Válvula de corte operada por engrenagem

July 5, 2024 Roberto Magalhães

O que é uma válvula borboleta operada por engrenagem?

Esta é uma válvula de corte manual que utiliza engrenagens para aumentar a multiplicação do torque. Nas válvulas de corte operadas por engrenagem, o sistema de engrenagens é conectado ao volante através de um eixo curto. Isto permite que o torque aplicado pelo operador da válvula seja transferido diretamente para o sistema de engrenagens. O torque é então multiplicado por um sistema de engrenagens, permitindo que válvulas de corte de alto torque abram facilmente. Isso permite que o operador da válvula abra e feche facilmente o fluxo de fluido, mesmo quando a válvula é usada com frequência e com alto torque. Os fabricantes de válvulas de corte operadas por engrenagem desenvolvem esse tipo de válvula para uso em aplicações de liga-desliga e estrangulamento. As válvulas globo operadas por engrenagem pertencem à categoria de válvulas de quarto de volta. São válvulas que requerem apenas um giro de 90°.^Ó Rotação em graus do volante para abrir ou fechar. Além disso, tais válvulas requerem um pequeno ângulo para aplicações de estrangulamento. As válvulas borboleta operadas por engrenagem ajudam a economizar tempo ao abrir e fechar o fluxo de fluido, ao contrário de outras válvulas, como válvulas gaveta, que exigem múltiplas voltas para abrir e fechar. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagem usam designs simples na fabricação dessas válvulas, o que as torna mais baratas.

Figura: Válvula de corte operada por engrenagem.

Componentes de uma válvula borboleta operada por engrenagem

Corpo da válvula

Este é o componente de uma válvula de corte operada por engrenagem que aloja as peças internas. Esta peça é feita de materiais metálicos fortes, como ferro dúctil, ligas de níquel, aço inoxidável e aço carbono, para citar alguns. Esses materiais são fortes e, portanto, ajudam a criar um corpo de válvula robusto. A alta resistência é necessária porque permite que a válvula suporte o peso de toda a válvula e esteja protegida contra danos por impacto de objetos em queda.

Volante

O operador da válvula utiliza este componente para aplicar o torque necessário para abrir ou fechar a válvula. O volante está conectado à caixa de engrenagens através de um eixo curto.

Transmissão/caixa de engrenagens

Este é um sistema mecânico composto por engrenagens interligadas. Ele é colocado no topo da válvula. Estas engrenagens são projetadas para ajudar a multiplicar o torque aplicado ao volante pelo operador da válvula. Este sistema ajuda a reduzir significativamente o torque necessário para abrir ou fechar a válvula, reduzindo assim a carga de trabalho do operador da válvula.

tronco

Este é um componente do eixo usado para transmitir o torque aplicado pelo atuador da válvula ao disco da válvula. O eixo conecta o disco ao sistema de transmissão. Como tal, recebe torque deste sistema de transmissão.

Desconto

Esta é a parte de uma válvula de corte operada por engrenagem que é usada para abrir e fechar a válvula. O disco recebe energia do sistema de engrenagens por meio do fuso.

Assento

Este é o componente que atua como superfície de apoio para o disco da válvula quando a válvula está fechada. Ele usa duas sedes que trabalham juntas para garantir que não haja vazamento de fluido quando a válvula fecha.

poesia

Esta peça é colocada entre as superfícies de contato do tubo e da válvula para evitar vazamento de fluido.

Figura: Componentes de uma válvula borboleta controlada por engrenagem.

Como funciona uma válvula borboleta controlada por engrenagem?

Uma válvula de corte operada por engrenagem é operada pela força do operador da válvula. O operador aplica força ao volante para operar a válvula. O volante é conectado a um sistema de engrenagens através de um eixo curto. Para abrir a válvula, o operador gira o volante um quarto de volta no sentido anti-horário. Como resultado, o torque (ou força giratória) exercido no volante é transmitido ao disco da válvula através da haste. Isso faz com que o disco faça um ângulo de um quarto de volta, alinhando-o paralelamente ao fluxo do fluido. Neste estado do disco, o líquido flui livremente pela válvula. Para fechar o fluxo de fluido, o operador da válvula gira o volante no sentido horário. Isso força o disco a formar um ângulo de 90°._Ó Gire graus e fique perpendicular ao fluxo do líquido. Nesta condição, o disco bloqueia o fluxo de fluido que passa pela válvula. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagem também fabricam essas válvulas para aplicações de estrangulamento. Contudo, o uso destas válvulas em tais aplicações de estrangulamento é recomendado quando a queda de pressão é baixa. Se a válvula precisar ser usada em aplicações de estrangulamento, o operador da válvula gira levemente o volante para um ângulo inferior a 90^Ó graus, dependendo da taxa de fluxo de líquido necessária.

