Válvula de esfera de segmento

1 de julio de 2024 Roberto Magalhães

O que é uma válvula esfera segmentada?

Uma válvula de esfera segmentada é um tipo de válvula de esfera com um segmento de contorno em forma de V na esfera. As válvulas esfera segmentadas são válvulas de controle com boa controlabilidade, faixa de controle e função de desligamento. Esta válvula pode produzir alta capacidade e controle de fluxo sem entupimento. Os fabricantes de válvulas esféricas segmentadas projetam a esfera com contornos especiais para melhorar a capacidade, a integridade do fechamento e a vida útil da vedação. As válvulas esfera segmentadas são conhecidas por serem econômicas e de alto desempenho. Essas válvulas estão disponíveis em muitos estilos diferentes, desde válvulas pequenas e leves até válvulas grandes e pesadas. As válvulas leves são fáceis de montar e manusear. As válvulas esfera de segmento pesado são usadas em ambientes severos para fornecer controle otimizado e aplicações liga/desliga. Devido a essas propriedades, as válvulas esfera segmentadas são utilizadas em diversas indústrias, como indústria de papel e celulose, refinarias e petroquímica. Essas válvulas são duráveis e confiáveis mesmo quando usadas em ambientes agressivos.

Figura: Fabricante de válvula esfera de segmento

Componentes da válvula de esfera de segmento

Alguns dos principais componentes de uma válvula esfera segmentada são:

Carcaça da válvula

Este é o componente que abriga todos os componentes internos da válvula esfera segmentada. Esta peça é feita de materiais rígidos e duros, materiais metálicos revestidos de termoplástico ou termoplásticos para proteger os componentes da torneira. Esta parte também permite que os componentes externos acessem o mecanismo de controle para girar a esfera para abrir ou fechar o fluxo.

Esfera segmentada

Esta é uma bola em forma de V. Esta bola segmentada serve como abertura para o fluxo de fluido. A esfera do segmento cria cisalhamento para criar propriedades de fluxo.

veios

Os eixos são usados para conectar o mecanismo de controle da válvula de segmento esférico e girar os segmentos esféricos. Os eixos são equipados com anéis de gaxeta e O-rings que auxiliam na vedação do eixo, além de tampa para evitar vazamentos. O eixo pode ser operado manualmente ou com acionamento pneumático ou elétrico.

Assento

A sede serve para vedar entre o corpo da válvula de esfera segmentada e a esfera segmentada.

Vedações de rolamento

Essas vedações protegem os rolamentos metálicos contra a entrada de fluidos.

Como funciona uma válvula de esfera segmentada?

Uma válvula esférica segmentada é uma válvula esférica de um quarto de volta. Funciona de forma semelhante a uma válvula excêntrica para pintinhos. A torneira possui hastes que ajudam a aumentar o caminho do fluxo central. Um eixo de transmissão está conectado a um lado da esfera e um eixo seguidor está conectado ao lado oposto. À medida que o eixo de transmissão gira, a esfera segmentada gira, liberando o caminho do fluxo através do entalhe em V. Usar o entalhe em V melhora uma grande área de fluxo de fluido porque uma pequena área de fluxo permite uma grande área de fluxo em baixa e máxima elevação. As válvulas esfera segmentadas podem ter duas conexões finais para o corpo, ou seja, as conexões flangeadas e sem flange.

Tipos de válvulas de esfera segmentadas

Válvula de esfera segmentada com entrada lateral

A válvula esférica de entrada lateral é uma válvula de alto desempenho. Esta válvula é baseada na válvula esférica tipo O. As válvulas esféricas de entrada lateral facilitam o transporte de meios bifásicos sólido-gasosos e sólido-líquidos. Isso significa que esta válvula pode controlar convenientemente o fluxo de sólidos e líquidos ou gases e sólidos.

