Válvula de esfera motorizada: Guia completo

 O que é uma válvula de esfera motorizada? 

Uma válvula de esfera motorizada é um tipo de válvula de esfera que usa eletricidade para operar. Esse tipo de válvula usa uma esfera perfurada, oca e giratória para controlar o fluxo do fluido. As válvulas de esfera motorizadas têm a esfera com um orifício no centro. Um motor elétrico é usado para controlar a posição da esfera para melhorar o fluxo de fluido ou bloquear o fluxo de fluido. Os fabricantes de válvulas de esfera motorizadas projetam a esfera de modo que ela possa controlar, direcionar, guiar e modular o fluxo de fluido. A válvula de esfera motorizada pode funcionar em gases, líquidos e vapores. A válvula de esfera motorizada fecha ou abre o fluxo girando a esfera 90^o no sentido anti-horário ou horário, respectivamente. Uma válvula de esfera motorizada inicia o fluxo de fluido quando o orifício da esfera gira para ficar paralelo à direção do fluxo de fluido. As válvulas de esfera motorizadas são conhecidas por sua longa vida útil e alta confiabilidade. 

Figura: Válvula de esfera motorizada.

Componentes da válvula de esfera motorizada 

Corpo da válvula/carcaça da válvula 

O corpo da válvula ou alojamento da válvula em uma válvula de esfera motorizada é o componente usado para conter todas as partes internas da válvula. O corpo da válvula é feito de materiais fortes, duros e rígidos para que tenha resistência suficiente para suportar a alta pressão e as altas temperaturas associadas ao fluxo do fluido. As portas de entrada e de saída de uma válvula de esfera motorizada também são feitas no corpo da válvula. 

Esfera rotativa 

A esfera é um componente esférico com um furo no meio. O orifício no centro da esfera é conhecido como furo. O orifício ou furo na esfera serve como abertura para o fluxo de fluido. A esfera em uma válvula de esfera motorizada pode ser uma esfera oca ou uma esfera sólida. No caso de uma esfera sólida, há um diâmetro de abertura constante que aumenta o fluxo de fluido suave a uma velocidade constante. No caso de uma esfera oca, o espaço em seu interior aumenta o fluxo de fluido através da válvula. Entretanto, as esferas ocas em uma válvula de esfera motorizada tendem a apresentar mais turbulência e altas velocidades. No entanto, uma esfera oca em uma válvula de esfera motorizada torna a válvula leve e barata em relação a uma esfera sólida. 

Haste (eixo)

Esse é o componente de uma válvula de esfera motorizada que conecta o motor elétrico à esfera. A haste é um eixo que transmite energia do motor elétrico para operar a válvula de esfera motorizada. A haste em uma válvula de esfera motorizada é projetada com vedações como O-rings e anéis de vedação para vedar o castelo, bem como a haste/eixo para evitar vazamento de fluido. 

Boné 

O castelo em uma válvula de esfera motorizada é o componente colocado na parte superior do corpo da válvula para cobrir as peças internas. O castelo e o corpo da válvula em uma válvula de esfera motorizada são conectados por meio de parafusos, porcas e parafusos ou por soldagem para garantir que não haja vazamentos. Assim como o corpo da válvula, o castelo deve ser feito de materiais fortes, duros e rígidos que possam suportar alta pressão e altas temperaturas de acordo com o uso pretendido dessa válvula. 

Assento 

A sede em uma válvula de esfera motorizada é um componente usado para proporcionar uma vedação entre o corpo da válvula e a esfera. Há um assento a montante adjacente ao lado de entrada da válvula e um assento a jusante colocado em frente ao assento a montante adjacente ao lado de descarga da válvula. 

Atuador

O atuador é o componente de uma válvula de esfera motorizada que é usado para fornecer energia para operar a válvula. O atuador é um motor elétrico. O atuador pode ser automático ou semiautomático. 

Embalagem

A gaxeta refere-se à vedação ao redor da haste/eixo da válvula usada para evitar vazamento de fluido. 

Figura: Componentes de uma válvula de esfera motorizada.

Como funciona uma válvula de esfera motorizada? 

As válvulas de esfera motorizadas funcionam convertendo energia elétrica em energia mecânica. É a energia mecânica que é usada para abrir/fechar as válvulas de esfera motorizadas. A energia elétrica é convertida em energia mecânica com o uso de um motor elétrico. O funcionamento de uma válvula de esfera motorizada é discutido a seguir.

