Válvula borboleta de alto desempenho

Uma válvula borboleta de alto desempenho é uma válvula na qual a haste não é colinear à linha central do disco, mas sim deslocada do centro. Há duas categorias de deslocamento dessa válvula, que são os tipos de deslocamento duplo e triplo. O uso do projeto de deslocamento ajuda a melhorar o fechamento estanque uniforme contra a sede da válvula e também reduz o desgaste devido ao atrito. A válvula borboleta de alto desempenho pode ser usada para aplicações de fechamento e estrangulamento do fluxo de fluido. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho produzem essa válvula para lidar com diferentes fluidos, desde aplicações gerais de fluxo de fluidos até fluidos viscosos e corrosivos. Os fluidos corrosivos podem ser gases ou vapor. As válvulas borboleta de alto desempenho são, em sua maioria, de tamanhos grandes, como 60 polegadas de diâmetro. Essas válvulas são feitas de materiais resistentes, como aço carbono e aço inoxidável. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho projetam essas válvulas para operar em uma ampla faixa de temperaturas, de -28 ^oC a 500 ^oC. A escolha da temperatura de operação depende dos materiais usados para fabricar a válvula. As válvulas borboleta de alto desempenho são operadas manualmente ou por meio de atuadores. A operação dessas válvulas segue o princípio de um quarto de volta usado nas válvulas de esfera. Esse é o princípio no qual a manopla é girada em 90^o graus apenas para abrir ou fechar a válvula, conforme necessário. 

Figura: Válvula borboleta de alto desempenho.

 

Componentes de uma válvula borboleta de alto desempenho 

Corpo da válvula 

Esse é o componente encarregado de abrigar as peças internas. O corpo geralmente é muito resistente em relação às outras peças para garantir que possa suportar o peso e evitar danos à válvula devido ao impacto de objetos em queda. A alta resistência também ajuda a válvula a suportar a pressão do fluido. Alguns dos materiais que os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho usam para fabricar o corpo são liga de níquel, aço inoxidável, ferro dúctil e aço carbono, entre outros. 

Caule

Esse é um componente metálico que conecta a manopla ou o atuador ao disco da válvula. A haste funciona girando quando a manopla é girada. Dessa forma, o trabalho da haste é transmitir o torque aplicado na manopla pelo operador da válvula ou do atuador para o disco. 

Volante/atuador

O volante é usado em válvulas borboleta manuais de alto desempenho, enquanto o atuador é usado em válvulas automáticas. O trabalho desse componente é fornecer a força necessária para fechar ou abrir a válvula. A manopla é conectada ao elemento de fechamento e abertura da válvula, conhecido como disco, por meio da haste. 

Disco 

Essa é a parte de uma borboleta de alto desempenho que permite e bloqueia o fluxo de fluido conforme necessário. O disco obtém sua força para iniciar e parar a válvula do volante ou do atuador. 

Assento 

Esse componente é colocado dentro do corpo da válvula e fornece uma superfície onde o disco se assenta quando a válvula para. A sede garante que não haja vazamento de fluido após o fechamento da válvula. O material usado pelos fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho para fazer a sede é muito importante, pois determina onde a válvula pode ser usada em termos de temperatura e tipo de meio. 

Junta de vedação 

Essa é uma vedação colocada entre as superfícies de contato da válvula e do tubo para evitar vazamento de fluido. A gaxeta é mantida em sua posição pela alta resistência criada pelos parafusos e porcas da válvula. 

Embalagem

Esse é um componente de vedação colocado entre a haste e o corpo para evitar vazamento de fluido ao longo da haste.

Figura: Componentes de uma válvula borboleta de alto desempenho.

 

Como funciona uma válvula borboleta de alto desempenho? 

Esta válvula opera usando um volante/alavanca manual ou atuador. Um volante ou alavanca manual é usado em válvulas manuais e é onde o operador aplica força para iniciar e parar a válvula. O atuador é usado em válvulas automáticas para fornecer o torque necessário para iniciar e parar a válvula. Para abrir uma válvula borboleta de alto desempenho, a haste é girada em 90^o graus no sentido anti-horário pelo torque aplicado pelo atuador ou no volante, conforme necessário. Ao mesmo tempo, o disco gira nos mesmos 90^o grau. Essa rotação força o disco a se alinhar paralelamente ao fluxo do fluido, onde ele deixa um caminho desobstruído. Para fechar a válvula, a haste e o disco são girados na direção oposta (sentido horário) em um ângulo de 90^o somente em um ângulo de graus. Isso alinha o disco perpendicularmente ao caminho do fluxo e impede que qualquer fluido atravesse a válvula borboleta de alto desempenho. Essas válvulas também são usadas em aplicações de estrangulamento nas quais o disco da válvula é girado levemente para permitir o fluxo de alguma quantidade de fluido. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho recomendam o uso dessas válvulas em aplicações de estrangulamento somente se houver uma baixa queda de pressão.

