Introdução às válvulas borboleta
Válvulas borboleta
Uma válvula borboleta é uma válvula de movimento rotacional de um quarto de volta, usada para parar, regular e iniciar o fluxo.
As válvulas borboleta são fáceis e rápidas de abrir. Uma rotação de 90° da manopla proporciona um fechamento ou abertura completa da válvula. As válvulas borboleta grandes são geralmente equipadas com uma chamada caixa de engrenagens, onde o volante é conectado à haste por meio de engrenagens. Isto simplifica a operação da válvula, mas à custa da velocidade.
Tipos de válvulas borboleta
As válvulas borboleta têm um corpo circular curto, um disco redondo, sedes metal-metal ou macias, rolamentos de eixo superior e inferior e uma caixa de empanque. A construção do corpo da válvula borboleta varia. Um design comumente usado é o tipo wafer que se ajusta entre dois flanges. Outro tipo, o projeto lug wafer, é mantido no lugar entre dois flanges por parafusos que unem os dois flanges e passam através de orifícios no revestimento externo da válvula. As válvulas borboleta estão disponíveis até mesmo com extremidades flangeadas, rosqueadas e soldadas de topo, mas não são aplicadas com frequência.
As válvulas borboleta possuem muitas vantagens sobre as válvulas gaveta, globo, macho e esfera, especialmente para aplicações de válvulas grandes. A economia de peso, espaço e custo são as vantagens mais óbvias. Os custos de manutenção são geralmente baixos porque há um número mínimo de peças móveis e não há bolsas para reter fluidos.
As válvulas borboleta são especialmente adequadas para o manuseio de grandes fluxos de líquidos ou gases a pressões relativamente baixas e para o manuseio de lamas ou líquidos com grandes quantidades de sólidos suspensos.
As válvulas borboleta são construídas com base no princípio de um amortecedor de tubo. O elemento de controle de fluxo é um disco com aproximadamente o mesmo diâmetro que o diâmetro interno do tubo adjacente, que gira em um eixo vertical ou horizontal. Quando o disco fica paralelo à tubulação, a válvula está totalmente aberta. Quando o disco se aproxima da posição perpendicular, a válvula é fechada. As posições intermediárias, para fins de estrangulamento, podem ser fixadas por dispositivos de travamento de alça.
Construção do assento da válvula borboleta
A interrupção do fluxo é realizada pela vedação do disco da válvula contra uma sede que fica na periferia do diâmetro interno do corpo da válvula. Muitas válvulas borboleta possuem uma sede elastomérica contra a qual o disco é vedado. Outras válvulas borboleta possuem um arranjo de anel de vedação que usa um anel de fixação e um anel de apoio em um anel de borracha com borda serrilhada. Este design evita a extrusão dos O-rings.
Nos primeiros projetos, um disco de metal era usado para vedar uma sede de metal. Este arranjo não proporcionou um fechamento estanque, mas proporcionou fechamento suficiente em algumas aplicações (isto é, linhas de distribuição de água).
Construção do corpo da válvula borboleta
A construção do corpo da válvula borboleta varia. O mais econômico é o tipo wafer que cabe entre dois flanges da tubulação. Outro tipo, o projeto lug wafer, é mantido no lugar entre dois flanges de tubo por parafusos que unem os dois flanges e passam através de orifícios no revestimento externo da válvula. As válvulas borboleta estão disponíveis com extremidades flangeadas convencionais para aparafusamento em flanges de tubos e em construção com extremidade roscada.
Disco de assento e haste de uma válvula borboleta
A haste e o disco de uma válvula borboleta são peças separadas. O disco é furado para receber a haste. Dois métodos são usados para fixar o disco à haste, de modo que o disco gire conforme a haste é girada. No primeiro método, o disco é perfurado e preso à haste com parafusos ou pinos. O método alternativo envolve perfurar o disco como antes e, em seguida, moldar o furo superior da haste para caber em uma haste quadrada ou hexagonal. Este método permite que o disco “flutue” e busque seu centro no assento. A vedação uniforme é obtida e os fixadores externos da haste são eliminados. Este método de montagem é vantajoso no caso de discos revestidos e em aplicações corrosivas.