Figura: Como funciona uma válvula borboleta controlada por engrenagem.

Tipos de válvulas borboleta operadas por engrenagem

Válvula borboleta de engrenagem de flange dupla

Esta é uma válvula globo operada por engrenagem com um par de flanges nas portas de entrada e saída. A válvula é conectada a duas extremidades do tubo cujos flanges são do mesmo tamanho da própria válvula. Dois conjuntos de parafusos mantêm a válvula e o tubo juntos, garantindo que não ocorram vazamentos. Os fabricantes de válvulas de corte operadas por engrenagem recomendam essas válvulas para uso em aplicações de alta pressão para tornar o sistema de tubulação econômico. Dependendo da área de aplicação, essas válvulas consistem em sedes macias ou metálicas. As válvulas globo de flange dupla são mais pesadas do que outras válvulas globo. O grande peso se deve aos flanges duplos de metal e aos parafusos e porcas utilizados.

Figura: Válvula borboleta operada por engrenagem com flange duplo

Válvula borboleta wafer operada por engrenagem

Esta válvula é conectada à tubulação colocando-a entre dois flanges da tubulação. Os flanges do tubo e a válvula são conectados por meio de parafusos longos que vão de uma extremidade do tubo à outra extremidade do corpo da válvula. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagem produzem essas válvulas com ou sem furos de flange no corpo. Juntas e anéis de vedação são colocados em um lado plano da válvula nos lados de entrada e saída entre os flanges do tubo para garantir uma vedação hermética sem vazamentos de fluido. Estas válvulas estão entre as válvulas borboleta mais econômicas e acessíveis. No entanto, este tipo de válvula borboleta operada por engrenagem não pode ser usada para isolamento ou operação final. Portanto, toda a tubulação deve ser desligada ao realizar manutenção nas seções a montante ou a jusante da válvula.

Válvula de corte wafer controlada por engrenagem.

Válvula borboleta operada por engrenagem

Esta é uma válvula de corte operada por engrenagem que também é montada entre dois flanges de tubo. A válvula e o tubo são firmemente unidos por parafusos. Os parafusos são inseridos através de olhais roscados localizados ao redor do corpo da válvula. Existem dois conjuntos separados de parafusos em cada lado da válvula para mantê-la no lugar. Esses parafusos seguram o tubo e a válvula sem o uso de porcas. Isso torna a válvula adequada para isolamento ou uso em serviço de fim de linha. Os fabricantes de válvulas globo operadas por engrenagem projetam essas válvulas de modo que uma extremidade da válvula possa ser facilmente desmontada sem danificar a outra extremidade. Portanto, essas válvulas requerem menos tempo de manutenção em comparação com outras válvulas. O desafio dessas válvulas é que seu corpo suporta o peso da tubulação. Portanto, o corpo da válvula deve ser estável, caso contrário ele irá falhar sob esta carga de peso.

Figura: Válvula de corte operada por engrenagem.

Válvula borboleta excêntrica operada por engrenagem

Esta é uma das válvulas borboleta mais comumente usadas. Esse tipo de retalho possui designs diferenciados, diferenciados pelo local onde a haste corre em relação à linha central do disco. Existem três tipos deste retalho, incluindo:

Válvula aneccêntrica. Este é o tipo de válvula globo operada por engrenagem em que a haste é instalada atrás da linha central do disco. Os fabricantes de válvulas globo operadas por engrenagem projetam esta válvula com o objetivo de reduzir o contato entre o disco e a vedação antes que a válvula esteja totalmente fechada. Este design ajuda a prolongar a vida útil da válvula.

