Válvulas Borboleta são dispositivos de controle de um quarto de volta conhecidos por seu design compacto, peso leve e baixa queda de pressão. Eles regulam o fluxo de fluido usando um disco (a “borboleta”) que gira 90 graus em torno de um eixo central ou deslocado.
Com base na relação entre o disco, a haste e a superfície de vedação do corpo da válvula, as válvulas borboleta são categorizadas principalmente em três tipos:
eu. Válvula borboleta concêntrica/com deslocamento zero
Design e Princípio
- Concentricidade definida: Neste projeto básico e mais econômico, os três pontos centrais – o eixo da haste , o centro do disco , e o centro de gasodutos —estão todos alinhados no mesmo eixo.
- Mecanismo de vedação: Normalmente usa um assento resiliente (sede macia) feita de material elastomérico (como EPDM ou NBR) ou revestimento de PTFE. A borda do disco esfrega continuamente contra a sede macia durante todo o curso de abertura e fechamento. A vedação é obtida pela compressão e deformação elástica da sede macia contra o disco.
Perfil do aplicativo
- Prós: Construção simples, menor custo e vedação à prova de bolhas (Classe VI) em aplicações de baixa pressão e baixa temperatura.
- Contras: Alto atrito e desgaste no assento, o que limita seu uso em ambientes abrasivos ou de alto ciclo.
- Aplicações típicas: Tratamento de água, utilidades de serviços gerais, sistemas HVAC e aplicações de baixa pressão que exigem isolamento ON/OFF simples.
II. Válvula borboleta de duplo deslocamento (alto desempenho)
Design e Princípio
O design Double-Offset introduz dois deslocamentos para melhorar o desempenho e reduzir o atrito em comparação com o tipo de deslocamento zero:
- Primeiro deslocamento (deslocamento do eixo): A haste está deslocada do centro do furo do tubo/válvula.
- Segundo deslocamento (deslocamento do plano): A haste está deslocada da linha central da superfície de vedação do disco.
- Mecanismo de vedação: Esta geometria faz com que o disco decolar o assento imediatamente após a abertura e engate o assento apenas durante os últimos graus de fechamento. Isto reduz drasticamente o atrito e o desgaste da sede . Eles usam sedes macias (PTFE/RPTFE) e, comumente, sedes metálicas.
Perfil do aplicativo
- Prós: Torque operacional e desgaste significativamente reduzidos, suporta classificações de pressão mais altas (por exemplo, ANSI Classe 150/300), excelente para serviço de estrangulamento (modulação).
- Aplicações típicas: Sistemas de processamento químico, petróleo e gás, refino e geração de energia onde estão envolvidas pressões e temperaturas médias a altas e onde é necessária uma combinação de fechamento e controle de fluxo.
III. Válvula borboleta de deslocamento triplo (TOV)
Design e Princípio
A válvula borboleta de deslocamento triplo é o projeto mais avançado, introduzindo um terceiro deslocamento geométrico para vedação superior em condições de serviço críticas e severas:
- Primeiro deslocamento (O mesmo que deslocamento duplo).
- Segundo deslocamento (O mesmo que deslocamento duplo).
- Terceiro deslocamento (geometria de vedação): A sede da válvula e a vedação do disco são usinadas em um perfil de cone excêntrico .
- Mecanismo de vedação: Este desenho geométrico garante que o anel de vedação do disco engate na sede do corpo em um ação de came sem atrito . O disco só faz contato de linha com o assento no ponto absoluto de fechamento.
- Materiais: TOVs apresentam quase exclusivamente um vedação metal-metal (selo rígido).
Perfil do aplicativo
- Prós: Alcança verdadeiro, bidirecional vazamento zero fechamento (estanque a bolhas) com sedes metálicas, adequado para serviços de alta temperatura e alta pressão extremas, inerentemente à prova de fogo (de acordo com os padrões API 607/6FA).
- Aplicações típicas: Vapor de alta pressão, fluido térmico, serviço de hidrocarbonetos, meios abrasivos e pontos críticos de isolamento em indústrias como geração de energia, petroquímica, metalurgia e papel e celulose . Eles geralmente substituem válvulas gaveta ou globo mais volumosas e caras.
Além do tipo: variações essenciais de design
Além dos três tipos funcionais acima, as válvulas borboleta também são classificadas pelo estilo de conexão do corpo e método de operação.
4. Estilos de conexão corporal
A escolha do estilo de conexão impacta a instalação, a manutenção e se a válvula pode ser usada no final de uma tubulação (serviço de fim de linha).
| Estilo de conexão | Descrição | Recurso principal e aplicação |
|---|---|---|
| Bolacha | Um corpo fino e compacto projetado para ser “ensanduichado” entre dois flanges de tubo usando parafusos longos que passam por todo o conjunto flange/válvula. | Menor custo, menor peso. Não pode ser utilizado para serviço de fim de linha sem flange cego, pois o tubo de um lado deve permanecer apoiado. |
| Estilo Lug | O corpo da válvula possui furos roscados (talões) em torno de sua circunferência, permitindo que ela seja parafusada diretamente em cada flange do tubo separadamente. | Ideal para serviços de fim de linha. Permite que o tubo de um lado seja removido sem perturbar o tubo do outro lado da válvula. Custo mais alto que o Wafer. |
| Flangeado | O corpo da válvula possui seus próprios flanges integrados, semelhantes a uma válvula gaveta ou globo tradicional. | Mais pesado e mais caro. Usado para tubos de grandes dimensões ou em aplicações que exigem resistência máxima e facilidade de alinhamento. |
V. Métodos de Atuação
As válvulas borboleta são válvulas de um quarto de volta (operação a 90°) e podem ser operadas por vários meios:
| Método de atuação | Princípio | Adequação e recursos |
|---|---|---|
| Manuais | Operado por um Alavanca (para válvulas menores) ou um Caixa de velocidades/volante (para válvulas maiores ou aplicações de alto torque). | Simples, de baixo custo e confiável. Melhor para válvulas que são operadas com pouca frequência ou onde o tempo de fechamento rápido não é crítico. |
| Pneumático | Usa ar comprimido (geralmente 60 a 125 PSI) para acionar um pistão ou mecanismo de cremalheira e pinhão para girar a haste. | Operação mais rápida (geralmente 1 segundo ou menos), adequado para aplicações de alto ciclo e ON/OFF, e inerentemente à prova de explosão . Pode ser configurado como “à prova de falhas” (por exemplo, retorno por mola para abrir ou fechar em caso de perda de ar). |
| Elétrico | Usa um motor elétrico e um trem de engrenagens para gerar movimento rotativo. | Maior precisão para modulação/estrangulamento. Ideal para controle remoto, integração com sistemas DCS/PLC e aplicações onde o fornecimento de ar não está disponível. Operação mais lenta que pneumática. |
Você gostaria de um mergulho específico e profundo no materiais de construção (corpo, disco e sede) para esses tipos de válvula, ou talvez uma quebra de características de fluxo ?