As características das válvulas esfera de segmento de entrada lateral são:

Fácil manuseio. Isso ocorre porque a válvula esfera segmentada pode ser afastada de sua sede sem contato e, portanto, possui um baixo torque de partida.
A válvula esférica do segmento de entrada lateral possui um corpo de válvula contínuo que garante que o fluxo do meio permaneça linear quando totalmente aberto. Isso ajuda a reduzir a perda de energia em comparação com outras válvulas.
A válvula esfera de segmento de entrada lateral possui uma estrutura excêntrica dupla, o que torna a válvula esfera de segmento perfeitamente vedada e hermeticamente fechada.
Quando a válvula esférica de entrada lateral está fechada, sua força de cisalhamento pode remover materiais estranhos e, portanto, é conhecida por seu excelente desempenho anticalcificação.

Figura: Válvula esfera segmentada com entrada lateral

Válvula de esfera segmentada com entrada superior

A válvula esfera de segmento de entrada superior é uma válvula adequada para uso em processamento farmacêutico, químico e de alimentos, onde é necessária uma limpeza rápida e excelente. Esta válvula esfera segmentada possui certas vantagens que a tornam adequada para indústrias que necessitam de produtos limpos, como: Por exemplo.:

Limpeza fácil e rápida do interior e das peças da tubulação sem remover a válvula.
Substituição rápida e fácil de peças desgastadas.
Não há peças sobressalentes dentro do corpo

Características das válvulas de esfera segmentadas

Corpo de válvula integrado

Os fabricantes de válvulas esféricas segmentadas projetam as válvulas em um invólucro de peça única. Isto garante maior rigidez contra flutuações nas cargas dos tubos. Estas válvulas apresentam uma estrutura de entrada lateral que aumenta a rigidez e dificulta o vazamento e a deformação, apesar da alta carga de fluido e do torque de fechamento.

Esfera segmentada

Os fabricantes de válvulas esféricas segmentadas fabricam a válvula com uma esfera segmentada com porta em V. Isso permite uma ampla gama de opções para controlar o fluxo de fluido. Isso torna a válvula adequada para aplicações de estrangulamento e xarope de alta consistência. O segmento foi projetado para fornecer fluxo ideal e sua superfície esférica com revestimento rígido evita emperramento.

Rolamento autolubrificante

As válvulas de esfera segmentadas usam rolamentos duplos nas hastes inferior e superior da válvula para garantir boa estabilidade. Como resultado, a área de contato com o eixo aumenta e o coeficiente de atrito é reduzido, a capacidade de carga aumenta e o torque operacional é reduzido.

Sede de vedação macia e metálica

Os fabricantes de válvulas esféricas do segmento fabricam as válvulas com sedes de PTFE ou de metal. O material depende do meio de fluxo pretendido. As superfícies de vedação das sedes metálicas são revestidas com uma liga dura e forte, enquanto a superfície da esfera é endurecida por cromagem dura, nitretação a plasma, etc., entre outros. Isso ajuda a prolongar a vida útil da superfície de vedação e a melhorar a resistência à temperatura. As sedes feitas de PTFE ou RPTFE apresentam excelente desempenho de vedação, boa resistência à corrosão e versatilidade.

Praticidade econômica

Os fabricantes de válvulas esféricas do segmento se esforçam para tornar essas válvulas o mais leves possível e com baixo torque da haste. Esses parâmetros críticos de projeto garantem que a válvula possa ser instalada com pequenos atuadores elétricos ou pneumáticos e seja econômica em comparação com pequenas válvulas de controle ou outras classes.

Seleção de válvulas esfera segmentadas

Tipo de operação

Este é o caso quando é necessário decidir sobre o tipo de mecanismo de acionamento. O acionamento pode ser manual, pneumático ou elétrico. O tipo de acionamento depende da fonte de energia disponível, por ex. B. eletricidade ou ar comprimido, bem como o torque necessário. Os atuadores pneumáticos oferecem altos valores de torque, enquanto os atuadores elétricos possuem altos custos iniciais, mas seus custos operacionais são menores em comparação aos atuadores pneumáticos.

Material da caixa

O segmento da válvula esfera deve ser projetado de forma que o material do corpo seja compatível com o meio a ser controlado. Diferentes materiais têm propriedades diferentes, como:

O latão é adequado para meios neutros e sem ferrugem, durável, resistente a altas temperaturas, não adequado para água salgada, ácidos e cloretos.

