Como engenheiro, você sabe que cada parte de um sistema precisa funcionar perfeitamente para que seja confiável e eficiente.
Válvulas de esfera podem ajudar com isso.
Esses dispositivos pequenos, mas poderosos, ajudam a controlar o fluxo de fluidos e garantem que seu sistema funcione de maneira suave e segura.
As válvulas de esfera são peças importantes em uma ampla gama de situações, desde o controle do fluxo de água no sistema de encanamento de um prédio até o controle do fluxo de gás natural em uma tubulação.
Neste post, vamos mergulhar fundo no mundo das válvulas de esfera e ver tudo o que você precisa saber para usá-las em seus projetos de engenharia.
Introdução às válvulas de esfera
Definição formal:
Uma válvula na qual o fluxo de fluido é regulado por uma esfera que se move em relação a um soquete asférico como resultado da pressão do fluido e do peso da esfera.
Uma válvula de esfera é um tipo comum de válvula de quarto de volta usada para controlar o fluxo de fluidos em muitos ambientes industriais.
É conhecida por ser forte, fácil de usar e flexível, o que a torna uma opção mais barata do que outras válvulas.
Estrutura das válvulas de esfera
A válvula de esfera possui cinco partes principais: a haste da válvula, a esfera, as sedes, o corpo e as extremidades.
A alavanca ou atuador é conectado à esfera pela haste da válvula.
Isso permite que a bola gire.
A bola tem um orifício reto e, quando a válvula está aberta, o fluxo segue na mesma direção do orifício.
As sedes estão em ambos os lados da esfera e, quando a válvula é fechada, elas fazem uma vedação.
A esfera e as sedes estão dentro do corpo da válvula, o que permite que o fluido flua através dela.
A válvula é então conectada à tubulação usando as conexões finais.
Função das válvulas de esfera
As válvulas de esfera usam uma esfera rotativa com um orifício reto para controlar o fluxo de fluidos.
Quando o orifício está apontando na mesma direção do fluxo, o tubo está aberto e o fluido pode passar por ele.
Por outro lado, quando a bola gira 90 graus, tudo para.
As válvulas de esfera podem ser ligadas e desligadas manualmente ou por meio de atuadores elétricos ou pneumáticos de um quarto de volta.
O herói desconhecido da engenharia: válvulas de esfera
Ainda difícil de entender? Deixe-me mudar um pouco o ponto de vista:
Quer tornar seus projetos de engenharia mais interessantes? Esqueça os gadgets e aparelhos sofisticados; tudo o que você precisa é de uma boa e velha bola e soquete.
Sim, a válvula de esfera simples pode não ser a ferramenta mais interessante em sua caixa de ferramentas, mas é uma parte importante de muitos projetos de engenharia.
Portanto, da próxima vez que estiver entediado no trabalho, lembre-se de que uma bola e um soquete são a melhor maneira de apimentar um projeto.
Ok, isso foi apenas uma piada feita para parecer um anúncio de TV.
Agora vamos voltar para a explicação.
Vantagens e Desvantagens das Válvulas Esfera
As válvulas de esfera são usadas em muitos ambientes industriais porque são eficazes, fáceis de usar, requerem pouca manutenção, são econômicas e fortes.
Mas também há algumas coisas que eles não podem fazer.
Vantagens das válvulas de esfera
- Alta eficiência: As válvulas de esfera são pequenas, o que as permite lidar com grande fluxo com baixa queda de pressão.
Isso significa que eles podem lidar com altas taxas de fluxo com pouca resistência ou turbulência.
- Fácil de usar: as válvulas de esfera podem ser ligadas e desligadas com um simples quarto de volta da alavanca ou do atuador.
Isso os torna uma maneira fácil de controlar o fluxo.
- Baixa Manutenção: As válvulas de esfera são fáceis de cuidar porque não precisam ser lubrificadas, o que reduz os custos de manutenção e o tempo de inatividade.
- Custo-benefício: De todas as válvulas no mercado, as válvulas de esfera são as mais econômicas.
- Robustez: As válvulas de esfera são conhecidas por serem resistentes e aguentam altas temperaturas e pressões.
Desvantagens das válvulas de esfera
- Fácil de ficar entupido.
As válvulas de esfera têm espaços ao redor da esfera e sedes que podem ficar entupidos quando pastas ou outros líquidos espessos são usados.
Isso pode fazer com que o torque de operação suba muito e impossibilite o uso da válvula.
