Válvulas Profa. Karla Silva Ago/2011

Válvulas Profa. Karla Silva Ago/2011

Válvulas São os acessórios mais importantes nas tubulações, sem os quais estas seriam praticamente inúteis. Destinam-se a estabelecer, controlar e interromper o escoamento. Em qualquer instalação deve-se usar o menor número de válvulas possível, porque são peças caras, sujeitas a vazamentos e que introduzem perdas de carga (que podem ser elevadas).

Classificação das Válvulas

Construção das Válvulas

Meios de Operação das Válvulas

1.Válvulas de bloqueio São as válvulas que destinam-se a estabelecer ou interromper o fluxo e devem funcionar completamente abertas ou completamente fechadas. 1.1. Válvulas gaveta É a válvula de uso mais generalizado, mas que com a aparição de válvulas mais leves e mais baratas (esfera e borboleta, principalmente), seu uso é cada vez menor. Não aparecem entre as válvulas sanitárias. O fechamento nessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça denominada gaveta, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula.

Quando estão totalmente abertas, a trajetória de circulação do fluido fica reta e desimpedida, havendo pouca perda de carga. Quando estão parcialmente abertas causam perdas de carga muito elevadas, cavitação e violenta corrosão e erosão. a) b) Figura.Válvulas gaveta. a) Pequena com castelo rosqueado. b) Grande com castelo parafusado.

Variantes das Válvulas gaveta

1.2. Válvulas (de) Macho Não é sanitária. São aplicadas nos serviços de bloqueio de gases (em qualquer diâmetro, temperatura ou pressão) e, também, no bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral, inclusive com sólidos em suspensão (pequenos diâmetros e baixas pressões). Figura. Válvula macho. Uma das vantagens da válvula macho sobre a válvula gaveta é o menor espaço ocupado. O fechamento dessas válvulas se faz pela rotação de uma peça (macho), na qual há um orifício, no interior do corpo da válvula. Quando o macho gira, o furo se alinha à tubulação, dando passagem ao fluido. Quando estão totalmente abertas, a perda de carga é bastante pequena, porque a trajetória do fluido é reta e livre.

As variantes das válvulas macho são: *Válvulas esfera a) b) Figura. Válvula esfera. a) esquema com as partes principais. b) válvula esfera sanitária comercial. O macho dessas válvulas é uma esfera, que também é furada de lado a lado. O material de vedação é bastante flexível, que no caso de válvulas sanitárias devem ser elastômeros sanitários, de grau alimentício (buna-n, viton), para garantir que não haja vazamentos.

* Válvulas de 3 vias: O macho dessas válvulas é furado em "T" ou "L", ou ainda, em forma de cruz, dispondo a válvula de 3 locais para que seja feita a ligação a tubulações. Figura. Válvula de três vias

2. Válvulas de regulagem São destinadas a controlar o escoamento, podendo trabalhar em qualquer posição de fechamento parcial. 2.1. Válvulas globo Nessas válvulas o fechamento é feito por meio de um tampão que se ajusta contra uma única sede, cujo orifício está geralmente em posição paralela ao sentido do escoamento. Causam, em qualquer posição de fechamento, fortes perdas de carga, devido às mudanças de direção e turbilhonamento do fluido dentro da válvula.

Figura. Válvula globo. Não é sanitária! Destina-se a serviços de regulagem e de fechamento estanque em linhas de água, óleos industriais, que não sejam muito corrosivos, e para o bloqueio e regulagem em linhas de vapor e de gases. As variantes da válvula globo são: Válvulas em "Y": Nessas válvulas, a haste fica em um ângulo de 45 com o corpo, o de modo que a trajetória da corrente de líquido fica quase retilínea, com um mínimo de perda de carga.

São usadas para bloqueio e regulagem de vapor e são preferidas para uso com produtos corrosivos. a) b) Figura. Válvula em "Y"

2.2. Válvulas Agulha: O tampão é substituído por uma peça cônica, a agulha, que permite um controle preciso do escoamento. São válvulas para regulagem fina de líquidos e gases, em diâmetros de até 2". Figura 6.7. Esquema de uma válvula agulha.

