Válvula redutora de pressão de ajuste

O que é válvula redutora de pressão de ajuste?

Esta é uma válvula redutora de pressão que pode ser ajustada para variar a pressão do fluido conforme necessário. Esta é uma válvula de controle de pressão. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste produzem esta válvula para uso em diferentes aplicações onde ela garante uma pressão reduzida constante em um sistema de tubulação. Ela ajuda a corrigir a pressão de fluxo do fluido, o que então ajuda a proteger os dispositivos de bombeamento contra danos causados pela pressão. O excesso de pressão também pode causar vazamentos através de válvulas e outras torneiras. A válvula redutora de pressão de ajuste emprega um spool com mola para regular a pressão a jusante. Se o ajuste da válvula estiver acima da pressão a jusante, o fluido flui livremente da entrada para a saída. A pressão é reduzida pelo uso de um parafuso de ajuste através de uma alavanca montada no topo da válvula. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste produzem diferentes tipos destas válvulas para uso em diversas aplicações. As válvulas são produzidas utilizando diversos materiais e destinadas a usos específicos. Estas válvulas são usadas em aplicações como água, vapor, ar e gases, entre outras.

Figura: Válvula redutora de pressão de ajuste.

Componentes de uma válvula redutora de pressão de ajuste

Corpo da válvula

Esta é a parte principal de uma válvula redutora de pressão de ajuste usada para cobrir peças internas. O corpo é normalmente forte e é feito de materiais metálicos como latão, aço inoxidável e aço carbono, entre outros materiais fortes. O corpo também contém as portas da válvula onde o fluido entra e sai da válvula.

Alça de ajuste

Este é o componente colocado no topo da válvula e é onde o operador da válvula aplica força para girar um parafuso para aumentar ou reduzir a pressão do fluido que sai da válvula.

Mola de ajuste

Esta mola conecta o diafragma ao cabo e ao parafuso de ajuste. A mola ajuda a pressionar o diafragma para variar a pressão conforme necessário.

Parafuso de ajuste

Este é um parafuso que conecta o cabo à mola de ajuste. O parafuso ajuda a transmitir o torque aplicado pelo operador da válvula na manopla para o diafragma da válvula através da mola.

Lugares

Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste projetam estas válvulas com várias sedes. As sedes ajudam a fornecer vedações estanques que evitam vazamentos de fluido, por exemplo, entre o disco da válvula e o corpo da válvula.

Gaxetas

As juntas são componentes utilizados para evitar vazamentos de fluidos. As gaxetas podem ser de material metálico ou macio, dependendo das temperaturas de operação. As gaxetas são colocadas entre as superfícies de acoplamento da válvula e do tubo.

Válvula piloto

Esta é uma pequena válvula dentro da válvula redutora de pressão que determina o fluxo de fluido para dentro e para fora da câmara de controle. Ela ajuda a regular o fluxo do fluido e a manter a pressão constante do fluido.

Figura: Componentes de uma válvula redutora de pressão de ajuste.

Como funciona uma válvula redutora de pressão de ajuste?

As válvulas redutoras de pressão de ajuste operam convertendo alta pressão em baixa pressão. O fluido entra na válvula a alta pressão e sai pela porta de saída a baixa e constante pressão. Como tal, os fabricantes de válvulas redutoras de ajuste de pressão visam produzir uma válvula que possa baixar a pressão de entrada do fluido a um nível manejável e consistente através de um diafragma de mola e arranjo de pistão.

Para iniciar uma válvula redutora de pressão de ajuste, o operador da válvula define a pressão de saída necessária. Isto é feito usando uma roda ou um mostrador na parte superior da válvula. Como tal, a mola de compressão ajusta sua tensão mantendo o diafragma no lugar. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste projetam a válvula de modo que o fluido possa fluir através da válvula quando a pressão a montante estiver abaixo ou permanecer em ajustes para a pressão do fluido a jusante. Nesses casos, a pressão não será suficiente para forçar a mola de volta, que pode efetivamente fechar a válvula. A demanda na extremidade da saída causa uma queda de pressão que mantém a válvula aberta. Quando a pressão de entrada excede a pressão de saída, ela supera a tensão da mola estabelecida pelo operador. Como tal, a pressão a jusante força o diafragma a se mover para cima, fechando efetivamente o fluxo do fluido.

Figura: Funcionamento de uma válvula redutora de pressão de ajuste.