O aço inoxidável é resistente a produtos químicos, à abrasão, a altas temperaturas, mas não a cloretos, ácido clorídrico, alvejante e bromo.

O material de PVC é adequado para líquidos corrosivos, como ácidos, água salgada, bases e solventes orgânicos. Porém, não é resistente a hidrocarbonetos clorados e aromáticos. A resistência à temperatura e à pressão do PVC é menor em comparação com o latão e o aço inoxidável.

taxa de pressão

A válvula esfera segmentada selecionada deve ser capaz de suportar a pressão máxima e mínima do fluido durante a operação. A classificação de pressão da válvula esfera segmentada é determinada pelo material usado para fabricar o corpo. Materiais fortes como o aço inoxidável podem suportar alta pressão em comparação com o material de PVC.

Temperaturas de trabalho

Diferentes materiais para válvulas de esfera segmentadas podem suportar diferentes temperaturas, de valores mínimos a máximos. A faixa de temperatura da válvula esfera segmentada é determinada pelo material da vedação e do corpo. O material de latão pode suportar temperaturas que variam de 20°C a 60°C, o material de aço inoxidável pode suportar temperaturas que variam de -40°C a 220°C, enquanto as válvulas de esfera de segmento de PVC podem suportar temperaturas que variam de -10°C a 60°C .

Padrões e aprovações

Dependendo do uso da válvula esfera segmentada, os fabricantes de válvulas podem ser obrigados a cumprir determinados padrões estabelecidos pelas autoridades reguladoras. Isto é frequentemente necessário para válvulas usadas em água potável, alimentos, produtos farmacêuticos ou gás.

Acionamentos de válvulas esféricas segmentadas

A válvula esfera segmentada pode usar diferentes tipos de atuadores para abrir e fechar. Os tipos de atuadores que podem ser utilizados por essas válvulas incluem atuadores manuais, pneumáticos e elétricos.

Acionamento manual da válvula esfera de segmento

Este é um atuador de válvula de esfera segmentado acionado por uma mão humana. Este tipo de atuador possui uma alavanca na qual o operador aplica torque para girar a alavanca, girando assim o mecanismo da válvula para abrir ou fechar a válvula.

Acionamento pneumático de cremalheira e pinhão

Atuadores pneumáticos de cremalheira e pinhão são usados em válvulas de esfera segmentadas para abrir, girar e fechar a válvula conforme necessário. Esses acionamentos convertem a energia do ar comprimido em um movimento rotativo oscilante por meio de cilindros pneumáticos. Esses acionamentos requerem gás seco, limpo e processado fornecido por uma estação central de ar comprimido.

Acionamento elétrico

Esses atuadores são usados em válvulas esfera segmentadas para controlar o fechamento e a abertura da válvula. Esses atuadores podem realizar movimentos rotativos ou lineares. Como o nome sugere, esses atuadores utilizam eletricidade para melhorar seu trabalho. O torque de abertura/fechamento da válvula é transmitido por meio de um eixo para abrir ou fechar a válvula.

Aplicações de válvulas esfera segmentadas

Utilizado para controle de fluxo na indústria de papel e celulose.
Controle o fluxo de produtos químicos em fábricas de produtos químicos.
Eles são usados em estações de tratamento de esgoto porque podem processar partículas sólidas.
Indústria de energia para controlar o fluxo de fluidos de aquecimento e resfriamento.
Indústria petrolífera, pois resistem a produtos inflamáveis.
Indústria farmacêutica para regular o fluxo de produção de compostos.
Indústria alimentar devido à fácil limpeza e manutenção.

Vantagens das válvulas esfera segmentadas

Alta eficiência.
Estas válvulas são de construção simples.
Baixo peso e volume.
Fácil de desmontar e reparar.
Tenha uma vedação perfeita.
Eles podem oferecer baixa queda de pressão e altas taxas de fluxo.
Abre e fecha rapidamente.
Fácil de limpar.

