E MATERIALIPARTS AND MATERIALS

Flange di collegamento forate secondo le norme ISO7005-2 e EN 1092-2.

Flanges are drilled in accordance to ISO 7005-2 and EN1092-2.

Rif. Descrizione Materiale

1 Corpo Ghisa Sferoidale GS 500-7

2 Ogiva Ghisa Grigia G25

3 Boccola Bronzo Bz 85.5.5.5

4 O-Ring EPDM

5 Albero AISI 420

6 Glifo Ghisa Sferoidale GS 500-7

7 Guida otturatore Bronzo CuSn8

8 Asta Otturatore AISI 420

9 Otturatore AISI 304

10 Forcella Otturatore AISI 304

11 Ghiera Premiguarnizione AISI 304

12 Sede di tenuta AISI 304

13 Diffusore Ghisa Sferoidale GS 500-7

14 O-Ring EPDM

15 Anello antiestrusione Lubriflon

16 Guarnizione tenuta EPDM

17 Fascia di guida Ptfe + Carbon

Pos. Description Material

1 Body Ductile Iron GS 500-7

2 Ogive Cast iron G 25

3 Bush Bronze Bz 85.5.5.5

4 O-Ring EPDM

5 Shaft AISI 420

6 Link Block Ductile Iron GS 500-7

7 Shutter Seat Bronze CuSn8

8 Rod AISI 420

9 Shutter AISI 304

10 Fork AISI 304

11 Seal Retaining Ring AISI 304

12 Body Seat AISI 304

13 Diffuser Ductile Iron GS 500-7

14 O-Ring EPDM

15 Back-up Ring Lubriflon

16 Sealing Ring EPDM

17 Slide Ring Ptfe + Carbon

Needle valves13

Colonnina manuale con prolungaManual pillar with extention spindle

AttuatoreActuator

VolantinoHandwheel Cappellotto

Cap

RiduttoreWorm gear Attuatore pneumatico-oleodinamico

Oleodynamic-pneumatic actuator

Accessori per manovra sottosuoloUnderground equipment

Colonnina motorizzata con prolungaMotorized pillar with extention spindle

Needle valve can be equipped with alternative operatingunits for various utilizations and different requirements.Here below described some of main devices:• Electric actuator• Handwheel• Cap and operating key• Floor pillar with handwheel and extension stem• Floor pillar with electric actuator and extension stem.For underground installation:• PVC tube protected extension stem with surface box.As alternative, the valve can also be equipped witholeodynamic or pneumatic actuators. On demand theseactuators are supplied together with hydraulic powerpack and electric cabinet.Customized applications can always be evaluated byour engineering department.

La valvola di regolazione a fuso, per adeguarsi ai molte-plici usi e alle diverse esigenze degli impianti sui quali èutilizzata, presenta uno svariato numero di organi di mano-vra da applicare al prodotto standard.Qui di seguito ne evidenziamo i principali:• Attuatore elettrico• Volantino• Cappellotto e chiave di manovra• Prolunga in acciaio collegata a colonnina per la mano-vra manuale

• Prolunga in acciaio collegata a colonnina per la mano-vra tramite attuatore elettrico montato sulla stessa

Per vavole interrate:• Con accessorio sottosuolo dotato di tubo protettore inPVC e chiusino stradale.

È inoltre prevista la possibilità di montare in sostituzio-ne dell’organo di manovra manuale standard anche attua-tori di tipo oleodinamico e/o pneumatico, corredati arichiesta di tutti gli accessori necessari al loro funziona-mento (centralina di comando, distributori, quadro elet-trico di comando, ecc). Siamo sempre a disposizione per valutare insieme al clien-te e/o progettista eventuali altre diverse applicazioni.

ORGANI DI MANOVRA MANEUVER DEVICES

14Valvole a fuso

HYDRAULIC CHARACTERISTICS CARATTERISTICHE IDRAULICHE

CHIUSA APERTURA (%) APERTACLOSED OPENING (%) OPEN

0% 20% 40% 60% 80% 100%

10.000

1.000

100

10

1

K 150*

K 100*

K 50*

K 20*

STANDARD*

COEFFICIENTE

DI PERDITA D

I CARICO

ζ - H

EADLO

SS COEFFICIENT

ζ

DIAGRAMMA 1 - DIAGRAM 1

* Tipologia di cestelloanticavitazione

* Type of hole

Needle valves15

CARATTERISTICHE IDRAULICHE HYDRAULIC CHARACTERISTICS

DIAGRAMMA 3 - DIAGRAM 3

0% 20% 40% 60% 80% 100%

1000900800700

600

500450400350

300

250

200

150

100

FATT

ORE DI PORTATA

Kv (m

3/H

) Va

lvola stan

dard - FL

OW COEFFICIENT Kv (m

3/H

) stan

dard valve

10 100 1000 10000 100000

10

1

0,1

0,01

PERDITA DI CAR

ICO CON VAL

VOLA

TUTTA AP

ERTA

(m.c.a.)

