Introdução
Válvulas de gaveta são amplamente utilizadas atualmente. Outros tipos comuns incluem válvulas do tipo plugue, borboleta, esfera e globo.
Seção Transversal da Válvula de Gaveta
As válvulas de gaveta são projetadas para abrir e fechar o fluxo, mas não são adequadas para regulagem. O fluxo através de uma válvula de gaveta não é proporcional à abertura da válvula, o que as torna inadequadas para estrangulamento. Se a válvula for estrangulada, o fluxo se torna turbulento e de alta velocidade, causando desgaste no assento e no disco.
Quando abertas, as válvulas de gaveta oferecem mínima resistência ao fluxo, resultando em uma diferença de pressão muito baixa.
O nome da válvula de gaveta deriva do tipo de disco que utiliza.
Essas válvulas são sempre de movimento linear e não de movimento rotativo, exigindo mais de um ¼ de volta para abrir ou fechar.
O design das válvulas de gaveta pode ser dividido em subcategorias. A primeira é baseada na forma do disco, que pode ser em cunha ou paralelo. A segunda é para hastes ascendentes ou não ascendentes. Outras classificações dependem do tipo de disco:
- Sólido (cunha)
- Flexível (cunha)
- Dividido (cunha)
- Paralelo
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Construção
Os principais componentes de uma válvula de gaveta são o boné, disco, assento, arranjo de vedação (vedação de prensa, caixa de gaxeta etc.), haste, corpo e atuador.
Componentes da Válvula de Gaveta
As válvulas de gaveta podem ser operadas manualmente (volante) ou eletricamente com um motor de alto torque.
A gaveta deslizante (disco) pode ser em forma de cunha (cônica) ou paralela. Os designs em cunha incluem sólidos, flexíveis e divididos.
Anéis de assento são usados para facilitar a substituição de um assento desgastado ou com vazamento. Eles possuem roscas para fixação no corpo principal da válvula, enquanto a superfície oposta é a área de contato com o disco. Sem anéis de assento, o assento deve ser usinado diretamente no corpo, limitando a substituição e a vida útil da válvula.
Os bonés das válvulas de gaveta são frequentemente feitos de ferro fundido, que é frágil e propenso a rachaduras. Cuidados especiais são necessários ao manusear e manter válvulas com bonés de ferro fundido.
Como a haste atravessa o boné da válvula, é necessário instalar uma gaxeta de vedação para evitar vazamentos entre a haste e o boné; a vedação é geralmente feita com material de empacotamento fibroso.
Flanges são instaladas nos lados de sucção e descarga da válvula para facilitar a conexão com a tubulação.
Como Funcionam as Válvulas de Gaveta
O vídeo abaixo é um extrato do nosso Curso Online de Introdução às Válvulas.
A gaveta deslizante (disco) é abaixada perpendicularmente ao fluxo até selar no assento da válvula, interrompendo completamente o fluxo. Para abrir a válvula, a gaveta deslizante é retraída para dentro do boné.
Condições de Serviço
As válvulas de gaveta são geralmente usadas em temperaturas de -20 a 60 °C, pressões até 16 bar(g) e taxas de fluxo de 5 (líquidos) a 20 (gases) metros por segundo. Pressões mais altas podem danificar o empacotamento.
Designs de Haste Ascendente e Não Ascendente
As válvulas de gaveta são classificadas como de haste ascendente ou não ascendente. `Ascendente` refere-se à haste que se eleva para fora do boné da válvula quando aberta.
Válvula de Gaveta Ascendente
`Não ascendente` indica que a haste não se eleva do boné, independentemente da posição da válvula.
Válvula de Gaveta Não Ascendente
Os designs de haste ascendente removem tanto o disco quanto a haste do caminho do fluxo quando a válvula está aberta. Os designs de haste não ascendente geralmente deixam a haste dentro do caminho do fluxo quando a válvula está aberta, embora também seja possível abrigar completamente a haste dentro do disco.
A válvula de gaveta de haste não ascendente é preferida em ambientes corrosivos, como spray de mar, onde não é desejável expor a haste quando a válvula está aberta. No entanto, se o meio for corrosivo, a válvula não ascendente pode não ser ideal, pois a haste permanece no caminho do fluxo quando aberta.
Para hastes não ascendentes, a haste gira dentro do empacotamento, mas não se move verticalmente, minimizando o risco de sujeira ou partículas danificarem o empacotamento ou entrarem no sistema.
As válvulas não ascendentes geralmente possuem um indicador visual local para mostrar a posição da válvula. O design de haste ascendente é preferido para uma indicação visual rápida (é fácil ver se a válvula está aberta ou fechada).
Designs de Disco Inclinado
Cunhas Sólidas
Cunhas sólidas são simples, robustas e adequadas para muitos fluidos. São frequentemente fabricadas a partir de uma única peça de metal, com a área de assento do disco correspondendo à área de assento da válvula.
Cunhas Flexíveis
Cunhas flexíveis são usinadas ao redor do perímetro para facilitar o assentamento do disco. A área usinada não deve ser muito grande para não comprometer a resistência do disco.
Cunhas flexíveis são usadas em sistemas com grandes variações de temperatura. À medida que a temperatura muda, as dimensões da tubulação e da válvula também mudam. Uma área de assento flexível permite que a válvula assente corretamente mesmo com expansão e contração das partes.
Exemplo de Cunha Flexível
Uma válvula de cunha sólida instalada em um sistema de vapor pode ficar presa se a temperatura diminuir enquanto a válvula estiver fechada. Isso pode torná-la inoperante até que a temperatura do sistema diminua ou todas as partes da válvula atinjam a mesma temperatura. Esse problema é conhecido como `travamento da válvula`.
Cunha Dividida
Cunhas divididas oferecem assento flexível em ambos os lados, consistindo em duas metades separadas que se auto-alinham para um assentamento correto, graças à flexibilidade proporcionada por suas duas metades.
Design de Disco Paralelo
Disco Paralelo
Discos paralelos utilizam uma mola entre dois discos, exercendo força constante para fora nas superfícies internas. Quando a válvula é abaixada no assento, a mola é comprimida, garantindo que cada disco seja pressionado firmemente contra o assento.
Válvulas de disco paralelo são adequadas para aplicações de alta e baixa pressão e para sistemas com grandes variações de temperatura.
Vantagens
A válvula de gaveta é simples em design, relativamente barata e fácil de manter.
Há mínima queda de pressão quando a válvula está totalmente aberta.
A substituição do disco da válvula de gaveta geralmente é simples.
A substituição dos anéis de assento também é geralmente simples.
Desvantagens
As válvulas de gaveta não são adequadas para estrangulamento (qualquer posição entre totalmente aberta e totalmente fechada), pois isso cria fluxo turbulento e perdas por fricção. Uma válvula quase fechada pode causar fluxo de alta velocidade através das superfícies de assento, danificando-as e causando vazamentos.
Estrangulamento cria fluxo turbulento e vibração excessiva, o que deve ser evitado para proteger o empacotamento e outras partes internas.
Comparadas a uma válvula globo, as superfícies de assento de uma válvula de gaveta são mais difíceis de reformar (se os anéis de assento não forem usados).
Detalhes do Modelo 3D
Este modelo 3D mostra todos os principais componentes de uma típica válvula de gaveta, incluindo:
- Manípulo/Atuador
- Haste
- Boné
- Corpo
- Gaveta/Disco
- Assento
Recursos Adicionais
https://en.wikipedia.org/wiki/Gate_valve
https://www.avkvalves.eu/en/insights/product-insights/gate-valves/what-is-a-gate-valve