Explorar os tipos de válvulas borboleta: Um guia completo para iniciantes

Introdução às válvulas borboleta: Compreender os princípios básicos

As válvulas de borboleta são amplamente utilizadas para controlar o fluxo de fluidos em condutas. A simplicidade da sua conceção e a relação custo-eficácia tornam estas válvulas populares sempre que é necessário um desempenho fiável com um orçamento apertado. Por outras palavras, a válvula de borboleta funciona devido a um disco rotativo para regular o fluxo de líquido ou gás através de uma tubagem. O disco é colocado no corpo da válvula para rodar um quarto de volta (90 graus) para abrir ou fechar a passagem, proporcionando um controlo eficaz com um esforço mínimo.
O que torna as válvulas de borboleta excelentes é o seu tamanho compacto e a sua construção leve em comparação com outros tipos de válvulas. Estas válvulas são apreciadas pela sua eficiência e versatilidade e são utilizadas em instalações industriais e residenciais. Conhecer os tipos de válvulas de borboleta ajudá-lo-á a tomar melhores decisões com base nas suas próprias necessidades.

Componentes principais das válvulas de borboleta e suas funções

Para compreender o funcionamento das válvulas de borboleta, é necessário conhecer a construção das válvulas. Todos os componentes são utilizados de forma a que a válvula possa funcionar em várias condições. Aqui está uma descrição das peças principais:
  • Corpo da válvula: Envolve completamente todos os componentes internos e é ligado à tubagem através de flanges ou de uma ligação do tipo wafer. O material que pode ser utilizado é o aço inoxidável, o ferro dúctil ou o aço-carbono, consoante as necessidades.
  • Disco da válvula: O componente que controla o fluxo do fluido. A sua rotação determina o percurso do fluxo e proporciona um elevado grau de controlo.
  • Sede da válvula: Fornecimento de uma boa vedação entre o disco e o corpo para garantir que não haja fugas em qualquer altura. Trata-se de sedes macias para baixa pressão e sedes metálicas para altas temperaturas e serviço abrasivo.
  • Eixo: Liga o atuador ao disco para lhe permitir rodar o disco.
  • Mecanismo de acionamento: São os elementos que abrem ou fecham a válvula. São alavancas, caixas de velocidades ou actuadores, eléctricos, pneumáticos ou hidráulicos.
Todos estes elementos são incorporados de forma a tornar as válvulas de borboleta eficientes em muitas indústrias e sectores, tais como tubagens, tratamento de água e energia.

Exame exaustivo dos tipos de válvulas borboleta

As válvulas de borboleta são amplamente utilizadas em sistemas de controlo de fluidos e, devido à variedade dos seus tipos, podem ser utilizadas em muitas indústrias. Neste artigo, categorizamos as válvulas de borboleta de acordo com o material, acionamento, ligação e vedação para ajudar o leitor a compreender as propriedades, capacidades e aplicações destas válvulas. Abaixo encontra-se uma tabela expandida que resume a classificação dos tipos de válvulas borboleta para sua referência rápida:
Classificação Tipo Material Gama de temperaturas Gama de tamanhos Pressão nominal Custo Aplicações comuns
Por Material Válvulas de borboleta metálicas Aço inoxidável, aço carbono, ferro fundido dúctil -40°C a 650°C (-40°F a 1200°F) DN50 a DN3000 (2" a 120") Até 40 bar (580 psi) Elevado Sistemas de vapor, condutas de petróleo e gás, meios agressivos
Válvulas borboleta de plástico PVC, polipropileno -10°C a 60°C (14°F a 140°F) DN40 a DN600 (1,5" a 24") Até 16 bar (232 psi) Baixa Tratamento de águas, águas residuais, sistemas químicos
Por acionamento Válvulas borboleta pneumáticas Variável (Metal/Plástico) Varia (depende do material) DN50 a DN2000 (2" a 80") Até 25 bar (362 psi) Médio Automação de processos nas indústrias química e farmacêutica
Válvulas de borboleta eléctricas Variável (Metal/Plástico) Varia (depende do material) DN50 a DN2000 (2" a 80") Até 16 bar (232 psi) Médio a elevado Sistemas HVAC, produção de energia, distribuição de água
Válvulas de borboleta hidráulicas Variável (Metal/Plástico) Varia (depende do material) DN50 a DN3000 (2" a 120") Até 50 bar (725 psi) Elevado Óleo e gás, aplicações de binário elevado
Válvulas de borboleta manuais Variável (Metal/Plástico) Varia (depende do material) DN40 a DN1200 (1,5" a 48") Até 10 bar (145 psi) Baixa Pequenas condutas, controlo de caudal não crítico
Por ligação Válvulas de borboleta com flange Aço inoxidável, aço carbono, ferro fundido dúctil -40°C a 650°C (-40°F a 1200°F) DN50 a DN3000 (2" a 120") Até 40 bar (580 psi) Médio a elevado Aplicações críticas como o processamento de petróleo e gás
Válvulas de borboleta de wafer Aço inoxidável, PVC -10°C a 120°C (14°F a 248°F) DN50 a DN1200 (2" a 48") Até 16 bar (232 psi) Baixa Distribuição de água, condutas de baixa pressão
Válvulas de borboleta soldadas Aço inoxidável, aço carbono -40°C a 600°C (-40°F a 1112°F) DN50 a DN2000 (2" a 80") Até 50 bar (725 psi) Elevado Sistemas de alta temperatura e alta pressão
Por selagem Válvulas borboleta de vedação suave Borracha, PTFE -10°C a 120°C (14°F a 248°F) DN40 a DN600 (1,5" a 24") Até 16 bar (232 psi) Baixa HVAC, condutas de água, meios não agressivos
Válvulas borboleta de vedação rígida Aço inoxidável, grafite -40°C a 650°C (-40°F a 1200°F) DN50 a DN3000 (2" a 120") Até 40 bar (580 psi) Elevado Vapor, instalações petroquímicas, fluidos corrosivos/abrasivos
Nota:
  • A gama de temperaturas e a pressão nominal dependem de materiais e configurações específicos. Consulte fabricantes de válvulas de borboleta para especificações exactas.
  • O custo é classificado como Baixo ( $500) por válvula.

