Válvula motorizada: Guia essencial para seleção, aplicações e benefícios

Atualmente, é necessário um controlo eficaz dos fluidos em muitas áreas para garantir que os sistemas funcionam corretamente. Isto é visível em grandes oleodutos e gasodutos, bem como em casas onde os aquecedores e os aparelhos de ar condicionado dependem de um controlo preciso e fiável do fluxo de água e de líquidos. As válvulas manuais já foram o padrão, mas a automação tornou as válvulas motorizadas uma escolha melhor. As válvulas motorizadas não são apenas interruptores; ajudam a controlar os fluidos de muitas formas e são agora partes vitais de sistemas automatizados.

O que é uma válvula motorizada?

Uma válvula motorizada é um dispositivo que utiliza actuadores eléctricos para mover uma válvula para a posição totalmente aberta, fechada ou parcialmente aberta. Ao contrário das válvulas manuais ou pneumáticas, as válvulas motorizadas utilizam eletricidade para criar a força necessária para executar as suas tarefas. Rodam a haste da válvula ou o disco no interior do corpo da válvula para direcionar o fluxo de fluido. Como a energia eléctrica pode ser transformada em energia mecânica, as válvulas motorizadas são simples de adicionar a sistemas que requerem controlo remoto, automação ou integração com PLCs ou DCSs.

Como funcionam as válvulas motorizadas?

Os actuadores eléctricos podem ser considerados os componentes principais das válvulas motorizadas. Normalmente, o corpo do atuador contém um motor elétrico, uma engrenagem redutora de velocidade com um multiplicador de força associado, bem como interruptores de limite ou sensores de movimento e força. O motor é ligado quando o atuador da válvula recebe um sinal elétrico. A rotação do motor é transferida para o veio de saída através de engrenagens. A haste da válvula liga-se ao veio de saída, podendo assim rodar ou transladar linearmente. Pode então rodar ou transladar linearmente para abrir, fechar ou parar numa posição neutra. Em modelos específicos, o acionamento de um interrutor pode iniciar a ação. Alguns actuadores também possuem mecanismos de retorno automático com fio ou mesmo de retorno automático com 2 fios, simplificando a cablagem e assegurando que a válvula regressa a uma posição predefinida em caso de perda de energia ou mudança de sinal.

Os actuadores podem executar acções simples, como abrir ou fechar totalmente as válvulas. Os actuadores avançados mais sofisticados permitem uma maior versatilidade, incluindo: controlo preciso (quanto a válvula é aberta com base num sinal) e visualização do estado atual, deteção de dados/problemas inteligentes, transmissão de dados com o centro de controlo e receção de comandos.

Principais tipos de válvulas motorizadas

As diferentes válvulas motorizadas têm diferentes utilizações. A forma como são construídas difere, uma vez que é utilizada uma combinação de diferentes corpos de válvulas, incluindo válvulas de plástico, e motores eléctricos, que podem ser concebidos para trabalhar com vários fluidos, pressões, temperaturas e aplicações. Existem muitos tipos de válvulas eléctricas, incluindo:

• Válvula de esfera motorizada: Uma válvula de esfera motorizada apresenta um tamanho compacto que é fácil de encaixar na tubagem, baixa resistência ao fluxo e proporciona uma boa vedação. Utilizada principalmente para um fecho rápido ou para enviar o fluido em diferentes direcções de fluxo do meio. Os actuadores de um quarto de volta são padrão.
• Válvula borboleta motorizada: Leve, de fixação simples, adequada para tubos de grande diâmetro com baixa pressão. Utilizada para funções de ligar/desligar ou controlo de fluxo. Também se utilizam frequentemente actuadores de um quarto de volta.
• Válvula de globo motorizada: O controlo do fluido é efectuado através da elevação ou descida de um disco. Ideal quando é necessário um controlo preciso do fluxo. Tem uma contrapressão relativamente elevada. Normalmente equipada com actuadores multi-voltas ou lineares.
• Válvula de gaveta motorizada: Utiliza uma comporta que pode ser levantada ou baixada para posições totalmente abertas e totalmente fechadas. Oferece baixa resistência ao fluxo, mas pouca capacidade de controlo. Resposta lenta. Adequada para tubagens que requerem uma frequência de comutação baixa e necessitam de um fluxo desobstruído. Geralmente equipado com actuadores multi-voltas.
• Válvula de controlo motorizada: Estas válvulas são concebidas para controlar o caudal, a pressão e a temperatura. Normalmente equipadas com um atuador elétrico inteligente e uma válvula de esfera com porta em V ou uma gaiola especialmente concebida para um controlo preciso.