- Não adequado para aplicações de lama: Válvulas de esfera não são boas para aplicações de lama porque lamas e outros líquidos espessos tendem a solidificar ou entupir dentro das cavidades da válvula.
Isso faz com que o torque de operação suba muito, impossibilitando o uso da válvula.
- Atolamentos em uma posição: as válvulas de esfera podem ficar presas em uma posição se forem usadas para a coisa errada, como pastas.
Tipos de válvulas de esfera
Existem diferentes tipos de válvulas de esfera, e qual você escolhe depende do trabalho e dos recursos que você deseja.
Válvulas de esfera de passagem completa versus válvulas de esfera de porta padrão
As válvulas de esfera de passagem completa têm corpos maiores do que as válvulas regulares, portanto, quando a válvula está aberta, não há restrições ao fluxo.
O fluxo que entra e sai da válvula é do mesmo tamanho que o fluxo que passa pelo corpo da válvula.
Por terem a menor resistência ao fluxo, as válvulas full port são melhores para sistemas onde sólidos e líquidos fluem através das válvulas.
Por outro lado, as válvulas de porta padrão têm corpos menores e um estreitamento dentro do corpo da válvula, o que pode dificultar o fluxo.
As válvulas de esfera de passagem completa podem evitar que a pressão caia quando estão totalmente abertas.
Isso os torna ótimos para situações em que é importante manter a taxa de fluxo constante.
Válvulas de esfera flutuantes vs. Válvulas de esfera montadas em trunnion
As válvulas de esfera também podem ser agrupadas com base em como a esfera é feita e como ela se encaixa dentro do corpo da válvula.
Existem dois tipos de válvulas de esfera: as que flutuam e as que são montadas em um munhão.
As válvulas de esfera flutuantes têm uma esfera que pode se mover e flutuar em um assento.
A esfera é conectada apenas à haste da válvula.
Isso permite que a esfera se alinhe com o assento, o que cria uma boa vedação.
Na maioria das vezes, as válvulas de esfera flutuantes são mais baratas do que as válvulas de esfera montadas em trunnion e podem ser usadas para uma ampla gama de tarefas, como tratamento de água e fabricação de produtos químicos.
As válvulas de esfera montadas no munhão têm uma esfera fixa que é fixada e centralizada dentro do corpo da válvula por um eixo superior (a haste da válvula) e um eixo inferior (o munhão).
Devido ao seu design, as válvulas de esfera montadas no munhão são melhores para aplicações de alta pressão e tamanhos maiores do que as válvulas de esfera flutuantes.
Isso ocorre porque as válvulas de esfera montadas em munhão exigem menos torque do que as válvulas de esfera flutuantes comparáveis.
Por serem fortes, as válvulas de esfera montadas em munhão são frequentemente usadas em aplicações pesadas, como oleodutos e gasodutos, usinas de energia e fábricas de processamento químico.
Instalação e substituição de válvulas de esfera
Uma válvula de esfera é fácil de instalar e substituir.
Instalação de uma válvula de esfera
- Desligue o abastecimento de água principal.
Antes de iniciar o processo de instalação, é importante desligar o abastecimento de água principal para todos os tubos que estão sendo trabalhados.
- Drene a pressão da água: abra a torneira conectada para drenar a pressão da água nesses canos.
- Remova a válvula de esfera antiga: solte a válvula de esfera antiga com uma chave e puxe-a para fora do tubo.
- Conecte a nova válvula de esfera: Use uma chave ou alicate para conectar uma nova válvula de esfera ao tubo.
Verifique se está bem preso e se não há vazamentos.
- Abra o abastecimento de água: Por fim, abra o abastecimento de água e todas as torneiras que foram fechadas durante o processo de instalação.
Verifique os tubos quanto a vazamentos.
Substituição de uma válvula de esfera
Se precisar trocar uma válvula de esfera, você pode usar as mesmas etapas acima.
Você também pode ver alguns vídeos úteis online que fornecem instruções mais detalhadas.
Manutenção e solução de problemas de válvulas de esfera
Uma válvula de esfera precisa ser mantida e consertada para funcionar bem e manter as pessoas seguras.
Esta parte aborda algumas das etapas mais importantes para manutenção e fixação de válvulas de esfera.
Manutenção
Para manter uma válvula de esfera em bom estado, você precisa mantê-la limpa e lubrificada para que gire facilmente.
As partes internas da válvula que se movem podem durar mais se forem limpas e lubrificadas regularmente.