Figura: Funcionamento de uma válvula borboleta de alto desempenho.

 

Tipos de válvula borboleta de alto desempenho 

Válvula borboleta de alto desempenho com flange dupla 

Esta é uma válvula borboleta de alto desempenho projetada com duas extremidades flangeadas. As extremidades flangeadas estão nos lados de entrada e saída da válvula. Essas extremidades flangeadas têm orifícios. Esse tipo de válvula é conectado a um tubo que tem extremidades flangeadas de diâmetro igual e o mesmo número de orifícios. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho produzem esse tipo de válvula para uso em locais onde a pressão do fluido é muito alta. Com esse tipo de válvula, é difícil ocorrer vazamento de fluido devido à vedação firme reforçada pelos parafusos e porcas usados, bem como pela gaxeta colocada entre o tubo e a válvula. Entretanto, esse tipo de válvula é pesado em comparação com outras válvulas. O peso elevado se deve aos vários parafusos e porcas e às extremidades flangeadas.

Figura: Válvula borboleta de alto desempenho com flange dupla.

Válvula borboleta manual de alto desempenho 

Essa é uma válvula borboleta de alto desempenho que é operada manualmente. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho produzem essa válvula para operar usando um volante que tem um sistema de engrenagem. O sistema de engrenagens é fechado em uma caixa de engrenagens. O sistema de engrenagens tem a finalidade de mudar a direção de rotação do torque do volante para a haste da válvula e, finalmente, para o disco. Isso ocorre porque, na maioria dos casos, o torque do volante e da haste da válvula são perpendiculares um ao outro. Assim, um sistema de engrenagem cônica é usado para mudar o torque horizontal para a direção vertical. O sistema de engrenagem também ajuda a multiplicar o torque aplicado pelo operador da válvula para facilitar a abertura e o fechamento da válvula. As válvulas borboleta manuais de alto desempenho são mais baratas do que as atuadas. No entanto, essas válvulas causam muita fadiga ao operador da válvula, especialmente quando é necessário muito torque para iniciar e parar a válvula, bem como quando a operação da válvula é frequente. 

Figura: Válvula borboleta manual de alto desempenho.

Válvula borboleta de alto desempenho acionada 

Essa é uma válvula borboleta de alto desempenho que é operada por meio de atuadores. O atuador é colocado na parte superior da válvula. Essa válvula facilita e barateia a operação da tubulação, pois pode operar automaticamente sem a necessidade de um operador de válvula. Isso ajuda a reduzir os custos incorridos com um operador de válvula. As válvulas atuadas também podem ser controladas remotamente, economizando tempo. O trabalho do atuador é fornecer a energia necessária para iniciar e parar a válvula. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho produzem três tipos dessas válvulas atuadas, que são 

1. Válvula borboleta hidráulica de alto desempenho. Essa válvula usa um atuador que opera com fluido hidráulico. Essa válvula é adequada para uso em aplicações que precisam de muito torque, pois o uso do fluido hidráulico, que é incompressível, ajuda a aumentar a saída de alto torque. Entretanto, essa válvula é afetada por altas temperaturas e, portanto, é adequada para uso em aplicações de baixa temperatura. 
2. Válvula borboleta pneumática de alto desempenho. Essa é uma válvula que usa ar comprimido para operar. O atuador pneumático usado torna essa válvula adequada para diferentes aplicações, de baixa a alta temperatura e de aplicações muito limpas a sujas. 
3. Válvula borboleta elétrica de alto desempenho. Essa válvula usa um atuador elétrico para iniciar e interromper o fluxo do fluido. Essa válvula é adequada para uso em baixas e altas temperaturas. A operação dessa válvula é possível em quase todas as aplicações industriais devido à disponibilidade de eletricidade. 

Figura: Válvula borboleta de alto desempenho acionada.

 

Aplicações de válvulas borboleta de alto desempenho 

• Essas válvulas são usadas em aplicações municipais de abastecimento de água e tratamento de água. 
• Eles são usados em operações de mineração.
• As válvulas borboleta de alto desempenho são usadas no processamento de alimentos e bebidas, pois podem ser facilmente limpas. Além disso, essas válvulas dificilmente ficam obstruídas. 
• Eles são usados em usinas de geração de energia a vapor para ajudar a controlar o fluxo de vapor e água. 
• As válvulas borboleta de alto desempenho são usadas na fabricação de diferentes produtos químicos.
• Eles são usados nos setores de fabricação de papel e celulose. 
• Essas válvulas são usadas na refinaria de produtos petrolíferos. 
• As válvulas borboleta de alto desempenho são usadas em aplicações de combate a incêndios.  