1. Alimentação do sistema. A válvula de esfera motorizada é aberta ao se ligar a energia elétrica. Isso permite que a corrente elétrica flua para o motor elétrico. Isso liga o motor elétrico, fazendo-o girar e, assim, iniciar a rotação do eixo que transmite a energia mecânica para abrir a válvula. A potência necessária para abrir uma válvula de esfera motorizada depende de certos fatores, como seu tamanho. Na maioria dos casos, a energia necessária para operar uma válvula de esfera motorizada pode ser 12V, 24V ou 48V de energia CC ou 24V, 48V, 120V ou 240V de energia CA. 
2. A potência do motor elétrico é transmitida por meio de um conjunto de engrenagens para ajudar a reduzir sua velocidade e, simultaneamente, aumentar seu torque (porque a velocidade e o torque são inversamente proporcionais). Dessa forma, o atuador motorizado da válvula de esfera poderá produzir diferentes níveis de torque ou força com base nos controles do conjunto de engrenagens. O torque dos trens de engrenagens é usado para girar a haste da esfera motorizada e, como a haste está conectada à esfera, ela a girará conforme necessário. 

Figura: Funcionamento de uma válvula de esfera motorizada.

Tipos de válvulas de esfera motorizadas 

Válvula de esfera motorizada de corpo único 

Esta é uma válvula de esfera motorizada com um corpo. Essa válvula de esfera motorizada é projetada com um corpo de válvula fundido sólido que reduz o vazamento. A válvula de esfera motorizada de corpo único é a mais barata de todas as válvulas de esfera motorizadas. Entretanto, essa válvula de esfera não pode ser aberta para limpeza ou manutenção. A válvula de esfera motorizada de corpo único é usada em funções menos exigentes. Essas válvulas têm uma abertura pequena, são mais baratas e geralmente são descartáveis. 

Válvula de esfera motorizada com corpo de duas peças 

Essa é uma válvula de esfera motorizada que consiste em duas partes, sendo que o primeiro componente contém o corpo e a junta de extremidade e o segundo componente é acoplado ao primeiro. Uma válvula de esfera motorizada de duas peças pode ser desmontada facilmente para inspeção, limpeza e manutenção. Para separar as duas peças dessa válvula de esfera motorizada, ela precisa ser completamente desconectada da tubulação. 

Válvula de esfera motorizada com corpo de três peças 

Essa é uma válvula de esfera motorizada feita com três partes, que são o corpo e duas juntas terminais. Os três componentes são conectados com parafusos e porcas. Esse projeto de uma válvula de esfera de três peças facilita a remoção das peças principais da válvula, como haste, sede e esfera, do sistema de tubulação. Esse projeto de uma válvula de esfera motorizada melhora a remoção eficaz de materiais obstruídos, a substituição de vedações e sedes sem a remoção da tubulação do corpo. Entretanto, esse tipo de válvula de esfera motorizada é vendido por um preço mais alto. 

Válvula de esfera motorizada de entrada superior 

Esta é uma válvula de esfera motorizada na qual a esfera é montada a partir da parte lateral da seção superior. Esse projeto de uma válvula de esfera motorizada melhora o reparo da esfera e da sede sem desmontar a válvula. A válvula motorizada válvula de esfera de entrada superior aumenta o tamanho do corpo da válvula. Na maioria dos casos, a válvula motorizada fabricantes de válvulas de esfera projete a válvula de forma que não seja necessário removê-la da tubulação. A vantagem das válvulas de esfera motorizadas de entrada superior é que elas têm conexões rosqueadas mínimas que reduzem os vazamentos. 

Válvula de esfera motorizada de entrada lateral

Essa é uma válvula de esfera motorizada na qual a esfera é montada a partir da parte lateral da válvula. Na maioria dos casos, essa válvula de esfera motorizada tem a esfera montada em duas ou três partes do corpo da válvula. Cada parte é montada com parafusos ou porcas semelhantes à conexão de dois flanges. Válvulas de esfera de entrada lateral apresentam o mínimo de defeitos decorrentes do processo de fabricação e são fáceis de montar. 

Válvula de esfera motorizada com corpo soldado 

Essa é uma válvula de esfera motorizada que é totalmente soldada, o que a torna livre de qualquer vazamento. Esse tipo de válvula de esfera motorizada não pode ser reparado como as outras válvulas de esfera motorizadas. As válvulas de esfera motorizadas com corpo soldado são usadas em aplicações subterrâneas e enterradas em que não é necessária manutenção, como em aplicações de transporte de gás e transporte submarino. Depois que essas válvulas de esfera motorizadas são soldadas, elas são submetidas a testes não destrutivos (NDTS) para verificar se não há vazamento. 

