O que é uma válvula de esfera?

Uma válvula de esfera é uma válvula de fecho de um quarto de volta que controla o fluxo de fluidos através de uma esfera rotativa. A esfera rotativa esférica é constituída por um orifício reto que a atravessa. O tubo está na posição aberta quando o orifício está alinhado na mesma direção que o fluxo, permitindo que o fluido passe através dele. Quando o orifício é rodado 90 graus em relação ao percurso do fluxo, a válvula é fechada e o fluxo é bloqueado. EsferaAs válvulas de esfera são utilizadas em aplicações residenciais e comerciais devido às suas propriedades de vedação fiáveis e à sua longa vida útil. A imagem abaixo é um exemplo de uma vista em corte de uma válvula de esfera.

Componentes de uma válvula de esfera

Uma válvula de esfera é composta pelos seguintes componentes principais:

1. Haste da válvula: A haste da válvula é um eixo rotativo que liga a esfera interna à alavanca exterior que, quando rodada, faz rodar a esfera.
2. O-ring: O O-ring é utilizado para criar uma vedação entre a haste e o corpo da válvula. O NBR (borracha nitrílica) é o material mais comummente utilizado para o O-ring.
3. Corpo da válvula: O corpo da válvula protege os componentes internos e tem pontos de ligação na entrada/saída. O latão, o aço inoxidável e o PVC são os materiais de corpo mais utilizados. O corpo da válvula pode ser montado numa peça, em duas peças ou em três peças.
   • Uma peça No modelo monobloco, as duas partes que envolvem a esfera são ligadas por prensagem e soldadura, pelo que não podem ser abertas para manutenção. Assim, são utilizadas em aplicações menos exigentes.
   • Duas peças As peças das válvulas de duas peças têm ligações roscadas, pelo que podem ser desmontadas para efeitos de manutenção, mas a válvula tem de ser completamente removida da tubagem para separar as peças para efeitos de assistência e manutenção.
   • Três peças Válvula de três peças: As peças de uma válvula de três peças são geralmente fixadas por uma ligação aparafusada. A válvula não precisa de ser completamente removida da tubagem para efeitos de manutenção. Esta é a opção de conceção de válvula mais cara, mas oferece a melhor solução para aplicações sanitárias.
4. Esfera rotativa: A esfera rotativa esférica com um furo permite ou bloqueia a passagem do meio através do tubo. São normalmente fabricadas em aço inoxidável, PVC, aço cromado ou latão cromado. O design da esfera é classificado como flutuante ou munhão com base no seu design e suporte.
   • Conceção da bola & suporte:
   • Design de esfera flutuante A esfera é de tipo "bola": As sedes das válvulas dão apoio à esfera para se adaptar a diferentes temperaturas, sendo este o modelo de esfera mais utilizado.
   • Design da esfera do munhão Esta conceção é utilizada em válvulas de alta qualidade para proporcionar uma vedação fiável em aplicações de alta e baixa pressão.
   • Desenho do furo:
   • Furo reduzido A dimensão do orifício destas válvulas é inferior ao diâmetro das ligações de entrada/saída. Assim, existe uma perda por fricção no sistema. No entanto, as perdas são ainda pequenas em comparação com outras válvulas. A maioria das válvulas de esfera utiliza um design de orifício reduzido.
   • Furo completo Estas válvulas têm o mesmo diâmetro que o diâmetro da tubagem, pelo que não há perda de fricção adicional e são fáceis de limpar. No entanto, devido ao seu diâmetro maior, o custo é ligeiramente superior e não é necessário para a maioria das aplicações, para as quais o diâmetro reduzido normal é suficiente.
   • Furo em forma de V O furo destas válvulas tem um perfil em V. Assim, é possível obter um caudal preciso rodando a esfera e um caudal linear optimizando o perfil do furo em V.
5. Assentos da válvula: actuam como vedante entre a esfera e o corpo da válvula. O material mais utilizado para os assentos é o Teflon, mas também podem ser utilizados outros materiais sintéticos ou metais.

Como é que uma válvula de esfera funciona?

Como já foi referido, uma válvula de esfera é constituída por uma esfera rotativa com um orifício. A esfera está ligada à haste conectada à alavanca. A válvula pode ser aberta e fechada rodando a alavanca numa válvula operada manualmente (também pode ser feita com um atuador elétrico ou pneumático). Para que o fluxo passe, o orifício deve estar alinhado ao longo do fluxo do fluido. Para bloquear o fluxo, a esfera pode serrodado perpendicularmente à trajetória do fluxo.