HEADLOSS WITH VALVE 100% OPEN

PORTATA (m3/H) - FLOW RATE

100

150

200

250

300

350

400

450

500

600

700

800

900

1000

DIAGRAMMA 2 - DIAGRAM 2

CALCOLO DELLE PERDITE DI CARICO

HEADLOSS DETERMINATION

ζcoefficiente di perdita a carico (dal diagramma 1)

headloss coefficient (from diagram 1)

vvelocità nominale (m/s)

nominal velocity (m/s)

gaccelerazione di gravità 9,81 (m/s2)

gravity acceleration 9,81 (m/s2)

CALCOLO DELLA PORTATA

FLOW RATE DETERMINATION

coefficiente di portata. Corrisponde alla portata espressa in m3/h a 20° C cheprovoca una perdita di carico attraverso la valvola pari ad 10 m di colonna acqua

Kvthe flow coefficient correspond to the flow rate in m3/h at 20° C that will cause a pressure drop of 10 m of column of water

ESEMPIO

EXAMPLE

Valvola DN 600 mm

Valve ND 600 mm

Perdita di caricoΔh = 3 m

Headloss

Dal diagramma 2 con la valvola aperta al 100%

From diagram 2 with valve open 100%

100.000

10.000

1.000

100

10

Diametri D

N - Diameter D

N

CHIUSA APERTURA (%) APERTACLOSED OPENING (%) OPEN

Diametri DN - Diameter DN

Δh = ζ v2

2g

Q = Kv Δh10.2

[Δh in metri][Δh in meter]

Q = 73003

= 3959m3/h

10.2Risultato ottenibile anche dal diagramma 3This results can be obtained also from diagram 3

16Valvole a fuso

The main functions of the needle valve are the flowregulation and the dissipation of high hydrostatic loads.It therefore can be used for many delicate applicationswhere a continue modulation of the hydraulicparameters is required. Example of application show in the next pages:• FIGURE 1 Dissipation of high pressure by means ofanticavitation hole cylinder.• FIGURE 2 Free discharge in atmosphere by means sui-table configuration of the seat ring.• FIGURE 3 Downstream control level by means float andcounterweight system.• FIGURES 4 and 5 Control of the flow-rate and/or pres-sure upstream and downstream equipping the valve withthe regulating actuator (electric, pneumatic, oleodyna-mic,etc.) interlocked by measurement instrument (pres-sure transducer, flow meter, level meter) stainless steel.

La valvola a fuso è particolarmente indicata per la rego-lazione della portata ed il controllo della pressione, puòquindi essere applicata in tutti quei casi ove sia richie-sta una modulazione continua al variare dei parametriidraulici dell’impianto.

Si presta quindi ad innumerevoli applicazioni come mostra-to di seguito:• FIGURA 1 Dissipazione di alti carichi dotando la val-vola di cestello forato anticavitazione. • FIGURA 2 Scarico libero in atmosfera mediante oppor-tuna conformazione della sede di tenuta in uscita.• FIGURA 3 Controllo del livello a valle in funzione dellaportata richiesta tramite galleggiante e contrappeso.• FIGURE 4 e 5 Controllo della portata e/o pressionecomandando la valvola con attuatore di regolazione (elet-trico, pneumatico, oleodinamico, ecc.) asservito ad oppor-tuni strumenti di misura (trasduttore di pressione, misu-ratore di portata, misuratore di livello).

APPLICAZIONIAPPLICATIONS

OTTURATORE - Acciaio inox AISI 304SHUTTER - Stainless steel AISI 304

CESTELLO FORATO - Acciaio inox AISI 304ORIFICE CYLINDER - Stainless steel AISI 304

SEDE DI TENUTA - Acciaio inox AISI 304SEAT RING - Stainless steel AISI 304

FIGURA 1 - FIGURE 1

Needle valve with multiply orificecylinderRapid destruction of valves by cavitation due to theextremely hard flow conditions is a common and costlyproblem. To avoid cavitational effects and quickdamage of valve a multiply orifice cylinder made ofstainless steel replaces the standard constructionincreasing its resistance to this phenomenon. Infactthe bubbles are driven by the holes toward the centerof the cylinder where they don’t cause damages whenimploding.

Valvola di regolazione a fuso concestello forato anticavitazionePer evitare rapidi danneggiamenti dovuti alla cavitazio-ne determinata da particolari condizioni di esercizio (cari-chi dissipati molto elevati e basse contropressioni avalle), la valvola può essere dotata di un cestello foratoin acciaio inox, fissato all’otturatore mobile, in grado diaumentare considerevolmente le prestazioni in questecondizioni.Infatti le bolle sono guidate dai fori verso il centro delcestello, dove quando implodono non provocano dannistrutturali.

