Válvula borboleta com acionamento elétrico

O que é uma válvula borboleta com acionamento elétrico? 

Esta é uma válvula borboleta operada por meio de um atuador elétrico. É uma válvula de um quarto de volta que usa um disco rotativo para iniciar, estrangular ou interromper o fluxo de fluido em um sistema de tubulação. O disco rotativo é montado na passagem do fluido. Esse disco é controlado pelo atuador elétrico por meio de um componente de eixo conectado a ele. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico produzem vários tipos dessas válvulas que são classificadas em níveis de temperatura, pressão e taxas de fluxo de fluido. Essas válvulas são capazes de trabalhar com gases, líquidos e lamas. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico projetam essas válvulas para uso em diferentes meios, dependendo do material de construção usado para fabricar a válvula. Algumas dessas válvulas são destinadas ao uso em fluidos não corrosivos, enquanto outras são usadas em fluidos muito corrosivos. A válvula deve ser usada de acordo com o tipo de fluido que a válvula está usando. Fabricante de válvulas borboletapara torná-lo econômico e usá-lo por um longo período. 

Figura: Válvula borboleta com acionamento elétrico.

Componentes de uma válvula borboleta com acionamento elétrico 

Corpo da válvula 

Essa é a parte de uma válvula borboleta com acionamento elétrico usada para cobrir os componentes internos. O corpo também é o componente que contém as portas de entrada e saída da válvula. O corpo é feito de materiais resistentes como aço inoxidável, liga de níquel e aço carbono. 

Atuador elétrico 

Esse é o componente que fornece energia para operar o sistema de acionamento elétrico válvula borboleta. Ele converte energia elétrica em energia mecânica, que produz o torque usado para dar partida ou parar a válvula. 

Caule 

Esse é um componente do eixo que conecta o atuador ao disco da válvula. A função da haste é transmitir energia mecânica do atuador para o disco. 

Disco 

Esse é o principal componente de uma válvula borboleta com acionamento elétrico que é usado para iniciar, acelerar ou interromper o fluxo de fluido pela válvula. O disco é acionado pelo atuador por meio da haste. 

Assentos

São componentes colocados dentro do corpo da válvula e que formam a superfície de apoio para o disco quando a válvula é fechada. As sedes são componentes muito importantes, pois determinam onde a válvula pode ser usada em termos de temperatura. As sedes podem ser macias ou metálicas. Os assentos macios são usados em baixas temperaturas, enquanto os metálicos são destinados a altas temperaturas. 

Junta de vedação 

Esse componente é colocado entre as superfícies de contato do tubo e da válvula. A gaxeta ajuda a melhorar a vedação estanque entre o tubo e a válvula. 

Figura: Componentes de uma válvula borboleta com acionamento elétrico.

Como funciona uma válvula borboleta com acionamento elétrico? 

A operação de uma borboleta com acionamento elétrico é muito rápida, pois é necessário apenas um quarto de volta do disco para abrir ou fechar conforme necessário. Para iniciar o fluxo de fluido, o atuador elétrico é ligado. Em seguida, ele liga um motor elétrico que converte a energia elétrica em energia mecânica em termos de torque. Esse torque é transmitido pela haste da válvula para o disco. Isso força o disco da válvula a fazer um ângulo de um quarto de volta, ou seja, um ângulo de 90^o de grau. O disco então fica paralelo à passagem do fluxo, deixando a válvula aberta para o fluxo de fluido. Para parar a válvula, o atuador inverte a direção de rotação do motor, o que força a haste a girar na direção oposta (sentido horário). Dessa forma, o disco se torna coplanar em relação à tubulação e ao fluxo de fluido, bloqueando qualquer fluido que tente passar pela válvula. As válvulas borboleta com acionamento elétrico também são usadas para aplicações de estrangulamento de fluxo. Quando usadas para estrangulamento, o disco se abre ligeiramente. Isso permite que uma pequena quantidade de fluido passe pela válvula. 

Figura: Funcionamento de uma válvula borboleta com acionamento elétrico.

