O que é uma válvula de retenção de mola?
Uma válvula de retenção de mola é um tipo de válvula de retenção usadas para evitar que o fluxo de fluido inverta a direção. As válvulas de retenção com mola têm fluxo de direção unidirecional e são automáticas. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam essas válvulas com uma porta de entrada e uma de saída. A válvula de retenção com mola também é conhecida como válvula de mola sem retorno ou válvula de mola unidirecional porque só permite o fluxo do fluido que está indo para frente e impede qualquer fluido que tente ir para trás. Como o nome sugere, uma válvula de retenção com mola usa uma mola para impedir o fluxo reverso do fluido. O refluxo de fluido é indesejável porque pode contaminar o fluido a montante ou danificar equipamentos como bombas. As válvulas de retenção com mola são de diferentes materiais e tamanhos para uso em diversas aplicações industriais. Algumas das válvulas de retenção com mola são usadas em aplicações de alta pressão e alta temperatura e são feitas de materiais metálicos, como aço carbono, aço inoxidável, ferro dúctil, ferro fundido, latão e bronze. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola produzem a válvula com uma etiqueta que mostra a direção do fluxo do fluido. Essa seta ajuda a instalar a válvula de retenção com mola na direção correta, caso contrário, o fluido não passará pela válvula.
Figura: Válvula de retenção com mola.
Como funciona uma válvula de retenção de mola?
Uma válvula de retenção com mola funciona com base no princípio da diferença de pressão entre as portas de entrada e de saída. Quando a pressão a montante é igual à pressão de ruptura, ela força o disco da válvula a abrir a válvula de retenção com mola, permitindo que o fluido passe pela válvula. O fluido continua fluindo para frente até o momento em que a pressão a montante é reduzida para ser menor do que a pressão de ruptura, forçando o fluido a reverter o fluxo para a porta de entrada. Nesse caso, o disco da válvula retorna à sua posição de fechamento imediatamente antes de o fluido começar a fluir para trás. Isso é aprimorado pela alta sensibilidade da válvula de retenção com mola às mudanças de pressão. O nível de pressão de ruptura em uma válvula de retenção com mola depende do tipo de válvula, das características da mola, da construção da válvula e da orientação para a tubulação. A pressão de ruptura é dada em termos de PSI, PSIG ou bares.
Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção com mola.
Tipos de válvulas de retenção com mola
Válvula de retenção em linha com mola
Essa é uma válvula de retenção com mola na qual a mola e o disco estão dispostos em um padrão de linha. As válvulas de retenção em linha com mola são fáceis de operar e têm um projeto simples. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam essas válvulas de modo que, quando o fluido tenta entrar na porta de entrada da válvula, ele tem pressão a montante suficiente para superar a pressão de ruptura e a força da mola. Depois que a pressão a montante supera a pressão de ruptura, o fluido força o disco da válvula a se abrir e, assim, o fluido passa pela válvula. O fluido continua a fluir pela válvula até que a pressão de entrada se torne menor do que a pressão de fissuração quando o fluido tenta fluir para trás. Nesse momento, a pressão de ruptura e a força da mola movem o disco na direção oposta, fechando a válvula de retenção com mola. As válvulas de retenção em linha com mola têm uma distância curta de deslocamento da mola, o que melhora o tempo de resposta da válvula ao fechar ou abrir. Esse tipo de válvula de retenção com mola pode ser instalado na horizontal ou na vertical.
Figura: Válvula de retenção em linha com mola.
Válvula de retenção em forma de Y acionada por mola
Essa é uma válvula de retenção com mola que funciona da mesma forma que a válvula de retenção com mola em linha. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola produzem essa válvula com a mola e o disco orientados em um determinado ângulo, o que faz com que a válvula tenha a forma de um Y, daí o nome válvula de retenção com mola em forma de Y. Uma vantagem dessa válvula é que ela não precisa ser desmontada da tubulação para limpeza ou reparos. Entretanto, essas válvulas têm peso elevado e sua instalação requer muito espaço no sistema de tubulação.
Figura: Válvula de retenção em forma de Y com mola.