Tipos de válvulas redutoras de pressão de ajuste

Válvula redutora de pressão de ajuste de ação direta

Este é o tipo mais básico de uma válvula redutora de pressão de ajuste. Esta válvula é categorizada com base no tipo de diafragma e tipo de pistão. Dos dois, o tipo de diafragma é mais utilizado porque tem vedações apertadas e longa vida útil. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste projetam esta válvula para uso em cargas pequenas e onde o controle preciso da pressão do fluido não é tão importante. Esta válvula é a mais simples de todas as válvulas redutoras de ajuste de pressão e destina-se à instalação no ponto de uso. É a mais barata entre todas as válvulas redutoras de ajuste de pressão. Entretanto, esta válvula tem maior variação de pressão do ponto de ajuste em comparação com outras válvulas. A precisão das válvulas redutoras de ajuste de pressão de ação direta é de cerca de +/- 10%. 

O fluido que entra na válvula flui através do filtro da válvula, onde qualquer sujeira ou outros materiais estranhos são filtrados. O fluido então entra na válvula onde ele empurra em um disco de assento para forçá-lo a abrir. Esta válvula funciona através do sistema de equilíbrio de força que é a força do diafragma que opera uma mola de ajuste. A pressão do fluido a jusante empurra em uma grande área do diafragma onde ele tenta fechar a válvula. O ponto em que a válvula se fecha é o ponto de ajuste. Este ponto de ajuste é criado pelo ajuste da tensão da mola. Mais tensão ajuda a abrir a válvula e elevar o ponto de ajuste. A baixa tensão reduz a força que tenta abrir o fluxo de fluido e, assim, fecha um ponto de ajuste mais baixo. Um aumento na demanda reduz a pressão a jusante e, portanto, a pressão que tenta fechar o fluxo do fluido. Isto força a válvula redutora de pressão de ajuste a abrir e, então, restabelecer a pressão de fluido necessária.

Figura: Válvula redutora de ajuste de pressão de ação direta.

Válvula redutora de pressão de ajuste operada por piloto

Esta é uma válvula redutora de pressão de ajuste que é utilizada para grandes cargas. Devido às grandes cargas associadas a esta válvula, ela precisa de um controle próximo da pressão. Esta válvula tem uma resposta rápida às mudanças de carga e pode operar em uma ampla gama de vazões de fluido em relação à válvula de ação direta. O tamanho desta válvula também é grande e isto aumenta seu custo. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste projetam esta válvula com outra pequena válvula conhecida como uma válvula piloto. Esta válvula carrega um diafragma ou pistão para aumentar a força descendente utilizada para abrir a válvula principal. É através desta válvula piloto que esta válvula recebe seu nome “pilot-operated”, que ajuda a aumentar o fluxo de fluido de grande porte com baixa variação de pressão. O fechamento e abertura desta válvula piloto são controlados pelo balanceamento entre a pressão secundária e a força da mola de ajuste. A válvula piloto auxilia no fornecimento de pressão ao diafragma principal ou pistão da válvula. A válvula piloto cria uma força descendente que é amplificada pelo uso de um diafragma ou pistão. Isto então ajuda a abrir a válvula principal, o que aumenta a capacidade de alto fluxo de fluido.

Através da amplificação de força, a aplicação de uma pequena mudança na válvula piloto produz uma grande mudança na pressão a jusante e no fluxo de fluido através da válvula principal. Portanto, é através da válvula piloto que esta válvula pode ter uma resposta rápida em uma ampla faixa de vazões de fluido. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste produzem dois tipos desta válvula que é do tipo pilotada internamente, operada por pistão, e uma válvula pilotada externamente. A diferença entre estes dois tipos é que a válvula pilotada externamente utiliza um diafragma duplo enquanto a válvula pilotada internamente utiliza um pistão para sua operação.

Figura: Válvula redutora de pressão de ajuste operada por piloto.

Aplicações da válvula redutora de pressão de ajuste

• As válvulas redutoras de pressão de ajuste são utilizadas no abastecimento de água comercial e doméstica.
• Eles são utilizados nas operações de mineração.
• Estas válvulas são utilizadas em usinas a vapor para controlar o fluxo de vapor e água.
• As válvulas redutoras de pressão de ajuste são usadas em hospitais para controlar o fluxo de oxigênio.
• Eles são utilizados nas indústrias de petróleo e gás.
• Eles são usados para controlar a pressão do cilindro em prensas hidráulicas.
• As válvulas redutoras de pressão de ajuste são usadas para controlar a pressão em aquecedores unitários, umidificadores e esterilizadores.
• Eles são utilizados na indústria alimentícia para cozinhar, o que torna a operação mais rápida em comparação com uma feita à pressão atmosférica.