Tipos de válvulas borboleta com acionamento elétrico 

Válvula borboleta atuada eletricamente com deslocamento zero 

Esta é uma válvula borboleta com acionamento elétrico na qual a haste é colinear à linha central do disco. O disco está centralizado na sede. O disco, a haste e a sede estão centralizados dentro do corpo. Quando a válvula está fechada, a sede, o corpo e o disco ficam em uma posição concêntrica. Esse projeto permite a rotação no eixo central. Quando a válvula está totalmente aberta, o fluxo de fluido se divide em duas porções em cada lado do disco. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico projetam essa válvula de modo que a sede cubra o corpo para evitar que o fluido entre em contato. Essas válvulas são feitas de sedes macias, o que as ajuda a contar com a deformação e a flexibilidade das sedes para criar uma vedação firme. Entretanto, as bordas do disco deslizam para dentro da sede, resultando em atrito total entre elas quando a válvula está em operação. Dessa forma, a vida útil da válvula é reduzida. Como o assento é feito de borracha ou material plástico, as válvulas com acionamento elétrico podem ser usadas para vedar o disco. válvula borboleta concêntrica os fabricantes recomendam o uso dessa válvula em baixas temperaturas e pressões nominais. 

Figura: Válvula borboleta concêntrica com acionamento elétrico.

Válvula borboleta de deslocamento duplo com acionamento elétrico 

Esta é uma válvula borboleta com acionamento elétrico na qual a haste não passa pela linha central do disco da válvula. A haste é deslocada da linha central da sede e da linha central do corpo. A haste também é deslocada da linha de centro vertical da válvula. Esse projeto resulta em dois deslocamentos. A sede se levanta da sede quando o disco é aberto. Isso ajuda a reduzir o atrito quando a válvula abre e fecha durante os primeiros e os últimos dez graus do fechamento do disco. O projeto resulta em uma válvula borboleta com acionamento elétrico que é suave na operação e tem boa vedação. Ele também proporciona à válvula uma vida útil longa em comparação com o tipo de deslocamento zero. Os fabricantes de válvulas borboleta de acionamento elétrico projetam essa válvula com sedes macias. Por isso, essa válvula é recomendada para uso em locais com baixa temperatura e pressão moderada. As aplicações dessa válvula incluem abastecimento de água, HVAC e combate a incêndio, entre outras. 

Figura: Válvula borboleta atuada eletricamente com duplo offset e ilustrações dos offsets (lado direito).

Válvula borboleta elétrica de deslocamento triplo 

Essa é uma válvula borboleta com acionamento elétrico que tem três deslocamentos. Os dois primeiros são iguais aos da válvula válvula borboleta de deslocamento duplo tipo. O terceiro deslocamento está no eixo do cone de vedação do corpo. A adição do terceiro deslocamento ajuda a eliminar o contato entre o disco e a sede quando a válvula está abrindo ou fechando. Isso ajuda a eliminar o atrito. O contato só é possível quando a válvula fecha totalmente e isso ajuda a criar uma parada mecânica que impede a rotação adicional do disco. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico fabricam a sede com materiais metálicos para torná-la aplicável em aplicações de alta pressão e alta temperatura. Uma sede metálica é mais rígida e resistente em comparação com as sedes macias e, portanto, a válvula pode resistir ao desgaste abrasivo. Além disso, esse projeto de uma válvula borboleta de deslocamento triplo aumenta a vida útil em comparação com outras válvulas borboleta. As aplicações dessa válvula incluem vapor superaquecido em usinas de energia a vapor, fluidos de alta temperatura, produtos químicos corrosivos, petróleo e gás, tubulações offshore, papel e celulose, entre outros. 

Figura: Válvula borboleta com acionamento elétrico de deslocamento triplo e ilustração dos três deslocamentos (lado direito).

Válvula borboleta de flange dupla com acionamento elétrico 

Essa é uma válvula borboleta de acionamento elétrico que tem extremidades flangeadas planas nas portas de entrada e saída. Essas extremidades flangeadas têm orifícios usados para prender os parafusos que conectam a válvula e a tubulação. O tubo também tem uma extremidade plana flangeada com orifícios para que possa se encaixar perfeitamente na válvula. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico produzem essa válvula para uso em aplicações severas que envolvem lama e lodo, bem como meios corrosivos, para torná-las econômicas em seu uso. O custo dessas válvulas é mais alto em comparação com outras válvulas borboleta. Essas válvulas podem suportar altas temperaturas e alta pressão. 

Figura: Válvula borboleta de flange dupla com acionamento elétrico.