Classificação por material do corpo da válvula

As válvulas de borboleta existem principalmente em dois tipos, consoante o material utilizado na construção do corpo da válvula: o metal e o plástico.
  • Válvulas de borboleta metálicas: As válvulas deste tipo são fabricadas com materiais como o aço inoxidável, o aço-carbono ou mesmo o ferro dúctil e, como tal, são construídas para suportar pressões e temperaturas elevadas. São amplamente aplicadas em sistemas onde se utiliza vapor, óleo ou outros meios agressivos. As válvulas metálicas têm uma elevada resistência mecânica e podem, por isso, ser utilizadas eficazmente em vários contextos industriais.
  • Válvulas de borboleta de plástico: As válvulas de borboleta de plástico são fabricadas em PVC ou polipropileno, são leves e não se corroem facilmente, sendo adequadas para utilização com produtos químicos, água ou águas residuais. Embora não sejam tão fortes como as metálicas, o seu baixo custo e a capacidade de funcionarem bem em ambientes químicos tornam-nas adequadas para utilização em sistemas de baixa pressão.

Classificação por método de acionamento

actuadores pneumáticos 5

O método de acionamento refere-se ao modo como uma válvula de borboleta é operada e pode ser manual, pneumático, elétrico ou hidráulico.
  • Válvulas de borboleta pneumáticas: Estas válvulas utilizam ar comprimido para as controlar, o que as torna rápidas e eficientes. São adequadas para aplicações em que se pretendem operações frequentes de ligar e desligar, como na automatização de processos químicos e farmacêuticos. As válvulas pneumáticas são muito fiáveis em condições de temperatura variável.
  • Válvulas de borboleta eléctricas: Estas válvulas são acionadas por motor elétrico e são ideais para utilização em condutas que requerem alterações frequentes do caudal devido à capacidade de controlar o caudal com precisão. São normalmente utilizadas na produção de energia, no tratamento de água e em sistemas AVAC.
  • Válvulas de borboleta hidráulicas: Estas válvulas utilizam a pressão do líquido para deslocar o disco e proporcionam um binário elevado para o manuseamento de fluidos espessos ou pegajosos. São adequadas para serviços severos, tais como oleodutos e gasodutos, onde se pretende uma forte atuação.
  • Válvulas de borboleta manuais: As válvulas manuais são acionadas por uma alavanca ou um volante e são relativamente simples e económicas, com pouca margem para modulação frequente.