2.3. Válvulas Borboleta São basicamente válvulas de regulagem, mas também podem trabalhar como válvulas de bloqueio. O emprego dessas válvulas tem aumentado por serem leves, baratas e facilmente adaptáveis a comando remoto. O fechamento da válvula é feito por meio de uma peça circular que gira em torno de um eixo perpendicular ao sentido de escoamento do fluido. Podem ser manuais ou com controle pneumático. A válvula borboleta, além de ser barata, provoca pequena perda de carga e pode ser usada com líquidos de alta e baixa viscosidade.

Figura.Válvula borboleta. a) Esquema de funcionamento de uma válvula manual. b) Válvula comercial de acionamento automático.

2.4. Válvulas de Diafragma São válvulas muito usadas para regulagem ou bloqueio de fluidos corrosivos (alimentos ácidos). A válvula se fecha por meio de um diafragma flexível que é aperta do contra a sede. O mecanismo que controla o diafragma não tem contato com o fluido e, por isso, são recomendadas para processamentos estéreis. Não possuem fendas e asseguram que não há retenção de partículas.

3. Válvulas que permitem o escoamento em um só sentido 3.1. Válvulas de retenção Essas válvulas permitem a passagem do fluido em apenas um sentido, fechando-se automaticamente por diferença de pressões, exercidas pelo fluido em conseqüência do escoamento, no caso de haver a tendência à inversão no sentido do fluxo. São, portanto, válvulas de operação automática. Costumam provocar elevada perda de carga, como todas as válvulas, e só devem ser usadas quando for imprescindível. Existem três tipos principais de válvulas de retenção:

A) Válvula de retenção de levantamento: o fechamento é feito por um tampão semelhante aos das válvulas globo. Esse tampão é mantido suspenso, afastado da sede, por efeito da pressão do fluido sobre a face inferior. Caso haja tendência à inversão do sentido do fluxo,a pressão do fluido sobre a face superior do tampão, aperta-o contra a sede, interrompendo o escoamento Figura.Válvula de retenção de levantamento.

B) Válvula de retenção de portinhola: é o tipo mais usual. O fechamento é feito por uma portinhola que se assenta no orifício da válvula. Embora, a perda de carga seja elevada,costuma ser menor que a introduzida por válvulas de retenção de levantamento, porque a trajetória do fluido é retilínea. a) b) Figura.Válvula de retenção de portinhola. a) Esquema com partes principais. b)escoamento vertical.

C) Válvula de retenção de esfera: são semelhantes às válvulas de retenção de levantamento, porém, neste caso, o tampão é substituído por uma esfera. É a válvula de retenção de fechamento mais rápido. Figura.Válvula de retenção de esfera.

3.3. Válvulas de pé São instaladas na extremidade livre da linha, ficando mergulhadas dentro do líquido no reservatório de sucção. Elas impedem o esvaziamento do tubo de sucção da bomba, colocada acima do reservatório, eliminando a necessidade do escorvamento cada vez que a bomba é posta em funcionamento.

4. Válvulas controladoras de pressão 4.1. Válvulas de segurança e alívio Essas válvulas abrem-se automaticamente, quando essa pressão ultrapassa um determinado valor para o qual a válvula foi ajustada. A válvula fecha-se em seguida,automaticamente, quando a pressão cair abaixo do valor de abertura. Essas válvulas são denominadas de "segurança", quando destinadas a trabalhar com fluidos compressíveis (vapor,ar, gases) e "de alívio" quando trabalham com líquidos, que são fluidos incompressíveis. Figura 6.12.Válvula de segurança.

4.2. Válvulas redutoras de pressão Regulam a pressão dentro de limites préestabelecidos. São automáticas e fecham-se por meio de molas de tensão regulável, de acordo com a pressão desejada. Esse tipo de válvula mantém controle preciso de baixas pressões, independente das variações de vazão ou da pressão de entrada. São muito utilizadas nas instalações de vapor e ar comprimido, nas redes de abastecimento de água nas cidades e nas instalações de água em prédios altos. Figura 6.13. Funcionamento de uma válvula reguladora de pressão. 1) Válvula em equilíbrio. 2) Abaixa a pressão e a válvula fecha. 3) Aumenta a pressão e a válvula abre.