Uma válvula de esfera pode ter 2, 3 ou mesmo 4 orifícios. A maior parte das válvulas de esfera são de 2 vias e são accionadas manualmente com uma alavanca. Na posição aberta, a alavanca está alinhada com a tubagem. Na posição fechada, a alavanca está perpendicular à tubagem. Pode haver o risco de um golpe de aríete nas válvulas de esfera accionadas manualmente devido a um meio de fluxo rápido e ao fecho rápido da válvula. As válvulas de 3 vias têm L ouEste padrão ajuda a realizar diferentes funções do circuito, como a distribuição ou a mistura de fluxos.

As válvulas de macho esférico são muito versáteis e podem ser utilizadas numa vasta gama de aplicações industriais. Suportam temperaturas e pressões elevadas, oferecendo uma longa vida útil a um custo comparativamente mais baixo do que outras válvulas. No entanto, as válvulas de macho esférico não são normalmente utilizadas como válvulas de controlo devido ao seu controlo de caudal menos preciso. Podem ser utilizadas em aplicações que não exigem um controlo de caudal precisoprecisão.

Métodos de acionamento

As válvulas de esfera podem ser de acionamento manual, elétrico ou pneumático. Uma válvula de esfera eléctrica utiliza um motor elétrico, que é utilizado para rodar a esfera para abrir e fechar a válvula. O seu mecanismo de engrenagem redutora reduz a velocidade de abertura e de fecho, reduzindo assim o risco de golpe de aríete.

Uma válvula de macho esférico pneumática utiliza um atuador pneumático, que gera um binário para rodar a válvula utilizando a pressão do ar comprimido. Os actuadores pneumáticos são normalmente utilizados com válvulas maiores para um melhor funcionamento e rentabilidade.

Considerações sobre a conceção

As válvulas de esfera estão disponíveis numa grande variedade de modelos, materiais, requisitos de temperatura e pressão, pelo que devem ser feitas considerações cuidadosas ao selecionar uma válvula de esfera para a sua aplicação.

• Porta: Determine se a natureza da sua aplicação exige portas de 2 vias ou mais.
• Método de acionamento: Dependendo da eficiência e do funcionamento remoto necessários para a aplicação, uma válvula de macho esférico pode ser accionada manualmente, eletricamente ou pneumaticamente.
• Tamanho do furo: Determine o diâmetro necessário para o seu caudal. As válvulas de esfera mais comuns têm um design de furo reduzido, mas um design de esfera trunnion suporta válvulas com diâmetros grandes (>100mm).
• Materiais: O material da válvula depende do tipo de meio utilizado na aplicação. O latão pode ser utilizado com água potável, gás, óleo e ar. O aço inoxidável pode ser utilizado se o meio for de natureza corrosiva. A válvula de PVC pode ser utilizada com ácidos, bases, sais e solventes orgânicos.
• Pressão: Certifique-se de que a válvula pode suportar a pressão máxima necessária para a sua aplicação. Uma válvula de macho esférico de elevado desempenho concebida especialmente para fins industriais pode suportar uma gama de pressões até 1000 bar.
• Temperatura: Certifique-se de que a válvula utilizada pode suportar a temperatura máxima exigida pela sua aplicação. Uma válvula de esfera especialmente concebida pode suportar temperaturas até 400°C.

Porquê utilizar uma válvula de esfera?

As válvulas de esfera são conhecidas pela sua durabilidade, simplicidade e excelentes propriedades de vedação. Proporcionam um excelente fecho mesmo após anos de serviço, o que faz das válvulas de esfera uma excelente escolha como válvula de fecho. Também proporcionam uma melhor resistência a meios contaminados do que outras válvulas. As válvulas de esfera não são normalmente utilizadas como válvulas de controlo devido ao seu controlo de fluxo menos preciso. No entanto, sãoeconómico e pode ser utilizado em aplicações que não exijam um controlo preciso do caudal.

Aplicações

As válvulas de esfera são normalmente utilizadas em aplicações de água potável e gás.

• Água As válvulas de esfera são utilizadas em aplicações de água para controlo do caudal e da pressão. Para aplicações de água potável, a válvula deve ser aprovada pela WRAS, KIWA ou DVGW.

Gás Válvulas de esfera: Estas válvulas de esfera são também utilizadas em aplicações gasosas, com gases naturais, gases de petróleo liquefeitos, gases manufacturados e ar para fins industriais e residenciais.

Onde comprar válvulas de esfera?

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Autor do artigo

Charles Kolstad

Diretor de Marketing, Tameson

SÍTIO WEB

Charles é o Diretor de Marketing da Tameson, o especialista online e loja de comércio eletrónico para produtos de controlo de fluidos. É licenciado em Engenharia Mecânica pela Universidade de St. Thomas, Minnesota, EUA, e pode ser contactado através de [email protected]