Vantagens do ajuste de válvulas redutoras de pressão

• As válvulas redutoras de pressão de ajuste são versáteis, pois podem ser usadas em diferentes aplicações.
• Eles são rápidos de operar.
• As válvulas redutoras de pressão de ajuste são de projeto simples e compacto.
• Eles não precisam de controladores de feedback ou elementos de medição separados.
• Estas válvulas são fáceis de operar e manter.
• Eles são altamente confiáveis.
• Eles estão livres de bloqueio devido ao uso de um coador de válvulas.
• O ajuste das válvulas redutoras de pressão aumenta a pressão estável e confiável.
• Estas válvulas ajudam a reduzir os altos níveis de ruído freqüentes em sistemas de tubulação com altas velocidades de fluxo de fluido.
• Estas válvulas ajudam a reduzir a possibilidade de vazamento de fluido devido à alta pressão, o que então economiza o usuário em termos de perda de material.
• O ajuste das válvulas redutoras de pressão ajuda a parar o golpe de aríete e os efeitos relacionados devido ao acúmulo de pressão nas válvulas de fechamento e torneiras.
• Estas válvulas ajudam a reduzir o consumo de energia em aplicações que utilizam aquecedores como máquinas de lavar louça, chuveiros e máquinas de lavar roupa, entre outras.
• Ela evita danos a outros dispositivos de bombeamento devido à alta pressão do fluido.

Desvantagens de ajustar as válvulas redutoras de pressão

• Estas válvulas são de grandes dimensões e, portanto, consomem muito espaço de instalação.
• Elas são mais caras em relação a outras válvulas de controle.

Solução de problemas no ajuste de válvulas redutoras de pressão

Válvula não fecha

• Vazamento da válvula de desvio ou está aberta. Verifique esta válvula e repare-a conforme necessário.
• Linha de detecção de piloto bloqueada ou não está instalada. Abra a válvula e remova o bloqueio ou instale-a conforme necessário.
• Ruptura do piloto. Substituir os componentes do diafragma piloto.

Baixa pressão de entrega

• A válvula piloto foi ajustada para a pressão errada. Ajustar a válvula piloto à pressão recomendada pelo fabricante da válvula redutora de pressão de ajuste.
• Válvula de tamanho inferior ao normal. Verifique a classificação da válvula em relação à carga real para assegurar que elas correspondam às instruções do fabricante da válvula redutora de pressão de ajuste.
• Baixa pressão de alimentação de fluido. Verifique a pressão de alimentação e retifique-a.
• Ruptura do diafragma principal da válvula. Substituir o diafragma.

A válvula não abre

• O orifício está tapado. Abra a válvula e remova os materiais de bloqueio.
• Diafragma da válvula principal com defeito. Substituir o diafragma.
• Coador bloqueado. Abra o coador e remova os materiais de bloqueio.
• Sujeira no assento da válvula piloto. Limpar a sujeira.

Cargas leves causam excesso de pressão controlada

• Sujeira entre o assento e a cabeça da válvula principal. Limpar a sujeira.
• Válvula de tamanho severamente excessivo. Ajuste o parafuso para aumentar a pressão de fluido necessária para cargas leves.

Excesso de pressão controlada sob cargas normais

• Sujeira entre a cabeça e o assento da válvula piloto. Limpar a sujeira.
• Bloqueio nos orifícios da linha de detecção de pressão. Remover o entupimento.
• Materiais estranhos entre a sede e o cabeçote principal da válvula. Abra a válvula e limpe os materiais estranhos.

Sumário

As válvulas redutoras de pressão de ajuste são usadas para reduzir a pressão do fluido de entrada a um nível de pressão constante a jusante pré-determinado e seguro. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de ajuste projetam esta válvula com um mecanismo de ajuste para ajudar a ajustar a pressão necessária à jusante. Os componentes de trabalho desta válvula incluem um diafragma flexível usado para controlar a válvula junto com uma mola de compressão. A mola é carregada pelo uso de um parafuso de ajuste. O lado de pressão do diafragma é conectado à extremidade de saída da válvula redutora de pressão de ajuste para garantir que a pressão controlada seja exercida sobre o diafragma. A válvula fecha quando o parafuso de ajuste é retraído para garantir que nenhuma carga seja aplicada à mola da válvula. A válvula abre quando o parafuso de ajuste é girado onde aplica força sobre a mola do diafragma, que então força a válvula a abrir.

Os fabricantes de válvulas redutoras de ajuste de pressão produzem dois tipos principais desta válvula que é operada por piloto e válvulas redutoras de ajuste de pressão de ação direta. Estas válvulas são utilizadas em aplicações como abastecimento de água comercial e doméstica, centrais elétricas a vapor, petróleo e gás, sistemas de ar comprimido, hospitais e operações de mineração, entre outras. As vantagens de adquirir uma válvula redutora de ajuste de pressão são rapidez de operação, versatilidade, confiabilidade, facilidade de reparo, sem entupimento e sem danos aos tubos e válvulas a jusante.