Válvula excêntrica dupla. Esta é uma válvula operada por engrenagem na qual a haste é projetada para ficar atrás do disco e é adicionalmente deslocada. Este design permite que o disco se ajuste automaticamente ao centro, garantindo uma vedação hermética contra vazamentos de fluido.
Válvula excêntrica tripla. Esta válvula é adequada para uso em aplicações críticas. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagem projetam esta válvula semelhante à válvula dupla, mas com um deslocamento adicional. O terceiro deslocamento é o eixo de contato entre a sede e o disco. A sede utilizada é metálica e cônica, o que reduz o desgaste e melhora a eficiência. A sede metálica ajuda a tornar esta válvula adequada para aplicações de alta temperatura e garante um fechamento hermético.

Figura: Válvula de corte excêntrica operada por engrenagem.

Áreas de aplicação para válvulas borboleta acionadas por engrenagem

Aplicações em refinarias de petróleo e transporte.
Abastecimento de água e tratamento de águas residuais.
Indústria de mineração para controlar o fluxo de lama.
Utilizado na produção de diversos tipos de produtos químicos.
Aplicações de processamento de alimentos e bebidas.
Controle de vapor em aplicações de caldeiras.
Indústria de papel e celulose.
Eles são usados no combate a incêndios.

Vantagens das válvulas borboleta operadas por engrenagem

É necessário um torque menor para abrir e fechar.
Eles funcionam muito rapidamente porque é necessário um quarto de volta do volante para abrir e fechar o fluxo de fluido.
Essas válvulas são econômicas em comparação com outras válvulas, como as válvulas globo.
Design simples e compacto que os torna resistentes.
Estas válvulas requerem muito pouco espaço quando instaladas.
Nenhum líquido sai.
São versáteis, pois podem ser utilizados em diversas aplicações industriais.
As válvulas borboleta operadas por engrenagem têm uma baixa queda de pressão, o que contribui para melhorar o desempenho do bombeamento.
Essas válvulas podem lidar com grandes fluxos de líquidos, bem como com meios com partículas suspensas.
Eles são fáceis de instalar, limpar e reparar.
Eles podem ser usados como válvulas de corte e acelerador.
Eles são pequenos e leves.

Desvantagens das válvulas borboleta controladas por engrenagem

A capacidade de estrangulamento de uma válvula de corte controlada por engrenagem é limitada a uma baixa diferença de pressão.
Essas válvulas apresentam bloqueios e cavitação.
Em aplicações de alta pressão de fluido, pode ser necessário um torque elevado para abrir e fechar, resultando em fadiga severa.
A capacidade de vedação dessas válvulas é baixa em comparação com outras válvulas, como as válvulas de esfera.

Solução de problemas de válvulas borboleta operadas por engrenagem

A válvula é difícil de abrir/fechar

Corrosão na válvula. Abra a válvula e remova a corrosão.
Corpos estranhos impedem o movimento do disco e do eixo. Abra a válvula e remova quaisquer objetos estranhos.
A caixa de velocidades está seca. Lubrifique a caixa de engrenagens de acordo com as recomendações da válvula borboleta operada por engrenagem.

Vazamento de fluido interno

Os anéis de vedação estão danificados ou gastos. Substitua os anéis de vedação.
Os assentos estão danificados. Substitua os assentos.
Disco da válvula danificado. Substitua o disco.

Vazamento de fluido externo

Parafusos soltos. Aperte os parafusos com o torque exigido pelo fabricante da válvula borboleta operada por engrenagem.
Selo desgastado. Substitua a junta.

As válvulas borboleta acionadas por engrenagem são válvulas manuais com sistema de engrenagens que multiplica o torque aplicado pelo operador da válvula, facilitando a operação. Essas válvulas funcionam girando o disco um quarto de volta. A capacidade do disco de realizar um quarto de volta é aumentada pelo torque transmitido do volante através do eixo. Uma vez que o disco gira no sentido anti-horário, ele fica paralelo ao fluxo do fluido, mantendo o caminho do fluxo aberto e permitindo que o fluido flua através da válvula. A válvula fecha quando o volante é girado 90 graus no sentido horário.^Ó Grau, que é então perpendicular ao fluxo do fluido. Esta orientação bloqueia o caminho do fluxo para que nenhum fluido possa passar pela válvula.