Desvantagens das válvulas esfera segmentadas

As cavidades ao redor do assento estão sujeitas a bloqueios.
Quando usado em partículas sólidas, pode ocorrer erosão, causando vazamento e falha de fluido.

Solução de problemas da válvula de esfera de segmento

Vazamento da gaxeta da caixa de empanque

Porcas da caixa de empanque soltas. Aperte as porcas soltas da caixa de empanque.
Gaxeta da caixa de empanque desgastada. Substitua a gaxeta da caixa de empanque.
O fuso está corroído ou possui ranhuras. Limpe ou substitua a haste e a gaxeta da caixa de empanque.
A caixa de empanque está corroída. Limpe-o e substitua a gaxeta da caixa de empanque. A válvula de esfera segmentada pode ser substituída se houver corrosão excessiva.

Vazamento na vedação da placa de base

Afrouxe as porcas. Aperte as porcas.
A vedação está danificada. Substitua a junta.
Corrosão/danos na área de vedação. Remova a corrosão ou substitua a placa e o alojamento dependendo do grau de dano.

Fluido vazando pelo buraco

O segmento não está na posição totalmente fechada. Corrija o curso limite de fechamento no inversor.
Desalinhamento entre sede e segmento. Afrouxe a gaxeta para centralizar o segmento. Certifique-se de reapertar a gaxeta após o alinhamento para garantir que ela tenha torque suficiente.
Meio confinado ou solidificado. Limpe a mola da sede e as superfícies de vedação.
Sede da vedação danificada. Substitua as vedações danificadas.
O segmento ou assento está danificado. Substitua se necessário.

Alto torque para válvulas esfera segmentadas

Porcas da caixa de empanque demasiado apertadas. Reduza o torque das porcas da caixa de empanque para os valores recomendados pelo fabricante da válvula esfera segmentada.
Opere o segmento na direção oposta para soltá-lo do assento. Solte o suporte do revestimento para recolocar o assento e o segmento na posição fechada. Depois que o segmento e a sede estiverem alinhados, aumente o torque do suporte da camisa.
O atuador/operador não está alinhado corretamente com a haste da válvula. Afrouxe os fixadores e ajuste a base de montagem para que fique paralela e o operador centralizado. Aperte os fixadores.
Rolamento danificado. Substitua-o.
Segmento ou sede danificado Substitua se necessário.
Meio acumulado ou solidificado. Remova o meio da cavidade da válvula, da sede da válvula e do segmento da válvula e limpe as superfícies de vedação.
A válvula de esfera segmentada foi instalada na orientação errada. A torneira deve ser instalada de acordo com a placa indicadora de vazão.

Uma válvula esférica segmentada é uma válvula esférica que dá um quarto de volta para abrir/fechar o fluxo de fluido. Esta torneira possui um segmento esférico oco suportado por rolamentos e eixo no lado de acionamento da torneira. A outra extremidade desta torneira tem um rolamento e um poste. A esfera segmentada gira em torno de um ponto de articulação para formar uma vedação única e contínua a montante na posição fechada. A vedação desta válvula esférica segmentada é obtida por um elastômero flexível ou anel de sede flexível que pressiona contra o segmento esférico. O corpo das válvulas esfera segmentadas é feito de materiais robustos, geralmente aço inoxidável, e está disponível nas versões sem flange ou flangeada.

As válvulas esfera de segmento podem ser divididas em válvulas esfera de segmento de entrada lateral e válvulas esfera de segmento de entrada superior. Essas válvulas utilizam um design e uma tecnologia que as ajudam a funcionar mesmo em líquidos viscosos e lamas. Essas válvulas são utilizadas em muitas indústrias, como petroquímica, farmacêutica, processamento de alimentos, tratamento de águas residuais, processamento químico e outras. As válvulas esfera segmentadas possuem diversas aplicações devido às suas excelentes características como fácil limpeza, fácil reparo e manutenção, design simples, tamanho e peso reduzidos, resistência à corrosão e alta resistência a lamas. Parâmetros importantes a serem considerados ao comprar uma válvula esfera segmentada são tipo de atuador, classificação de pressão, temperaturas operacionais, materiais de carcaça, padrões e aprovações.