O que são válvulas de esfera?
Válvulas de esfera são válvulas operadas por movimento rotativo; amplamente utilizadas devido ao seu design simples, baixo custo de produção e reduzida necessidade de manutenção. Este tipo de válvula é ideal para ciclos de abertura/fechamento e pode ser aplicado em sistemas com taxas de fluxo de baixa a muito alta.
As válvulas de esfera são classificadas como de ação rápida, pois apenas um quarto de volta (90 graus) do disco da válvula é necessário para abrir ou fechar completamente a válvula.
As válvulas de esfera são um dos tipos de válvulas mais comuns, sendo os outros tipos as válvulas borboleta, gaveta, globo e de obturador .
Construção de uma Válvula de Esfera: Corpo, Esfera, Haste etc...
Uma válvula de esfera é composta por uma esfera, corpo, gaxeta, haste, boné, atuador e assento.
É possível instalar uma caixa de engrenagens planetária entre o atuador e a haste; esse ajuste facilita a mudança de posição de grandes válvulas de esfera sem aplicar torque significativo.
O assento é fabricado a partir de materiais com propriedades semelhantes à borracha. Materiais elastoméricos típicos usados para a construção do assento incluem Teflon, Nylon e Neoprene, embora existam outros. O uso de materiais não metálicos para o assento impede que válvulas de esfera sejam usadas em sistemas de alta temperatura.
A folga entre o boné e a haste é selada por gaxetas ou anéis O.
A haste geralmente se conecta à esfera usando uma chave simples de formato quadrado. O formato quadrado permite que um alto nível de torque seja aplicado enquanto minimiza a probabilidade de arredondar as bordas.
Flanges são instalados no lado de sucção e descarga da válvula de esfera para que a tubulação possa ser facilmente conectada.
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Como Funcionam as Válvulas de Esfera
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Uma esfera com um furo no meio é instalada dentro do corpo. Se o furo estiver alinhado com o fluxo, a válvula está na posição aberta e há pouca resistência ao fluxo. Se o furo for girado 90 graus e estiver perpendicular à direção do fluxo, a válvula está na posição fechada e não há fluxo. Deve-se notar que muitas vezes é possível girar uma válvula de esfera em 360 graus, embora as orientações de abertura e fechamento permaneçam as mesmas.
O manípulo da válvula é frequentemente usado para indicar a posição da válvula. Se o manípulo da válvula estiver alinhado (paralelo) com a tubulação, a válvula está na posição aberta. Se o manípulo da válvula não estiver alinhado (perpendicular) com a tubulação, a válvula está na posição fechada. Nota, há exceções a esta regra (veja abaixo)!
Válvulas de transferência de combustível/abastecimento frequentemente utilizam válvulas de esfera com o manípulo indicando o oposto do que normalmente se espera, por exemplo, um manípulo em linha significa que a válvula está fechada. A razão para essa peculiaridade não é óbvia, mas está relacionada ao movimento acidental do manípulo da válvula. Se a válvula estiver totalmente aberta (perpendicular ao tubo) e alguém mover acidentalmente o manípulo da válvula, a válvula se moveria em direção à posição fechada (paralela ao tubo). No entanto, se alguém mover acidentalmente o manípulo da válvula em uma válvula de esfera normal que está fechada (perpendicular ao tubo), eles abririam acidentalmente a válvula ligeiramente e isso poderia levar a um derramamento de combustível. Este cenário pode parecer improvável, mas mangueiras de abastecimento são frequentemente movidas manualmente e às vezes caem, uma válvula com o manípulo perpendicular à mangueira não é ideal e seria mais difícil de manusear.
Vantagens da Válvula de Esfera
Este tipo de válvula é considerado de ação rápida pois pode passar da posição totalmente aberta para totalmente fechada girando a haste da válvula apenas um quarto de volta (90 graus).
Válvulas de esfera permitem fluxo em ambas as direções e têm uma queda de pressão muito baixa.
Válvulas de esfera vedam muito bem e não são propensas a vazamentos.
Válvulas de esfera são bem adequadas para operação manual local direta, embora possam ser acionadas remotamente usando um motor e arranjo de caixa de engrenagens planetária.
Válvulas de esfera são geralmente as mais baratas de todos os tipos comuns de válvulas e os custos de manutenção também são baixos.
Válvulas de esfera vedam bem sem a necessidade de aplicar torque significativo do atuador.
Desvantagens
Válvulas de esfera não são adequadas onde é necessário controle de fluxo (estrangulamento) pois a taxa de fluxo não pode ser controlada com precisão. O estrangulamento (qualquer posição da válvula entre totalmente aberta e totalmente fechada) também cria fluxo turbulento significativo através da esfera, o que leva a perdas por fricção e danos potenciais à própria esfera. Por essas razões, válvulas de esfera não devem ser a primeira escolha de design de válvula quando é necessário controle de fluxo.
Válvulas de esfera não devem ser usadas em sistemas de alta temperatura porque os materiais de vedação da válvula podem ser danificados e a válvula não vedará corretamente (há exceções a esta regra se válvulas de esfera especiais para alta temperatura forem necessárias).
Válvulas de esfera não devem ser usadas em meios de fluxo com alta contagem de partículas abrasivas. Partículas abrasivas podem facilmente danificar o assento da válvula e impedir que a válvula vede corretamente.
Detalhes do Modelo 3D
Este modelo 3D mostra todos os principais componentes associados a uma válvula de esfera típica, incluindo:
- Manípulo da Válvula
- Haste/Eixo da Válvula
- Esfera
- Assento
- Carcaça/Corpo
- Gaxeta
- Porcas e Parafusos
Recursos Adicionais
https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_valve