Válvula de retenção com mola esférica
Essa é uma válvula de retenção com mola que usa uma esfera para fechar e abrir o fluxo de fluido. A esfera é posicionada perto do orifício de entrada. Uma sede de vedação é usada para guiar a esfera e criar uma vedação firme. A válvula de retenção com mola esférica se abre quando a pressão de entrada se torna maior do que a força da mola que segura a esfera. Dessa forma, o fluido começa a passar pela válvula. A mola força a esfera a fechar a porta de entrada para impedir a reversão do fluxo de fluido quando a pressão de entrada é reduzida.
Figura: Válvula de retenção de esfera com mola.
Válvula de retenção de mola de elevação
Essa é uma válvula de retenção de mola na qual uma mola é usada para empurrar o disco vertical ou horizontalmente para abrir ou fechar o fluxo de fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção de mola de elevação recomendam essas válvulas para uso em linhas de vapor, gás, ar, água e vapor. O fluido entra na válvula abaixo da sede da válvula e levanta o disco da sede para abrir o fluxo do fluido. Quando o fluido tenta inverter a direção, o disco é forçado a voltar à sua posição por refluxo e/ou por gravidade.
Figura: Válvula de retenção com mola de elevação no estado aberto (lado esquerdo) e no estado fechado (lado direito).
Válvula de retenção de mola sem batida
Essa é uma válvula de retenção com mola que tem o objetivo de fechar e abrir o fluxo de fluido sem criar pressão excessiva ou um efeito de batida. Algumas das válvulas de retenção com mola fecham o disco de forma a causar condições de batida. A batida produz uma onda de pressão que ressoa pelo sistema de tubulação e reduz a eficiência do sistema. Válvula de retenção sem folga usa uma mola posicionada contra a pressão do fluxo. Se a pressão do fluxo do fluido for muito alta, a mola comprime e puxa o disco da válvula para trás de forma silenciosa e suave. O disco da válvula se move de volta para a superfície de assentamento quando o fluido começa a diminuir a velocidade ou quando o fluxo para antes de mudar a direção do fluxo para a porta de entrada.
Figura: Válvula de retenção com mola antideslizante.
Válvula de retenção silenciosa de fluxo axial
Essa é uma válvula de retenção com mola na qual uma mola segura e centraliza o disco para melhorar o fechamento e a abertura imediatos e o fluxo de fluido mais suave. O disco e a mola estão no centro da tubulação e o fluido flui ao redor do disco. Esse tipo de válvula de retenção com mola é diferente de outras válvulas com mola que puxam completamente o disco para deixar a tubulação totalmente aberta. O projeto empregado pelos fabricantes de válvulas de retenção com mola na fabricação dessa válvula aumenta seu custo em relação a outras válvulas de retenção com mola. Apesar de serem caras, essas válvulas têm vida útil mais longa, podendo ser usadas por mais de três anos sem serem substituídas. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam essas válvulas de modo que, quando a pressão a montante começa a diminuir lentamente, a válvula começa a se fechar lentamente até que esteja completamente fechada para garantir que não haja reversão de fluido pela porta de entrada.
Figura: Válvula de retenção silenciosa de fluxo axial.
Fatores a serem considerados ao comprar ou selecionar uma válvula de retenção com mola
Tipo de mídia
As propriedades do meio a ser passado por uma válvula de retenção com mola determinarão o material usado para fabricar essa válvula. Para meios corrosivos e agressivos, o material plástico é muito bom, pois é altamente resistente à corrosão. Quando a válvula de retenção com mola é destinada ao uso em altas temperaturas, uma válvula de retenção com mola com sede metálica é uma boa opção, pois suporta alta temperatura e alta pressão.
Condições das aplicações
A válvula de retenção com mola selecionada deve ser capaz de lidar com a taxa de fluxo, a pressão e a temperatura do fluido. Se a válvula não for dimensionada corretamente, ela causará problemas técnicos no sistema de tubulação ou na própria válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola recomendam que o comprador conheça a taxa de fluxo, a pressão e a temperatura às quais a válvula será submetida para que a válvula certa possa ser selecionada facilmente.
Requisitos de manutenção
A válvula selecionada deve estar livre de manutenção frequente. A manutenção frequente acabará sendo muito cara. Dessa forma, considere fatores como o meio a ser usado e saiba se ele tem lamas que podem causar o travamento da válvula ou o bloqueio do fluido.