Segue-se um resumo dos principais tipos de válvulas motorizadas:

Tipo de válvula	Tipo de atuador comum	Caraterísticas principais	Utilizações típicas
Válvula de esfera motorizada	Quarto de volta	Rápido ligar/desligar, baixa resistência, boa vedação	Fecho, direcionamento do fluxo
Válvula borboleta motorizada	Quarto de volta	Leve, de grandes dimensões, fácil de instalar	Ligar/desligar, controlo, caudal elevado
Válvula globo motorizada	Multi-voltas/Linear	Controlo preciso, maior resistência	Controlo de caudal, pressão e temperatura
Válvula de gaveta motorizada	Multi-voltas	Fluxo total, baixa resistência, lento	Totalmente aberto/fechado, não utilizado com frequência
Válvula de controlo motorizada	Quarto de volta inteligente/Multi-volta	Controlo preciso, boa regulação	Parâmetros do processo (caudal, pressão, temperatura)

Aplicações típicas de válvulas motorizadas

As válvulas motorizadas são aplicadas em muitos sítios. Estão presentes em quase todos os sectores que requerem o controlo automático de líquidos ou fluidos. São como os "reguladores de impulsos" das indústrias e edifícios modernos.

• Automação industrial: Ambientes industriais como as indústrias do petróleo e do gás, da eletricidade, do metal e do papel. Para o controlo do fluxo de diferentes materiais, modificação do fluxo de trabalho nos processos e paragem de emergência. São cruciais para o manuseamento de grandes volumes de fluxo de meios.
• Sistemas HVAC: Nas grandes estruturas, os sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) gerem a circulação de água quente e fria ou de vapor. Estes sistemas ajudam a gerir a energia e a temperatura em diferentes zonas.
• Tratamento de água: Em estações de tratamento de água, estações de tratamento de águas residuais e estações de dessalinização. Utilizado para controlar o fluxo e a direção da água bruta, da água tratada e dos produtos químicos. Isto inclui aplicações para água potável e manuseamento de vários tipos de caudal de meios.
• Alimentos e bebidas: Necessidade de cumprir as regras sanitárias. Utilizado para controlar líquidos e gases no fabrico de alimentos e bebidas.
• Automação de edifícios: Em edifícios inteligentes. Utilizada para vigiar e gerir automaticamente o abastecimento de água, a drenagem, a segurança contra incêndios e os sistemas de ar condicionado. Isto também abrange cenários de utilização doméstica.
• Outros usos: Também muito utilizado no fabrico de medicamentos, em navios, na indústria ligeira e para regar quintas, mesmo em aplicações que envolvam água salgada.

Vantagens da utilização de válvulas motorizadas

A escolha de válvulas motorizadas em vez de válvulas manuais ou pneumáticas deve-se normalmente à necessidade de eficiência, controlo exato, segurança e por ser uma opção acessível. Isto representa uma grande vantagem.

Em primeiro lugar, a automatização e o controlo remoto são as maiores vantagens. As pessoas não precisam de estar presentes para as operar. Podem ser abertos, fechados ou ajustados a partir de um sistema de controlo. Isto é muito importante em locais perigosos, no alto, no subsolo ou longe da sala de controlo. É como dar ao sistema de tubagem um "cérebro" inteligente. Este pode atuar por si próprio com base em planos definidos ou em informações em tempo real. As principais vantagens deste sistema incluem também a sua capacidade de lidar com um verdadeiro cenário de emergência com uma interrupção rápida e fiável.