Aqui estão algumas maneiras de manter uma válvula de esfera em boa forma:
- Desligue o abastecimento de água para a válvula para que não vaze enquanto você trabalha nela.
- Lave a válvula com água e sabão e substitua os O-rings que estiverem gastos.
- Cubra os anéis de vedação e as superfícies de desgaste da válvula com uma fina camada de silicone ou lubrificante de Teflon.
- Limpe o interior da válvula para remover qualquer sujeira ou poeira acumulada.
Verifique se há coisas como corrosão ou superaquecimento que podem fazer com que a válvula não funcione corretamente.
A frequência com que você precisa fazer manutenção em uma válvula de esfera depende de onde ela é usada.
Pelo menos uma vez por ano, e mais frequentemente se houver muita sujeira ou poeira na planta, as válvulas de esfera devem ser limpas.
Quando as válvulas são lubrificadas corretamente, elas se desgastam menos nas peças internas desse movimento, o que faz com que durem mais.
Solução de problemas
Uma válvula de esfera com vazamento pode causar muitos danos, por isso é importante consertá-la o mais rápido possível.
Aqui estão algumas maneiras de consertar uma válvula de esfera que está vazando:
- Pare o fluxo de água para a válvula de esfera.
- Retire a válvula de esfera do tubo e verifique se há danos ou desgaste na esfera, anéis de vedação e vedações.
Substitua quaisquer peças que estejam quebradas ou gastas.
- Limpe a esfera e o corpo da válvula para remover qualquer sujeira ou acúmulo que possa estar causando o vazamento.
- Lubrifique os O-rings e as vedações com uma fina camada de graxa de silicone.
- Volte a montar a válvula esférica e aperte as ligações dos tubos.
- Ligue a água novamente e procure por vazamentos.
Ao trabalhar com válvulas de esfera de PVC, é importante usar as ferramentas e materiais certos para não danificar a válvula ou o tubo.
Se você não tem certeza de que pode consertar uma válvula de esfera com vazamento, é melhor pedir ajuda a um encanador.
Lubrificação
A lubrificação é essencial para que uma válvula de esfera funcione da melhor maneira possível.
Ao lubrificar uma válvula de esfera, você pode evitar o desgaste das peças que se movem dentro da válvula.
Aqui estão algumas coisas importantes a saber sobre como engraxar uma válvula de esfera:
- Use um lubrificante marítimo de silicone ou Teflon de boa qualidade para engraxar a haste da válvula, a esfera, os anéis de vedação e as superfícies de desgaste.
- Evite usar argila ou lubrificantes à base de sólidos que podem se acumular dentro da cavidade da válvula.
A frequência com que uma válvula de esfera precisa ser lubrificada depende de como ela é usada e onde está.
É melhor seguir as instruções do fabricante ou conversar com um especialista na área.
Em geral, as válvulas de esfera devem ser lubrificadas de vez em quando, como uma ou duas vezes por ano, para melhor desempenho.
Dicas adicionais de solução de problemas
- Para consertar uma válvula de esfera que vaza pela haste, retire o pneu e deixe o ar sair dele.
Certifique-se de que a válvula está quebrada.
Limpe a haste da válvula com a extremidade cônica de uma ferramenta de núcleo de válvula, tomando cuidado para manter a área ao redor limpa.
Coloque selante em todos os buracos e bombeie o pneu novamente.
- Se o cabo da válvula esférica de PVC vazar, pode ser porque o O-ring está gasto ou o cabo está rachado.
É fácil substituir a alça em uma válvula de esfera de PVC.
Basta substituir a haste, a bola, a alça ou as extremidades, uma de cada vez.
Se a válvula de esfera estiver velha e rachada, pode haver um vazamento ao redor da alça.
Operação de válvulas de esfera
Aqui estão as coisas que você precisa saber sobre como usar válvulas de esfera.
Determinando a Posição da Válvula
Você pode olhar para a alça para saber se uma válvula de esfera está aberta ou fechada.
Uma válvula de esfera está aberta quando o manípulo está paralelo à válvula ou tubo.
Quando está reto, está fechado.
A alça da alavanca gira a esfera dentro da válvula e também mostra ao usuário se a válvula está aberta ou fechada.
Comparando válvulas de esfera com outros tipos de válvulas
Por causa de como são feitas, as válvulas de esfera podem ser uma das válvulas mais fáceis de saber se estão abertas ou fechadas.
Possuem uma pega com uma alavanca na parte superior que indica se estão abertas ou fechadas.