Needle valves17

WHAT IS CAVITATIONMost investigators agree that cavitation damage iscaused by intense local stresses that result from theimplosion of vapor bubbles. When a liquid passes

through a valve, from a high pressure to alower pressure, the fluid velocity increasesto a maximum at the restriction or venacontracta with a resultant decrease instatic pressure. If static pressure fallsbelow the vapor pressure of the liquid,flashing occurs and vapor bubbles areformed. As the liquid leaves the vena contracta thestream decelerates and velocity head isconverted again to static pressure. If theoutlet pressure is above the vaporpressure the bubbles will collapse(implode) and cavitation occurs. The

collapse, or implosion, of the vapor bubbles occursrapidly. During this process extremely high energy isdissipated in a localized area for a short period of time,producing surface stresses. In order to verify if thevalve are working in cavitation condition it is necessaryto determinate the parameter σc cavitation index bymeans the following formula:

FENOMENO DELLA CAVITAZIONEQuando in vena contratta si raggiungono pressioni infe-riori a quella di saturazione dell’acqua inizia la forma-zione di bolle di vapore. Se la pressione di valle rimane, pereffetto del recupero, al di sopra diquella di saturazione, le bolle implo-dono ritrasformandosi in liquido e dan-neggiando le pareti circostanti pereffetto delle elevate pressioni loca-lizzate generate da tale fenomeno.Allo scopo di determinare se la val-vola deve essere equipaggiata dicestello forato anticavitazione e diquale tipo, occorre individuare l’iniziodella cavitazione mediante il parame-tro σc detto anche “indice di cavita-zione” ricavato con la seguente formula:

APPLICATIONSAPPLICAZIONI

P1 = pressione di monte (m.c.a.)P2 = pressione di valle (m.c.a.)Pa = pressione atmosferica (Pa = 10 m.c.a.)Pv = pressione di vapore (per acqua a 5°C, Pv = 0,1m.c.a.)v = velocità nominale del fluido (m/s)g = accelerazione di gravità (g=9,81 m/s2)

P1 = upstream pressure (mWH)P2 = downstream pressure (mWH)Pa = atmospheric pressure (Pa = 10 mWH)Pv = vapor pressure (H2O at 5° C, Pv=0,1 mWH)v = nominal velocity (m/s)g = gravity acceleration (g=9,81 m/s2)

Controllando ora il diagramma no. 4 che in funzione delgrado di apertura della valvola fornisce l’indice di cavi-tazione critico per ogni tipologia di uscita (standard,cestello forato K20, K50, K100, K150), si verifica chel’indice di cavitazione σc è superiore a quello critico conun margine di sicurezza pari a circa il 20%.Il grado di aper tura della valvola è ricavabile dal dia-gramma 1 in funzione del coefficiente di perdita di cari-co ζ richiesto.

The diagram 4 shows the critical cavitation index inrelation to grade of opening for each typology(standard, hole cylinder K20, K50, K100, K150). Thevalue of cavitation index σc should be about 20% aboveto the critical ones. The opening degree is showed bythe diagram 1 as function of the coefficient of pressureloss ζ requested.

Ρ2 + Ρa - ΡvΡ1 - Ρ2 +v2/2g

σc =

FIGURA 2 - FIGURE 2

18Valvole a fuso

0% 20% 40% 60% 80% 100%

10

1

0,1

0,01

STANDARD

K 20*

K 50*

K 100*

K 150*

INDICE DI CAV

ITAZIONE σ

c - C

AVITAT

ION INDEX sc

DIAGRAMMA 4 Le curve evidenziate nel grafico rappre-sentano l’indice critico di cavitazione.

DIAGRAM 4 The trends show the critical cavitationindex.

* Tipologia di cestello * Type of hole

CHIUSA APERTURA (%) APERTACLOSED OPENING (%) OPEN

Needle valve for free discharge Valvola di regolazione a fuso per sca-rico libero in atmosfera

CONTROFLANGIA - AcciaioCOUNTER FLANGE - Carbon steel

SEDE DI TENUTA - Acciaio inox AISI 304COUNTER FLANGE - Stainless steel AISI 304

GHIERA PREMIGUARNIZIONE - Acciaio inox AISI 304SEAL RETAINING RING - Stainless steel AISI 304

APPLICAZIONIAPPLICATIONS

Needle valves19

FIGURA 3 - FIGURE 3

Valvola di regolazione a fuso con comando a galleggiante

Float needle valve

FIGURA 4 - FIGURE 4

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllodella portata

Flow regulating valve with elec-tric actuator controlled by aflow meter

FIGURA 5 - FIGURE 5

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il sostegno ola riduzione della pressione

Upstream/downstream pressurecontrol valve with electricactuator controlled by means ofa pressure switch

FIGURA 6 - FIGURE 6

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllo dilivello in serbatoio

Tank level control valve withelectric actuator controlled bya float switch

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FIGURA 3 - FIGURE 3

Valvola di regolazione a fuso con comando a galleggiante

Float needle valve

FIGURA 4 - FIGURE 4

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllodella portata

Flow regulating valve with elec-tric actuator controlled by aflow meter

FIGURA 5 - FIGURE 5

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il sostegno ola riduzione della pressione

Upstream/downstream pressurecontrol valve with electricactuator controlled by means ofa pressure switch

FIGURA 6 - FIGURE 6

Valvola di regolazione a fusomotorizzata per il controllo dilivello in serbatoio

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