Em segundo lugar, as válvulas motorizadas podem proporcionar um controlo muito preciso. Especialmente as válvulas motorizadas do tipo de controlo. Podem controlar a abertura exacta da válvula com base num sinal (como 4-20mA). Isto permite um controlo preciso de aspectos como o caudal e a pressão. Muitos processos complexos precisam disso, muitas vezes levando a taxas de fluxo mais altas.

Além disso, as válvulas motorizadas são normalmente mais fáceis de instalar e manter (em comparação com sistemas hidráulicos complexos). E não precisam de muito do ambiente externo (apenas energia). Não necessitam de uma fonte de ar comprimido e de tubagens como as válvulas pneumáticas. Isto significa menos locais para fugas e menos energia utilizada.

De um ponto de vista de custos, o primeiro custo pode ser superior ao das válvulas manuais. Mas as válvulas motorizadas permitem grandes poupanças ao longo do tempo. Reduzem os custos de mão de obra e fazem com que os sistemas funcionem melhor e o controlo exato ajuda a poupar energia e materiais.

Seleção da válvula motorizada certa

A escolha da válvula motorizada correta é um processo passo a passo. É preciso pensar em muitas coisas. É como escolher o melhor "coração" para uma máquina complexa.

Conhecer os pormenores do processo

Em primeiro lugar, é necessário conhecer o fluido (o que é, se pode causar corrosão ou desgaste - por exemplo, se é um meio corrosivo), a temperatura de funcionamento, a pressão de funcionamento e o caudal ou controlo necessários. Estes detalhes decidem diretamente o material do corpo da válvula, o material de vedação, a classe de pressão e o tipo de válvula.

Selecionar o tipo de válvula e a ligação

Com base no que a válvula tem de fazer (fechar, controlar, dirigir o fluxo) e nas condições da tubagem, escolha o tipo de corpo correto (esfera, borboleta, globo, etc.) e a forma de ligação (flange, rosca, soldadura, braçadeira, etc.).

Decidir as necessidades do atuador

Pense na forma como pretende controlá-lo (ligado/desligado, controlo, inteligente), na fonte de alimentação (por exemplo, se for necessária tensão CC), no tipo de sinal de controlo do atuador (digital, analógico), na força necessária e se necessita de proteção especial, como contra explosões ou água.

Pensar no ambiente e nos certificados

Tenha em atenção o local onde será instalado (temperatura, humidade, gases corrosivos, etc.). Além disso, verifique quais os certificados necessários para o projeto ou indústria (como CE, RoHS, SIL, FDA). Para ambientes exigentes, o aço inoxidável é frequentemente o material preferido, uma vez que é o metal mais utilizado pela sua durabilidade e resistência à corrosão. Também é importante considerar válvulas que possam suportar uma vasta gama de tensões e uma vasta gama de temperaturas.

Verificar a capacidade e o serviço do fornecedor

Para além do produto, o que importa são as competências do fornecedor, a sua experiência, a rapidez de resposta e o apoio pós-venda. A seleção de um fornecedor é muito importante. Um fornecedor fiável pode fornecer mais do que apenas os produtos que vende. Ajudam-no e orientam-no com os seus conhecimentos.

Por exemplo, a VINCER tem vindo a desenvolver soluções de válvulas automáticas há mais de dez anos. O seu foco está nas válvulas motorizadas e pneumáticas, incluindo as populares válvulas solenóides, válvulas de esfera eléctricas, válvulas de globo, válvulas de esfera manuais, bem como outros tipos de válvulas e acessórios, com o objetivo de ser um fornecedor único. Os produtos da VINCER são certificados pela CE, RoHS, SIL e FDA e a empresa é certificada pela ISO9001, demonstrando a sua dedicação à qualidade e cumprindo as normas internacionais. A VINCER tem uma variedade de exemplos de projectos e uma equipa de engenheiros qualificados. Utilizam uma análise detalhada baseada em oito dimensões para compreender as necessidades do cliente: análise do meio, análise da temperatura, análise da pressão do meio, determinação da norma de ligação, método de controlo (manual/elétrico/pneumático), requisitos de material, tempo de abertura/fecho do meio. Esta forma de trabalhar permite-lhes encontrar as melhores e mais exactas soluções. O serviço é rápido, com orçamentos em 24 horas e planos iniciais de vários produtos em 48 horas. Isto permite que os clientes encontrem a informação de que necessitam sem demora. Se tiver um problema com o produto, a sua equipa investigará e oferecerá soluções. Podem também oferecer peças gratuitas e prestar assistência por telefone ou por vídeo. Com este tipo de apoio, os projectos decorrem sem problemas e há menos tempo de inatividade. Além disso, são mais económicos do que algumas marcas internacionais. Como resultado, os clientes podem desfrutar de válvulas de alta qualidade e fiáveis a um preço mais baixo.