Válvula borboleta de solda de topo com acionamento elétrico 

Essa é uma válvula que é conectada à tubulação por meio de soldagem. As portas de entrada e saída da válvula são soldadas ao sistema de tubulação. Os fabricantes de válvulas borboleta com acionamento elétrico projetam essas válvulas para uso em aplicações que envolvem fluidos perigosos, como corrosivos e inflamáveis. O uso de uma válvula com extremidade soldada nessas aplicações garante a segurança não apenas do ambiente devido a vazamentos, mas também da equipe da válvula. A desvantagem dessa válvula é que ela não pode ser reparada ou limpa enquanto estiver conectada à tubulação. A solda precisa ser removida antes da realização de qualquer reparo. 

Figura: Válvula borboleta de solda de topo com acionamento elétrico.

 Aplicações das válvulas borboleta com acionamento elétrico

• Indústrias de mineração. 
• Produção de produtos farmacêuticos. 
• Abastecimento de água e tratamento de águas residuais. 
• Processamento de alimentos e bebidas. 
• Fabricação de produtos de papel e celulose. 
• Controle o fluxo de vapor e água em usinas de energia a vapor. 
• Refinaria de produtos de petróleo. 
• Transferência de produtos de petróleo e gás. 

Vantagens das válvulas borboleta com acionamento elétrico 

• Eles são automatizados.
• Eles operam muito rapidamente. 
• Design simples e compacto. 
• Eles são usados em uma ampla gama de aplicações industriais. 
• Eles são leves em relação a válvula de gaveta ou válvula globo. 
• Eles são adequados para instalação em locais com espaço limitado. 
• Resistente à corrosão e ao desgaste por abrasão. 
• Eles podem tolerar lama e lodo. 

Desvantagens das válvulas borboleta com acionamento elétrico 

• Causa alguma queda de pressão porque, quando a válvula se abre, o disco permanece na passagem do fluxo do fluido. 
• Eles são propensos a asfixia e cavitação. 
• Características de vedação ruins, especialmente em alta pressão. 

Solução de problemas da válvula borboleta com acionamento elétrico 

A válvula não abre ou fecha 

• Não há energia. Verifique a fonte de alimentação e certifique-se de que a frequência e a tensão estejam de acordo com o recomendado pelo fabricante da válvula borboleta de acionamento elétrico.

O atuador elétrico não está funcionando 

• Fios soltos, interruptor ou outros cabos estão desconectados. Verifique os fios, a chave e outros cabos no atuador e reconecte-os quando necessário. 
• Capacitor solto ou conexão incorreta. Verifique o diagrama de fiação para obter a conexão adequada, conforme instruído pelo fabricante da válvula borboleta de acionamento elétrico. 
• O motor está danificado. Substitua o motor elétrico. 
• Os fios do bloco de terminais estão soltos ou desconectados. Conecte os fios do terminal conforme necessário.

A energia está ligada, mas a válvula não está funcionando 

• O capacitor está danificado. Substitua o capacitor. 
• A válvula precisa de mais torque. Verifique se há materiais estranhos obstruindo o disco da válvula.

Vazamento de fluido interno 

• Os assentos estão desgastados. Substitua os assentos. 
• Os anéis O-ring estão desgastados. Substitua os anéis O-ring. 
• Sujeira na válvula. Abra a válvula e limpe a sujeira. 

Vazamento de fluido externo 

• O anel de vedação está danificado ou desgastado. Substitua a gaxeta. 
• Conexão frouxa entre a tubulação e a válvula. Aperte os parafusos de conexão com os valores de torque indicados pelo fabricante da válvula borboleta de acionamento elétrico. 
• Os anéis O-ring estão desgastados. Substitua os anéis O-ring. 

Resumo 

Uma válvula borboleta com acionamento elétrico é uma válvula que é operada por meio de um atuador elétrico. Essa válvula funciona usando um motor elétrico para converter energia elétrica em energia mecânica. Essa energia mecânica é em termos de torque usado para girar o disco da válvula para permitir ou bloquear o fluxo do fluido. Essas válvulas são muito rápidas na operação, pois o disco da válvula só precisa girar 90^o graus para atingir o fechamento total ou para ser totalmente aberto.

As válvulas borboleta com acionamento elétrico são usadas em várias aplicações, como abastecimento de água, operações de mineração, processamento de alimentos e bebidas, refinaria de petróleo, papel e celulose, usinas de energia a vapor e sistemas HVAC, entre outras.