Aplicações da válvula de retenção com mola
- Usado em bombas centrífugas para impedir o refluxo de fluidos e evitar danos à bomba.
- Eles são usados no abastecimento de água doce.
- Sistemas de refinaria de petróleo e gás.
- Usado em caldeiras para evitar o refluxo de vapor ou água.
- Indústrias de alimentos e bebidas.
- Usinas de geração de energia a vapor.
- Produção de vários produtos químicos.
- Transporte de águas residuais.
Vantagens das válvulas de retenção com mola
- Queda de baixa pressão.
- Essas válvulas podem manter a pressão necessária do fluido.
- Pode ser usado por um longo período sem ser substituído.
- Versáteis porque são usados em diferentes aplicações para abrir e fechar o fluxo de fluido.
- Essas válvulas têm alta eficiência em relação a outras válvulas, como válvula globo e válvula de diafragma
- As válvulas de retenção de mola são automáticas.
- Eles não apresentam vazamento de fluido.
- Pode ser instalado na orientação vertical ou horizontal, conforme necessário.
Desvantagens da válvula de retenção com mola
- Permitir o fluxo de fluido em apenas uma direção.
- Não pode ser inspecionado durante a operação, a menos que o fluxo de fluido seja interrompido e, em seguida, a válvula seja aberta para inspeção.
- Não é adequado quando o sistema tem fluxo de pulsação.
Solução de problemas da válvula de retenção com mola
Vazamento na válvula de retenção de mola externa
- Parafusos e porcas ou parafusos soltos. Aperte os parafusos e as porcas ou parafusos com o torque recomendado pelo fabricante da válvula de retenção de mola.
- O-rings desgastados. Substitua os anéis O-ring.
Vazamento de fluido quando a válvula está totalmente fechada
- O-rings danificados ou desgastados. Substitua os anéis O-ring.
- Materiais estranhos alojados no interior do válvula de retenção com mola. Desmonte a válvula de acordo com as instruções fornecidas pelo fabricante da válvula de retenção com mola e remova todos os materiais estranhos. Limpe a válvula após remover os materiais estranhos.
A válvula de retenção de mola não está funcionando
- A válvula de retenção de mola foi instalada na direção errada. Altere a instalação da válvula e siga as instruções do fabricante da válvula de retenção de mola durante a instalação.
- A tubulação que alimenta a válvula está bloqueada. Inspecione a válvula para verificar se há algum bloqueio e remova o material de bloqueio.
- A pressão a montante está muito baixa. Aumente a pressão a montante.
Resumo
Uma válvula de retenção com mola é um tipo de válvula de retenção destinada a impedir que o fluido inverta a direção do fluxo. Elas são válvulas automáticas que permitem que o fluido flua em uma única direção. Sempre que o fluido tenta inverter a direção do fluxo, a válvula de retenção com mola fecha a porta de entrada. A válvula usa uma mola para apoiar o disco da válvula para fechar ou abrir o fluxo de fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam essas válvulas para funcionar com base no princípio da diferença de pressão. Quando a pressão a montante é maior do que a pressão a jusante, o fluido força o disco a se abrir. A válvula começa a se fechar imediatamente quando a pressão a montante começa a se reduzir. Essas válvulas são simples e têm sido usadas para resolver problemas potenciais em diferentes setores. Ao impedir o fluxo de fluido para trás, essas válvulas ajudam a evitar a contaminação do fluido e danos aos equipamentos de tubulação, como bombas.
Há vários tipos de válvulas de retenção com mola que incluem válvulas de retenção em linha com mola, válvulas de retenção em Y com mola, válvulas de retenção com mola de esfera, válvulas de retenção com mola de elevação, válvulas de retenção com mola sem deslizamento e válvulas de retenção silenciosas de fluxo axial. As aplicações das válvulas de retenção com mola incluem refinarias de petróleo e gás, abastecimento de água doce, alimentos e bebidas, produtos químicos e usinas de geração de energia a vapor, entre outras. As vantagens do uso de válvulas de retenção com mola são a baixa queda de pressão, a alta eficiência, a capacidade de manter a pressão, o vazamento zero de fluido, a durabilidade, a versatilidade, a automação e a possibilidade de instalação vertical ou horizontal.