Classificação por tipo de ligação

válvula de borboleta de bolacha tipos 2

As válvulas borboleta ligam-se às condutas de diferentes formas, cada método adaptado a exigências operacionais específicas e proporcionando benefícios distintos:
  • Flange Válvulas de borboleta: Estas válvulas, concebidas com flanges integradas, fixam-se às flanges dos tubos com parafusos e juntas. Apresenta uma ligação de flange superior com a capacidade de maximizar a estabilidade e o alinhamento, criando vedações mais robustas, mesmo em condições de alta pressão. As válvulas de borboleta com flange são particularmente adequadas para aplicações críticas em sectores como o processamento de petróleo e gás, onde uma vedação estanque e resistente a vibrações é fundamental para a segurança e eficiência.
  • Válvulas de borboleta de wafer: Estas válvulas são instaladas entre duas flanges de tubagem e são fixadas com parafusos que atravessam todo o conjunto. O seu design pequeno e leve reduz o tempo de instalação e os custos de material. As válvulas de borboleta de bolacha têm as suas limitações, mas são bastante úteis em aplicações de baixa pressão, tais como sistemas de distribuição de água, onde se pretende espaço e fácil manutenção.
  • Válvulas de borboleta soldadas: Estas válvulas são soldadas diretamente no sistema com uma ligação permanente à tubagem e, por isso, não têm de ter flanges e parafusos. O design deste tipo de vedante proporciona uma excelente resistência a fugas e durabilidade, sendo adequado para sistemas de alta temperatura ou alta pressão, como os das centrais eléctricas. Devido à sua ligação sem costuras, requerem menos manutenção e proporcionam fiabilidade em ambientes operacionais exigentes.

Classificação por mecanismo de vedação

válvula de borboleta de vedação rígida 4

Os mecanismos de vedação das válvulas borboleta são importantes para a capacidade da válvula de regular e assegurar o fluxo de fluido em diferentes condições de funcionamento.
  • Válvulas de borboleta de vedação suave: O elemento de vedação destas válvulas é um material flexível, como a borracha ou o PTFE, que proporciona uma vedação estanque e uma válvula fiável com pouco binário. Em sistemas de pressão baixa a moderada em que o meio é água, ar ou outros fluidos não corrosivos, o design de vedação suave é particularmente eficaz. Este desempenho de vedação suave reduz o risco de fugas e proporciona eficiência e segurança operacional em condutas de água municipais e sistemas AVAC.
  • Válvulas de borboleta de vedação rígida: Estas válvulas são fabricadas com sedes metálicas que podem repousar sob altas pressões, altas temperaturas, fluidos corrosivos ou abrasivos e continuar a funcionar. Em instalações petroquímicas e sistemas de vapor e instalações de produção de energia, em ambientes industriais altamente exigentes, esta construção de vedação rígida provou ser excelente para proporcionar a resiliência necessária em condições tão extremas. As válvulas de borboleta de vedação rígida são capazes de lidar com meios agressivos e operações de alta pressão e proporcionam fiabilidade e durabilidade a longo prazo nas aplicações mais exigentes.

Vantagens e desvantagens da utilização de válvulas de borboleta

Devido à sua conceção e aos aspectos funcionais vantajosos, as válvulas de borboleta são muito comuns no domínio do controlo de fluidos. No entanto, como qualquer componente, também têm limitações. Segue-se uma análise das principais vantagens e desvantagens:

Vantagens

  • Design compacto: Devido ao facto de ocuparem menos espaço, as válvulas de borboleta são uma boa escolha para instalações com limitações de espaço.
  • Leve: A construção leve reduz a tensão nas condutas e reduz os custos de transporte e instalação.
  • Rentável: Em tamanhos maiores, são geralmente menos dispendiosas do que outros tipos de válvulas.
  • Funcionamento rápido: As válvulas de borboleta são um mecanismo simples de um quarto de volta que permite uma abertura e fecho rápidos, melhorando assim a capacidade de resposta do sistema.
  • Versatilidade: Estão disponíveis numa grande variedade de materiais e configurações e podem lidar com uma grande variedade de meios, incluindo água, ar, produtos químicos e vapor.
  • Eficiência energética: O design aerodinâmico do disco da válvula minimiza a perda de pressão, reduzindo assim os custos de energia nos sistemas de transporte de fluidos.
  • Baixa Manutenção: Utilizam menos peças móveis, a sua manutenção é mais económica e têm uma vida útil mais longa do que as válvulas de borboleta.

Desvantagens

  • Capacidades limitadas de alta pressão: As válvulas de borboleta normais podem não funcionar tão bem em condições de pressão muito elevada como outras alternativas, como as válvulas de esfera.
  • Potencial de fuga: As válvulas de borboleta de vedação suave degradam-se com o tempo, especialmente em ambientes abrasivos ou corrosivos, e podem apresentar fugas.
  • Perturbação do fluxo: O disco permanece no percurso do fluxo mesmo quando totalmente aberto, podendo causar turbulência e perda de pressão.
  • Limitações de tamanho: Estas válvulas estão disponíveis numa vasta gama de tamanhos, mas em aplicações específicas, podem ser necessárias válvulas maiores ou mais robustas.
  • Binário Requisitos: Assim, as válvulas de borboleta têm frequentemente de funcionar com actuadores de binário mais elevado, o que complica e aumenta o custo de funcionamento em aplicações de alta pressão.
Os seus prós e contras são compreensíveis. Isto ajuda os utilizadores a tomar uma decisão informada e a selecionar válvulas de borboleta que sejam adequadas aos requisitos do seu sistema.