Válvulas sanitárias de duplo assento Figura 6.14.Válvulas sanitárias de duplo assento. Pode servir como válvula de mistura ou de duplo processo. Com essa válvula é possível circular o produto por uma linha, enquanto se faz a limpeza CIP pela outra, sem haver risco de contaminação do produto. Esse tipo de válvula tem se tornado norma em muitas indústrias, substituindo duas ou três válvulas de simples assento, economizando espaço e custos de instalação.

Válvulas de Controle Nome genérico para designar uma grande variedade de válvulas utilizadas para controlar automaticamente variáveis como pressão, temperatura, vazão, nível, etc.

Como funciona: Válvulas de Controle

Exemplos de Instalação: Válvulas de Controle 9 10 1 13 4 2 5 4 4

Outros tipos de Válvulas de Controle

Exemplos de Instalação: Válvulas de Controle 9 10 1 13 4 2 5 4 4

Arranjos Típicos de Instalação de Válvulas de Controle

Válvulas Termostáticas Destinam-se a manter, automaticamente, temperaturas estabelecidas em tanques e aparelhos aquecidos a vapor

Válvulas Termostáticas Exemplos de Instalação:

Seleção de Válvulas

Dados para Requisição de Válvulas 1. QUANTIDADE 2. TIPO GERAL DA VÁLVULA (Gaveta, Globo, Macho etc.) 3. DIÂMETRO NOMINAL (Em alguns casos é diferente do Ø do tubo) 4. CLASSE DE PRESSÃO NOMINAL 5. TIPO DE EXTREMIDADE E NORMA DIMENSIONAL RESPECTIVA 6. ESPECIFICAÇÃO COMPLETA DE TODOS OS MATERIAIS (Corpo e castelo, mecanismo interno, anéis de sede, anéis retentores, juntas, gaxetas, revestimento anticorrosivo, parafusos, porcas etc.) 7. TIPO DE LIGAÇÃO DO CORPO-CASTELO 8. SISTEMA DE MOVIMENTAÇÃO DA HASTE 9. ACESSÓRIOS OPCIONAIS E/OU EXIGÊNCIAS ESPECIAIS (Tubo de contorno com válvula [by-pass], indicador de posição de abertura, volante com adaptação para corrente, alavanca com catraca de fixação, alavanca para comando de válvula de retenção, válvula com camisa de aquecimento, válvula a prova de fogo, exigência de fechamento estanque etc.) 10. NORMA DIMENSIONAL

Dados Adicionais para Válvulas de Segurança pressão de abertura, norma de cálculo e tempo para abertura descarga livre ou valor da contra pressão de descarga vazão máxima, mínima e de regime letra indicativa da área do orifício de descarga necessidade ou não de fole de balanceamento Dados Adicionais para Válvulas de Controle tipo de curva característica de fechamento vazão máxima, mínima e de regime, coeficiente de vazão (Cv) perda de carga (máxima e mínima) posição desejada da mola (normalmente fechada ou aberta) características do ar de comando nível máximo de ruído admissível

Acessórios Os acessórios se classificam de acordo com a sua finalidade: 1) Fazer mudança da direção do fluxo (45º, 90º e 180º ): Curvas de raio longo Curvas de raio curto Cotovelos

2) Fazer derivações em tubos: Tês normais (90º ) Tês de 45º Tês de redução Derivações em "Y" Cruzetas

3) Fazer mudanças de diâmetro em tubos:

4) Fazer ligações de tubos entre si ou de equipamentos a tubos: Niples e luvas Abraçadeira: facilita a limpeza da instalação Flanges Uniões: facilita a troca de peças

5) Fazer o fechamento da extremidade de tubos Tampão Porca-tampão