Conceitos e Definições – Válvulas

O acionamento se dá por volante ou atuadores que são conectados na haste da válvula, que por sua vez também está ligada a um disco ou cunha, que desliza por dentro do fluxo fechando ou abrindo. Possui baixíssima perda de carga, e por este motivo é recomendada apenas para serviços onde a válvula irá trabalhar totalmente aberta ou totalmente fechada, pois a velocidade de fluidos com solidos em suspensão ou fluidos corrosivos pode danificar rapidamente o disco e a sede da válvula. Sua construção pode variar conforme o tipo de aplicação, mas essencialmente utiliza sempre o mesmo mecanismo de disco deslizante:

Principais vantagens:
• Permitem fluxo direto do fluido com baixíssima perda de carga quando aberta;
• Admite fluxo nas duas direções;
• Fabricável em varios tamanhos para diferentes fluidos e temperaturas;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula.

Principais desvantagens:
• Não é indicada para operações freqüêntes;
• Não é indicada para serviços onde se deseja regulagem de fluxo;
• Ocupam grande espaço visto que sua construção necessita de espaço para translação do obturador.

Obturador
O obturador pode variar conforme a válvula, mas existem essencialmente alguns tipos:
• Disco sólido: existem dois tipos de discos sólidos, um é em formato de cunha, o outro em formato de “H”;
• Discos duplos (ou cunha deslizante paralela): este tipo de disco é composto por dois discos paralelos, que se separam vedando a passagem da válvula através de uma cunha que é justaposta entre elas quando a válvula é fechada.

A Sede
A sede da válvula é onde o obturador irá entrar em contato para fazer a vedação, e ela pode ser construída de várias formas:
• Sede usinada no próprio corpo da válvula;
• Sede feita com solda especial;
• Sede roscada;
• Sede encaixada.

Extremidades
• Flangeada;
• Roscada internamente (BSP ou NPT);
• Roscada externamente (BSP ou NPT);
• Biselada para Solda de Topo.

As válvulas do tipo globo são construídas com uma cunha redonda que é ligada à haste da válvula. Esta cunha sobe ou desce verticalmente ao eixo da válvula conforme o acionamento da válvula. Este tipo de mecanismo força o fluido passar por 90° duas vezes quando a válvula está aberta, o que ocasiona uma grande perda carga. Devido a essa alta perda de carga as válvulas globos são indicadas para regulagem de fluxo. Em determinadas situações recomenda-se utilizar o obturador em forma de disco cônico para se obter maior capacidade de regulagem de fluxo. Quando o obturador é fixo na haste ele gira junto quando a mesma é acionada, e isso permite um leve lixamento na sede da válvula, que poderá fazer uma leve limpeza de sólidos depositados. Quando o obturador é solto não ocorre esta situação.

Vantagens:
• Permite regulagem de fluxo;
• Abre e fecha mais rapidamente que as válvulas gavetas;
• Fabricável em vários tamanhos para diferentes fluidos e temperaturas;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula.

Desvantagens:
• Perda de carga alta;
• Só permite fluxo em uma direção.

Haste
• Ascendente de Rosca Interna;
• Ascendente de Rosca Externa.

Obturador
O obturador pode variar conforme a válvula, mas existem essencialmente alguns tipos:
• Discos cônicos;
• Discos planos;
• Esféricos.

A Sede
A sede da válvula é onde o obturador irá entrar em contato para fazer a vedação, e ela pode ser construída de várias formas:
• Sede usinada no próprio corpo da válvula;
• Sede roscada;
• Sede encaixada.

Extremidades
• Flangeada;
• Roscada internamente (BSP ou NPT);
• Roscada externamente (BSP ou NPT);
• Biselada para Solda de Topo;
• Encaixe para solda (SW – Socket Welding).

O desenho das válvulas Globo Tipo Agulha é praticamente idêntico às Válvulas Globo, sua diferença principal está no obturador, que ao invés de ser do tipo disco é em forma de um plug ou de uma agulha, onde seu comprimento é sempre maior que seu diâmetro. Este tipo de mecanismo proporciona um maior grau de regulagem, pois, ao acionar a válvula o obturador se desacopla da sede abrindo uma passagem anular em volta dela, ocasionando em alta perda de carga. Quanto maior o comprimento da agulha ou do plug, maior a capacidade de regulagem de fluxo da válvula. É preciso lembrar que para ocorra perda de carga deverá haver pressão na linha, caso contrário, sua principal utilidade de regular fluxo não será eficaz. Sua fabricação é restrita a bitolas pequenas de até 2″. Também pode ser fabricada com passagem angular 90°.

Vantagens:
• Permite regulagem precisa do fluxo;
• Abre e fecha mais rapidamente que as válvulas gavetas;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula.

Desvantagens:
• Perda de carga alta;
• Só permite fluxo em uma direção;
• Contra indicada para diâmetros grandes.

As válvulas tipo Macho possuem o obturador em forma de macho que pode ser cônico ou paralelo. Este macho possui uma passagem horizontal, que quando alinhada no sentido da direção do fluxo na linha, permite a passagem do fluido. A passagem pode ser integral ou reduzida. Seu acionamento é normalmente feito por alavancas em bitolas menores, e por meio de volante com caixa de redução ou atuadores pneumáticos em bitolas maiores. O corpo normalmente é fundido em uma peça única, e o macho pode ser ou não lubrificado. Esta lubricação é feita com materiais não solúveis ao fluído, e é necessária quando se quer ter maior estanqueidade em fluidos corrosivos e abrasivos.