Práticas de instalação e manutenção

Colocar a válvula corretamente e cuidar dela regularmente são fundamentais para garantir que uma válvula motorizada funciona bem durante muito tempo.

Instalação

• Seguir o manual: Faça exatamente o que dizem as instruções do fabricante.
• Verificar tubagens: Certifique-se de que os tubos estão limpos, sem lixo, e bem alinhados. Isto evita que as tensões nos tubos afectem a válvula.
• Verificar a direção: Procure a marca de direção do fluxo no corpo da válvula (se existir).
• Ligar corretamente: Ligue os fios de alimentação e de controlo corretamente com base no diagrama de ligações do atuador. Certifique-se de que o fio de terra está bem ligado.
• Teste à mão: Antes de ligar a alimentação, é normalmente bom utilizar a parte manual para testar se a válvula abre e fecha suavemente.

Manutenção

• Verificar regularmente: Observe a válvula e o atuador. Verifique se as peças estão soltas ou se há fugas nos vedantes.
• Lubrificar: Aplique massa lubrificante nas peças móveis do atuador, tal como sugerido pelo fabricante.
• Função de teste: Teste regularmente a abertura, o fecho ou o ajuste para se certificar de que funciona corretamente.
• Corrigir problemas: Se algo não estiver normal, consulte o guia para a resolução de problemas ou contacte o fornecedor (como a equipa de engenharia competente da VINCER) para encontrar e resolver o problema. A VINCER tenta evitar problemas mais tarde, fornecendo bons planos desde o início. Se houver um problema com o produto, a sua equipa verifica e apresenta soluções. Certificam-se de que o problema é resolvido. Podem até fornecer peças gratuitas e ajuda por telefone ou vídeo.

Tendências futuras das válvulas motorizadas

A tecnologia das válvulas motorizadas continua a melhorar. No futuro, elas serão mais inteligentes, mais conectadas e funcionarão melhor.

• Mais funcionalidades inteligentes: Adicionar mais sensores e peças de comunicação. Isto permitirá uma melhor observação do estado, prever quando é necessário reparar as coisas e encontrar problemas à distância.
• Melhor ligação à rede: Ligue-se melhor à Internet das Coisas Industrial (IIoT) e aos sistemas de fábricas inteligentes. Isto permite partilhar dados e trabalhar em conjunto.
• Mais pequeno e modular: Os actuadores e as válvulas serão mais pequenos e feitos de peças. Isto torna-os mais fáceis de instalar e substituir.
• Utilizar menos energia: Criar motores e programas de controlo que consumam menos energia.
• Utilização de novos materiais: Utilizar novos materiais que sejam melhores contra a corrosão, o desgaste e o calor elevado. Isto permitirá a sua utilização em mais locais.

Conclusão

O controlo automático de fluidos é possível através da utilização de válvulas motorizadas. Atualmente, são utilizadas com mais frequência na indústria e na vida quotidiana porque podem automatizar, controlar com precisão e ser geridas remotamente. Deve conhecer os diferentes tipos de válvulas motorizadas e o seu funcionamento para escolher a mais adequada. Também deve considerar o que precisa que o computador faça por si. Se as instalar e as mantiver corretamente, elas durarão muito tempo. Com melhor tecnologia, as válvulas motorizadas tornar-se-ão mais inteligentes e eficientes. São semelhantes às células inteligentes no mundo da automação. Introduzirão novos conceitos e ajudarão no controlo de fluidos em muitos campos. Escolher a VINCER, que possui os conhecimentos e as competências para prestar um serviço de excelência, ajudá-lo-á a alcançar o sucesso no controlo automático de fluidos.