Aplicações de válvulas de esfera motorizadas 

• Aplicações de tratamento de água e irrigação. 
• Processamento de alimentos e bebidas. 
• Setores de gás e petróleo. 
• Indústrias farmacêuticas. 
• Usinas de energia. 
• Usado em residências para controlar a água em máquinas de lavar louça e roupas. 
• Setor automotivo. 
• Fábricas de produtos químicos. 

Vantagens das válvulas de esfera motorizadas 

• Fácil de usar. Essas válvulas são comparativamente fáceis e rápidas de instalar, reparar e fazer manutenção. 
• Alta eficiência. Essas válvulas não precisam de lubrificação e têm vedações estanques que garantem que não haja desperdício de fluido e pressão de fluxo. 
• Econômicas, pois empregam um projeto simples em relação a outras válvulas. 
• Longa vida útil, especialmente se forem usados de acordo com as instruções do fabricante. 
• O projeto emprega materiais resistentes em relação ao uso pretendido, o que os faz suportar condições de fluxo como pressão. 
• Versáteis, pois são usados em uma ampla gama de aplicações. 

Desvantagens das válvulas de esfera motorizadas 

• Apresentam grande desgaste quando usados para a aplicação errada.
• Não é ideal para aplicativos de estrangulamento. 

Solução de problemas em válvulas de esfera motorizadas 

Vazamento na sede da esfera 

• Material estranho ao redor do assento da esfera. Limpe/remova os materiais estranhos ou substitua os assentos de esfera se eles tiverem sido danificados pelos materiais. 
• O assento da esfera foi danificado porque foi usado quando estava semiaberto. Substitua a sede esférica. Use a válvula quando ela estiver totalmente aberta/fechada.
• Assento da esfera danificado pelo calor térmico. Substitua o assento da esfera pelo assento recomendado pelo fabricante do motor. Fabricante de válvulas de esfera.  

Vazamento da junta do corpo 

• Parafusos, porcas ou parafusos soltos. Aperte os parafusos igualmente. 
• A junta da carroceria está danificada. Substitua a junta. 

Vazamento da gaxeta 

• Parafuso do prensa-cabos solto. Aperte os parafusos do prensa-cabos na diagonal e com o mesmo torque. 
• A gaxeta está desgastada. Substitua a gaxeta. 

O atuador não está funcionando 

• O interruptor, os fios ou outros cabos estão soltos ou desconectados. Inspecione e reconecte de acordo. 
• Um capacitor não está conectado corretamente ou está solto. Verifique o diagrama de fiação de acordo com as instruções do fabricante da válvula de esfera motorizada e conecte-o adequadamente. 
• A proteção contra sobrecarga térmica está ativada. Dê ao atuador elétrico algum tempo para esfriar e minimize a frequência de operação. 
• Os fios do bloco de terminais estão desconectados ou soltos. Inspecione-os e conecte-os adequadamente. 
• O motor não está funcionando ou está danificado. Substitua o motor. 

O motor da válvula de esfera motorizada está parado enquanto a energia está ligada

• Um capacitor falhou. Substitua o capacitor. 
• A válvula motorizada precisa de mais torque. Verifique se há alguma obstrução e remova/limpe. 
• Os componentes da placa de controle da válvula de esfera motorizada falharam. Inspecione os componentes, refaça a fiação e ou substitua-os. 

Resumo 

Uma válvula de esfera motorizada é um tipo de válvula de esfera que opera com o uso de um motor elétrico. Essa válvula de esfera motorizada emprega eletricidade como fonte de energia. A eletricidade é usada para acionar o motor elétrico que, em seguida, converte a energia elétrica em energia mecânica. A energia mecânica é usada pelo motor elétrico para ligar a válvula de esfera motorizada e permitir o fluxo do fluido. As válvulas de esfera motorizadas usam uma esfera que gira 90^o para fechar/abrir o fluxo de fluido. As válvulas de esfera motorizadas são adequadas para aplicações on/off. Os fabricantes de válvulas de esfera motorizadas projetam a válvula considerando sua capacidade de suportar a pressão e a temperatura do fluido. As válvulas de esfera motorizadas são usadas em diferentes aplicações, como usinas de energia, processamento de alimentos e bebidas, petróleo e gás, produtos farmacêuticos, abastecimento de água e sistemas de irrigação, entre outras. As válvulas de esfera motorizadas são eficientes em termos de energia, econômicas, duráveis, fáceis de usar, versáteis, resistentes e simples de limpar e consertar.