 

Vantagens das válvulas borboleta de alto desempenho 

• As válvulas borboleta de alto desempenho operam muito rapidamente em comparação com as válvulas de gaveta e globo. 
• Essas válvulas têm corpos de comprimento curto, o que faz com que ocupem pouco espaço de instalação. 
• As válvulas borboleta de alto desempenho são mais baratas em relação a outras válvulas de alto desempenho. 
• Essas válvulas são versáteis, pois seu projeto permite que elas funcionem em diferentes aplicações industriais. 
• Eles não apresentam vazamento de fluido. 
• As válvulas borboleta de alto desempenho podem ser operadas manualmente ou com o uso de atuadores, conforme necessário. 
• Essas válvulas têm alta resistência, o que lhes permite trabalhar em alta pressão e alta temperatura.
• Elas podem ser usadas como válvulas de fechamento ou de estrangulamento.
• Essas válvulas têm um design simples e compacto. 
• Eles são fáceis de limpar, instalar e reparar. 
• Elas são de baixo peso em relação a outras válvulas. 
• Seus intervalos de manutenção e custo são menores em comparação com outras válvulas.

 

Desvantagens das válvulas borboleta de alto desempenho 

• Essas válvulas são caras em comparação com outras válvulas borboleta. 
• Essas válvulas se abrem enquanto o disco da válvula está no caminho do fluxo do fluido, o que reduz a pressão do fluxo do fluido.
• As válvulas borboleta de alto desempenho são adequadas para uso de estrangulamento somente quando a queda de pressão do fluido é baixa.
• A vedação dessas válvulas é ruim em comparação com a de outras válvulas, como as válvulas de esfera. 

 

Solução de problemas em válvulas borboleta de alto desempenho 

Vazamento de fluido através da conexão válvula-tubo 

• Parafusos e porcas soltos. Aperte os parafusos e as porcas para atingir o torque recomendado pelo fabricante da válvula borboleta de alto desempenho. 
• Junta danificada ou desgastada. Substitua a gaxeta. 

Vazamento de fluido pela haste 

• Gaxeta desgastada ou danificada. Substitua a gaxeta. 
• O-rings desgastados. Substitua os anéis O-ring. 

Vazamento de fluido interno 

• Assentos 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.

A válvula é difícil de operar 

• Materiais estranhos na válvula. Abra a válvula e remova todos os materiais estranhos. Limpe todos os componentes internos. 
• Corrosão na válvula. Abra a válvula e limpe toda a corrosão. 

 

Resumo 

As válvulas borboleta de alto desempenho são projetadas de modo que a haste não seja colinear à linha central do disco da válvula, mas a uma certa distância de deslocamento. Os critérios de projeto de deslocamento ajudam a garantir um fechamento estanque uniforme e a reduzir o desgaste devido ao atrito. Os fabricantes de válvulas borboleta de alto desempenho projetam essas válvulas para uso em aplicações de alta pressão, pois elas podem funcionar sem causar vazamentos. Essas válvulas também podem ser usadas em aplicações de alta e baixa temperatura, dependendo dos materiais usados na fabricação dos componentes da válvula. As válvulas borboleta de alto desempenho são usadas para aplicações de fechamento e estrangulamento. Entretanto, essas válvulas são adequadas para uso no estrangulamento do fluxo de fluido se houver baixa queda de pressão. Essas válvulas operam fazendo uma abertura de 90^o rotação de grau do disco para abrir e fechar o fluxo de fluido. Isso torna a operação da válvula muito rápida em comparação com outras válvulas. 

Os fabricantes de válvulas borboleta de alta pressão têm vários tipos dessa válvula, que incluem válvula borboleta de alto desempenho com flange duplo, válvula borboleta de alto desempenho manual e válvulas borboleta de alto desempenho acionadas, entre outras. Essas válvulas são usadas em aplicações como refinarias de petróleo, combate a incêndio, abastecimento de água, produtos químicos, mineração, alimentos e bebidas, usinas de energia a vapor e fabricação de papel e celulose, entre outras. As vantagens dessas válvulas incluem operação rápida, espaço de instalação relativamente pequeno, leveza, design simples e compacto e facilidade de reparo, instalação e limpeza.