Principais vantagens:
• Baixa perda de carga;
• Abre e fecha com apenas 1/4 (90°) de volta;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula.

Principal desvantagem:
• Peso elevado, se comparado com outras válvulas.

As válvulas tipo esfera utilizam mecanismo semelhante às válvulas tipo macho, a diferença está basicamente no obturador, que ao invés de uma macho cônico faz-se o uso de uma esfera. O acionamento pode ser realizado através de alavanca, motores elétricos, atuadores pneumáticos ou hidrálicos. A vedação da válvula normalmente é constituida de anéis de plástico em PTFE, mas podem ser fabricados com outros materiais. A estanqueidade final vai depender das condições de trabalho da válvula. O corpo pode ser em três tipos: monobloco, bipartida e tripartida. A passagem da válvula pode ser plena (reta) ou reduzida. É indicada como válvula de bloqueio não devendo ser utilizada para regulagem de fluxo.

Principais vantagens:
• Perda de carga despresível (quando utilizado válvula com passagem plena);
• Abre e fecha com apenas 1/4 (90°) de volta;
• A construção com esfera e anéis especiais de vedação permitem um acionamento suave com estanqueidade total quando respeitados os limites de pressão e temperatura;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula (no caso das válvulas de corpo bipartido).

Principais desvantagens:
• Não é indicada para regulagem de fluxo;
• A necessidade de anéis de vedação que permitem torque macio e estanqueidade limita o uso de materiais quando a válvula irá trabalhar em temperaturas e pressões elevadas;
• Não é indicada para fluidos com sólidos em suspensão.

O funcionamento das válvulas diafragmas consistem em um diafragma que é pressionado por um compressor. Uma tampa prende o diafragma e suporta o volante e o castelo, por isso o fluido não tem qualquer contato com o mecanismo de acionamento da válvula. Normalmente o diafragma é feito de materiais resistêntes à corrosão e são bem flexíveis. No entanto, sua vida útil vai depender da temperatura e pressão de serviço e da freqüência que é flexionada. O corpo pode ser em dois modelos: o de passagem reta (tipo R) e o de passagem angular (tipo A). No caso de instalações horizontais, as válvulas tipo R são autodrenante, enquanto que as válvulas tipo A não são. Esta situação pode ser prejudicial quando por exemplo o fluido for corrosivo ou solidificável. As desvantagens da válvula tipo R fica por conta da vida útil reduzida do diafragma, pois sofre um grau maior de flexão para fechar e abrir, o que não é o caso do tipo A, que ao ser acionada se assenta na parte elevada da válvula sofrendo menor flexão. As válvulas tipo A são mais indicadas para regulagem de fluxo, pois a parte elevada provoca um pouco de perda de carga, que é essencial neste caso. Devido ao tipo de construção do corpo, esta válvula pode ser facilmente revestida com vários tipos de materiais.

Principais vantagens:
• Estanqueidade absoluta;
• Facilmente revestível;
• Mecanismo de acionamento permanentemente lubrificado pois fica isolado de fluido;
• Fluxo contínuo;
• Baixa perda de carga;
• Vida útil longa;
• Admite fluxo nos dois sentidos;
• Não necessita ser desconectada da linha para manutenção, pois sua construção permite acesso fácil aos componentes internos da válvula.

Principais desvantagens:
• Não recomendável quando há necessidade da válvula ser drenável (no caso das válvulas tipo A);
• Faixa de pressão e temperatura limitado dependendo dos materiais utilizados no diafragma.

Este tipo de válvula tem funcionamento similar ao das válvulas diafragmas, porém muito mais simples. Ela possui um mangote feio normalmente de borracha que é estrangulada quando está fechada. Sua aplicação está restrita a serviços de baixa temperatura por causa dos materiais utilizados na construção do mangote, mas pode suportar pressões mais altas por causa das lonas de nylon ou outros materiais resistentes que são empregados em sua construção. São ideiais para fluidos abrasivos ou corrosivos, e pode ser fabricadas desde diâmetros pequenos até diâmetros de 48 polegadas. O corpo normalmente é fechado para diâmetros pequenos, e aberto para diâmetros grandes.

Principais vantagens:
• Admite fluxo nos dois sentidos;
• Perda de carga despresível;
• Ideal para bloqueio e estrangulamento de fluidos;
• Indicado para fluidos com grandes quantidades de sólidos em suspensão.

Principal desvantagem:
• Não indicada para pressões e temperaturas muito elevadas.

As válvulas tipo retenção são concebidas para permitir fluxo em uma única direção, impedindo que o fluido retorne na linha caso o fluxo pare ou inverta sua direção. Um exemplo de aplicação é o uso de retenções no enchimento de cilindros de ar comprimido, uma válvula retenção é ligada entre a bomba e o cilindro, e é ela que evita que o cilindro se esvazie caso a bomba pare de funcionar. Podem ser construídas em vários modelos para diversos tipos de situações. Vamos tratar aqui dos seguintes modelos:
• Retenção Portinhola;
• Retenção Vertical;
• Retenção Horizontal;
• Retenção Fundo de Poço;
• Retenção Tipo Disco.