Válvulas

Profa. Karla SilvaAgo/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.

Figura. Válvula em "Y"

a) b)

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.

Figura.Válvula de retenção de portinhola. a) Esquema com partes

principais. b)Escoamento vertical.

a) b)

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

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.

Regulam a pressão dentro de limites pré-

estabelecidos. 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.

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.

Figura 6.14.Válvulas

sanitárias de duplo assento.

Válvulas de ControleNome genérico para designar uma grande variedade de válvulas utilizadas para

controlar automaticamente variáveis como

pressão, temperatura, vazão, nível, etc.

Válvulas de Controle

Como funciona:

Válvulas de Controle

Exemplos de Instalação:

1

4

54

4

9

10

13

2

Outros tipos de Válvulas de Controle

Válvulas de Controle

Exemplos de Instalação:

1

4

54

4

9

10

13

2

Arranjos Típicos de Instalação de Válvulas de Controle

Válvulas TermostáticasDestinam-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 paraVálvulas 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 paraVálvulas 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

AcessóriosOs 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