Aplicações comuns e utilização industrial de tipos de válvulas de borboleta

As válvulas de borboleta são amplamente utilizadas em várias indústrias devido à sua versatilidade e desempenho fiável. Eis algumas aplicações comuns em que são utilizados tipos de válvulas de borboleta:
  • Tratamento da água
  • Produção de energia
  • Petróleo e gás
  • Processamento químico
  • Alimentação e bebidas
  • Sistemas HVAC
  • Exploração mineira
  • Produtos farmacêuticos
  • Pasta e papel

Escolhendo a válvula borboleta certa: Considerações chave para um desempenho ótimo

tipos de válvulas de borboleta 1

Quando algo nos obriga a escolher a válvula de borboleta correta para o funcionamento, não nos podemos dar ao luxo de errar. Seguem-se os principais factores a considerar na escolha de uma válvula de borboleta:

1. Conceção do desvio

Existem diferentes tipos de modelos de válvulas de borboleta de desvio zero, de desvio simples, de desvio duplo e de desvio triplo. As versões de desvio zero (também designadas por válvulas de borboleta concêntricas) são económicas e simples para sistemas de baixa pressão. Por outro lado, os modelos de duplo desvio e triplo desvio são preferidos a temperaturas extremas, ou para trabalhos abrasivos, bem como para aplicações de elevada durabilidade, uma vez que tendem a diminuir a fricção do anel de vedação e a evitar o seu desgaste ao longo do tempo.

2. Material do assento

O material do assento escolhido afectará diretamente a compatibilidade da válvula com o meio que está a ser manuseado. Os materiais macios de borracha ou PTFE são os melhores para sistemas de água ou de baixa pressão, enquanto os assentos metálicos são os melhores para ambientes de alta pressão, alta temperatura ou corrosivos. Para sistemas que utilizam vapor, produtos químicos ou outros meios difíceis, esta consideração é crítica.

3. Tipo de ligação

Ajustar a configuração e a instalação da tubagem. As válvulas de bolacha são pequenas e leves, e são adequadas para sistemas com espaço limitado. Para aplicações que requerem o isolamento da tubagem, as válvulas do tipo lug são as melhores. Além disso, as válvulas flangeadas vedam bem para aplicações de alta pressão.

4. Método de acionamento

A válvula pode ser controlada por qualquer método de acionamento, manual, pneumático, elétrico ou hidráulico. As válvulas de borboleta pneumáticas e eléctricas são normalmente utilizadas para um controlo automatizado e preciso. Como fabricante de confiança, Vinagre é conhecida por actuadores eléctricos e pneumáticos de alta qualidade, fiáveis e precisos, para utilização em aplicações industriais exigentes. Se estiver interessado nos produtos da Vincer, pode contactar-nos para mais informações e assistência profissional. Adequados para aplicações que requerem um controlo frequente e preciso dos fluidos, estes actuadores são ideais.

5. Ambiente operacional

A seleção da válvula é influenciada pelas condições ambientais, como a temperatura, a pressão e a potencial cavitação. As válvulas com revestimentos especializados ou materiais melhorados, como as válvulas de borboleta excêntricas, podem suportar condições difíceis e manter a fiabilidade a longo prazo.
Cada um destes factores deve ser cuidadosamente avaliado de modo a escolher a válvula adequada para a situação particular do seu sistema, o que aumenta o desempenho e a longevidade da válvula. As válvulas de borboleta eléctricas e pneumáticas da Vincer fornecem excelentes soluções para as exigências industriais modernas de um acionamento fiável e preciso.
Cada um destes factores deve ser cuidadosamente avaliado de modo a escolher a válvula adequada para a situação particular do seu sistema, o que aumenta o desempenho e a longevidade da válvula. As válvulas de borboleta eléctricas e pneumáticas da Vincer fornecem excelentes soluções para as exigências industriais modernas de um acionamento fiável e preciso.

Palavras finais

Neste artigo, abordámos os tipos de válvulas de borboleta, a sua utilização e alguns pontos bem ponderados para escolher a melhor válvula. Existe uma variedade de opções disponíveis, desde o design de compensação tripla até às válvulas de borboleta do tipo wafer, cada uma com diferentes vantagens, dependendo de um requisito específico.
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