Para que o disco seja mantido na posição correta, a haste deve estender-se além da parte inferior do disco e encaixar-se em uma bucha na parte inferior do corpo da válvula. Uma ou duas buchas semelhantes também estão ao longo da parte superior da haste. Essas buchas devem ser resistentes ao meio manuseado ou vedadas para que o meio corrosivo não possa entrar em contato com elas.
As vedações da haste são realizadas com vedação em uma caixa de empanque convencional ou por meio de vedações O-ring. Alguns fabricantes de válvulas, particularmente aqueles especializados no manuseio de materiais corrosivos, colocam uma vedação da haste no interior da válvula para que nenhum material manuseado pela válvula possa entrar em contato com a haste da válvula. Se for utilizada uma caixa de empanque ou um O-ring externo, o fluido que passa através da válvula entrará em contacto com a haste da válvula.
Aplicações típicas de válvulas borboleta
Uma válvula borboleta pode ser usada em muitos serviços de fluidos diferentes e funciona bem em aplicações de lama. A seguir estão algumas aplicações típicas de válvulas borboleta:
- Água de resfriamento, ar, gases, proteção contra incêndio, etc.
- Slurry e serviços similares
- Serviço de vácuo
- Serviços de água e vapor de alta pressão e alta temperatura
Vantagens das válvulas borboleta
- O design compacto requer consideravelmente menos espaço, em comparação com outras válvulas
- Leve em peso
- A operação rápida requer menos tempo para abrir ou fechar
- Disponível em tamanhos muito grandes
- Queda de baixa pressão e recuperação de alta pressão
Desvantagens das válvulas borboleta
- O serviço de estrangulamento é limitado à baixa pressão diferencial
- Cavitação e fluxo bloqueado são duas preocupações potenciais
- O movimento do disco não é guiado e é afetado pela turbulência do fluxo
Válvula borboleta tripla offset Vanessa
Observação(ões) do autor…
Juntas e instalação de válvulas borboleta
No dia 14 de setembro de 2012 recebi um e-mail com o seguinte comentário:
Tenho uma sugestão para você que creio não ser abordada em seu site, que é descrever que tipo de junta usar para diferentes válvulas borboleta (Tipo E ou F) e que tipo de flange companheiro deve ser usado (RF ou FF), e também quando uma junta não é necessária porque certas válvulas borboleta possuem juntas integradas. Descobri que muitas vezes há confusão sobre esse assunto.
Uma boa observação e portanto o seguinte:
Instruções de instalação de um fornecedor de válvulas borboleta:
A válvula foi projetada para uso entre todos os tipos de flanges de face plana ou elevada.
NÃO USE JUNTAS DE FLANGE.O design da válvula borboleta limita a necessidade de juntas. Para uma instalação adequada, o espaço entre os flanges deve ser suficiente para permitir a inserção da válvula sem perturbar a vedação do flange. Observe que a borda de vedação diac está alinhada com a superfície plana do eixo. Gire a haste para posicionar o disco dentro do corpo, coloque a válvula entre os flanges e aperte os parafusos manualmente.
ABRIR LENTAMENTEgire a válvula no sentido anti-horário para verificar a folga adequada do disco.
RETORNE O DISCO PARA 10% DE POSIÇÃO ABERTAe aperte todos os parafusos em cruz e verifique novamente a folga adequada do disco.
Incorreto
Disco na posição fechada e juntas instaladas
entre a válvula e os flanges correspondentes
Correto
Nenhuma junta de flange usada e disco no
posição quase fechada.
Outra instrução de instalação de um fornecedor de válvulas borboleta:
CUIDADO
As juntas a seguir devem ser usadas para a instalação das válvulas nas tubulações.
- Tipo de junta
Junta de PTFE reforçada (a junta revestida, a junta em espiral ou a junta de metal não podem ser instaladas). - Dimensão da junta
As dimensões da junta devem estar de acordo com ASME B16.21. (A espessura mínima da junta é de 3 mm.)
As válvulas não podem ser instaladas nas extremidades das pontas. A válvula deve ser instalada de acordo com uma seta fornecida na lateral do flange de montagem do operador. A seta deve apontar do lado de maior pressão para o lado de menor pressão na posição fechada da válvula.