As válvulas de parada e gaveta, por outro lado, têm uma alça que se parece com uma roda e precisa ser girada para abrir ou fechar.
Você não pode dizer olhando para eles se eles estão abertos ou fechados.
Conhecendo os tipos de válvulas e seu funcionamento
É importante saber que tipo de válvula você tem porque abrir e fechar diferentes tipos de válvulas requer etapas diferentes.
Por exemplo, as válvulas de esfera e borboleta têm uma alavanca na parte superior que mostra se estão abertas ou fechadas.
As válvulas gaveta e de parada, por outro lado, têm uma alça que se parece com uma roda que precisa ser girada.
Saber o tipo de válvula que você está usando pode economizar tempo e evitar que a válvula se quebre durante o uso.
Resumindo, é fácil descobrir como funcionam as válvulas de esfera.
Ao saber como saber se uma válvula de esfera está aberta ou fechada, você pode controlar facilmente o fluxo de fluido em sua tubulação.
Além disso, saber o tipo de válvula que você está usando pode economizar tempo e evitar que a válvula seja danificada durante o uso.
Animação da válvula de esfera
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Casos de uso
| Usado em: | Descrição: |
|---|---|
| Sistemas de abastecimento de água: | No encanamento, as válvulas de esfera são frequentemente usadas para controlar o fluxo de água. Eles são usados para controlar o abastecimento de água para diferentes partes de um edifício, como diferentes salas ou andares. A maioria dos sistemas de encanamento usa válvulas de esfera em vez de outros tipos de válvulas porque são fáceis de usar, têm baixa perda de atrito e são menos propensas a vazamentos. |
| O negócio de petróleo e gás: | Nas indústrias de óleo e gás, as válvulas de esfera são muito usadas para controlar o fluxo de óleo, gás e outros fluidos. Tubos, tanques de armazenamento e plantas de processamento os utilizam. Nas indústrias de petróleo e gás, as válvulas de esfera são usadas porque podem lidar com altas pressões, altas temperaturas e fluidos agressivos ao metal. |
| Sistemas HVAC: | Muitos sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) também usam válvulas de esfera. Eles são usados para controlar o fluxo de água fria ou quente para diferentes partes de um edifício. A maioria dos sistemas HVAC usa válvulas de esfera porque são confiáveis, fáceis de usar e não precisam de muita manutenção. As indústrias química e farmacêutica Por poderem lidar com fluidos corrosivos, abrasivos e perigosos, as válvulas de esfera são freqüentemente usadas nas indústrias química e farmacêutica. Em plantas de processamento, reatores e tanques de armazenamento, eles são usados para controlar o fluxo de produtos químicos e outros fluidos. |
| Sistemas de extinção de incêndios: | Nos sistemas de supressão de incêndio, as válvulas de esfera são usadas para controlar o fluxo de água ou outras coisas que apagam incêndios. Em sistemas de supressão de incêndio, elas são melhores do que outros tipos de válvulas porque podem funcionar de forma rápida e confiável em caso de emergência. |
| Sistemas de Irrigação: | Nos sistemas de irrigação, as válvulas de esfera são usadas para controlar quanta água vai para diferentes partes de um campo ou jardim. Elas são melhores do que outros tipos de válvulas em sistemas de irrigação porque duram muito, funcionam bem e não precisam de muita manutenção. |
| Aplicações para Mar e Offshore: | As válvulas de esfera são frequentemente usadas para controlar o fluxo de fluidos como água do mar, combustível e fluidos hidráulicos em ambientes marinhos e offshore. Eles são usados em aplicações marítimas e offshore porque podem suportar altas temperaturas e pressões e não enferrujam. |
Conclusão
Em conclusão, as válvulas de esfera são ferramentas incríveis usadas em uma ampla gama de projetos de engenharia.
Ao controlar o fluxo de fluido, eles garantem que sistemas de todos os tamanhos funcionem bem e com segurança.
Mas as válvulas de esfera são mais do que apenas ferramentas úteis.
Eles também são um lembrete poderoso de como a precisão e a atenção aos detalhes são importantes na engenharia.
Lembre-se da humilde válvula de esfera e de como ela é importante quando você trabalhar em seu próximo projeto.
Cada pequena coisa é importante, e só podemos fazer sistemas que funcionem perfeitamente dia após dia se prestarmos atenção aos mínimos detalhes.
Portanto, deixe a válvula de esfera lembrá-lo de tentar ser perfeito em tudo o que faz e de nunca esquecer a importância da engenharia de precisão para tornar o mundo um lugar melhor.
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