Portanto, é recomendável seguir as instruções do fornecedor da válvula borboleta!
Evitando problemas com válvulas borboleta
A maioria de todos os problemas com válvulas borboleta no campo estão diretamente relacionados a procedimentos de instalação inadequados. Por esta razão, é aconselhável considerar as melhores práticas ao estabelecer a tubagem e instalar a própria válvula.
A sede em uma válvula borboleta com sede resiliente geralmente se estende em torno de ambas as faces da válvula. Como resultado, não são necessárias juntas, uma vez que estas sedes desempenham a função de juntas. O material da sede que se estende além da face é comprimido durante a instalação e flui em direção ao centro da sede da válvula. Qualquer alteração nesta configuração devido a instalação inadequada afeta diretamente a classificação de pressão e os torques de assentamento/desencaixe.
Ao contrário da maioria dos tipos de válvulas, o disco da válvula borboleta na verdade se estende além da face do corpo da válvula em determinados ângulos de abertura (digamos, 30° ou mais) quando instalado entre flanges. Portanto, é muito importante antes da instalação garantir que o disco possa girar livremente e entrar nos flanges e tubulações.
Expedição e Armazenamento
- Posicione os discos com 10% de abertura para que fiquem desencaixados.
- As faces de cada válvula devem ser cobertas para evitar danos à face da sede, à borda do disco ou ao interior da válvula.
- Armazenar em ambiente fechado, preferencialmente com temperatura ambiente entre 5°C e 30°C.
- Abra e feche as válvulas a cada 3 meses.
- Envie e armazene as válvulas de modo que nenhuma carga pesada seja aplicada aos corpos.
Localização da válvula
- As válvulas borboleta devem ser instaladas, se possível, a um mínimo de 6 diâmetros de tubo de outros elementos da linha, ou seja, cotovelos, bombas, válvulas, etc. Às vezes isso não é viável, mas é importante alcançar a maior distância possível.
- Quando a válvula borboleta estiver conectada a uma válvula de retenção ou bomba, mantenha espaço suficiente entre elas para garantir que o disco não interfira com o equipamento adjacente.
Orientação da Válvula
Como regra geral, as válvulas borboleta são instaladas com a haste na posição vertical com o atuador montado verticalmente diretamente acima dela, no entanto, existem algumas aplicações onde a haste deve estar na horizontal. O arquivo .pdf abaixo explica por que a haste às vezes deve ser posicionada horizontalmente.
(Instruções de instalação da válvula borboleta)
Procedimentos de instalação
- Certifique-se de que as faces da tubulação e do flange estejam limpas. Qualquer material estranho, como limalha de metal, incrustações de tubos, escória de soldagem, hastes de soldagem, etc., pode limitar o movimento do disco ou danificar o disco ou a sede.
- As juntas não são necessárias em válvulas com sede resiliente porque se estendem para ambas as faces da válvula.
- Alinhe a tubulação e afaste os flanges o suficiente para permitir que o corpo da válvula seja facilmente inserido entre os flanges sem entrar em contato com os flanges do tubo.
- Verifique se o disco da válvula foi ajustado para cerca de 10% aberto para que não fique preso na posição totalmente assentada.
- Insira a válvula entre os flanges conforme mostrado, tomando cuidado para não danificar as faces da sede. Sempre levante a válvula pelos orifícios de localização ou usando uma cinta de náilon no pescoço ou no corpo. Nunca levante a válvula pelo atuador ou operador montado na válvula.
- Coloque a válvula entre os flanges, centralize-a, insira os parafusos e aperte-os manualmente. Abra o disco com cuidado, certificando-se de que ele não entre em contato com o interior dos tubos adjacentes.
- Feche muito lentamente o disco da válvula para garantir a folga da borda do disco em relação ao flange do tubo adjacente.
- Abra totalmente o disco e aperte todos os parafusos do flange conforme mostrado.
- Repita uma rotação de fechamento total até abertura total do disco para garantir as folgas adequadas.
Horário da postagem: 06 de maio de 2020