Válvula de retenção de disco

O que é uma válvula de retenção de disco?

Uma válvula de retenção de disco é um tipo de válvula que utiliza um componente de disco para abrir e fechar o fluido, garantindo que nenhum fluido possa fluir no sentido inverso. Este tipo de válvula funciona com base na diferença de pressão na qual a pressão de entrada precisa ser alta o suficiente para fornecer a energia necessária para abrir a válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de disco empregam idéias diferentes para projetar e fabricar estas válvulas para uso em aplicações diferentes com o objetivo principal de impedir o fluxo inverso do fluido. O fluido em um sistema de tubulação tende a fluir para trás quando a bomba é desligada ou quando a pressão de sucção é reduzida. O fluxo de fluido para trás pode causar contaminação, por exemplo, de água doce destinada ao consumo humano. Além disso, o fluxo de fluido na direção inversa pode causar danos a outros dispositivos de bombeamento, como bombas ou caldeiras. Portanto, uma válvula de retenção de disco, embora utilize tecnologia simples, serve para evitar perdas em diferentes aplicações. Existem diferentes materiais usados para fabricar estas válvulas e as propriedades destes materiais ditam a pressão e a temperatura de operação. Normalmente, os fabricantes de válvulas de retenção de disco fornecem um manual do usuário com instruções sobre a instalação, reparo e condições de operação.

Figura: Válvula de retenção de disco.

Como funciona uma válvula de retenção de disco?

Uma válvula de retenção de disco funciona dependendo da quantidade de pressão de sucção. Quando a pressão de sucção é alta, resulta em energia suficiente para forçar o disco a abrir. Quando o disco abre, o fluido continua fluindo até o momento em que a pressão de entrada começa a diminuir ou quando a bomba desliga. Quando a pressão de sucção diminui, o fluido muda o sentido do fluxo em direção à porta de entrada da válvula. Se as válvulas não fecharem o fluido pode fluir de volta para o sistema de tubulação ou para o tanque de armazenamento ou caldeira, o que pode resultar em contaminação ou danos. Para fechar o fluxo do fluido, os fabricantes de válvulas de retenção de disco projetam estas válvulas de modo que elas tenham alta sensibilidade às mudanças de pressão. Isto faz com que o disco da válvula feche a válvula impedindo a inversão do fluxo de fluido.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção de disco.

Tipos de válvulas de retenção de disco

Válvula de retenção de disco com mola

Este é um tipo de válvula de retenção de disco que emprega uma mola para ajudar a reverter o disco para a posição de assento quando a válvula fecha. Este tipo de válvula é vantajoso na medida em que pode ser instalada tanto na orientação vertical quanto na horizontal, pois não depende da força gravitacional para fechar. A mola utilizada é projetada com uma força proporcional à pressão de fluido esperada. Se a mola for muito forte, ela precisaria de muita pressão para abrir. O funcionamento desta válvula de retenção de disco é tal que a pressão do fluido de sucção força a mola a comprimir ao abrir a válvula. O disco é então mantido aberto usando a pressão de fluxo do fluido até quando a pressão diminui. Neste ponto, a mola se estende para trás para reter seu comprimento. Isto puxa o disco da válvula de volta para sua posição de assento, o que ajuda a restringir qualquer fluido de fluir para trás, devido à baixa pressão de sucção. Dois tipos de válvulas de retenção com disco com mola são válvulas de retenção com mola em linha e válvulas de retenção com disco com mola em forma de Y. A diferença entre estas duas é que a em linha tem a mola colinear da válvula ao eixo do tubo enquanto que a em forma de Y tem a mola da válvula orientada em um ângulo de cerca de 45^o graus ao eixo do tubo. A válvula de retenção de disco com mola em forma de Y ocupa mais espaço em relação ao tipo em linha. A válvula de retenção de disco em forma de Y com mola também facilita a inspeção, limpeza e reparo, pois pode ser aberta sem desconectá-la da tubulação.

Figura: Válvula de retenção de disco com mola em linha e válvula de retenção de disco com mola em Y.

Válvula de retenção de disco de elevação

Esta é uma válvula de retenção de disco na qual o fluido flui através da válvula a partir do fundo do disco. Assim como outras válvulas de retenção de disco, esta válvula emprega alta pressão a montante para levantar o disco de seu assento, permitindo espaço para o fluxo do fluido. Quando a pressão a montante é reduzida ou a bomba é desligada, a válvula emprega força gravitacional ou mola para baixar o disco de volta para sua posição de assento, o que impede a inversão do fluxo de fluido. O fabricante da válvula de retenção de disco projeta estas válvulas com curta distância de deslocamento para atingir sua posição totalmente aberta. Os fabricantes de válvulas de retenção de disco usam principalmente um caminho guiado para garantir que o disco fique exatamente na superfície da sede para evitar qualquer vazamento. Entretanto, as guias tendem a ser propensas ao acúmulo de sujeira, o que reduz a eficiência da válvula ou causa danos ao assento da válvula. A sujeira também pode fazer com que o disco da válvula fique bem aberto, permitindo o fluxo inverso do fluido. As válvulas de retenção do disco de elevação são instaladas na orientação vertical, fazendo uso da força gravitacional ao fechar.

Figura: Válvula de retenção do disco de elevação.

Válvula de retenção de disco de wafer

Uma válvula de retenção de disco wafer é uma válvula de retenção projetada com um curto comprimento de retirada. Esta válvula utiliza dois discos meio, também conhecidos como placas. As placas giram sobre um poste central que é um pino de dobradiça. Os meios discos são mantidos em sua posição usando molas. As molas também são montadas sobre o pino da dobradiça. A pressão do fluido abre a válvula forçando as molas através das placas que provocam a abertura da placa permitindo o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção de disco visam fazer com que esta válvula se abra em relação à pressão do fluido. Como tal, o grau de abertura da placa é diretamente proporcional à pressão e ao volume do fluido que, quanto mais o fluido for, mais as placas se abrirão. Uma das vantagens de utilizar uma válvula de retenção de disco wafer é que ela é pequena em tamanho, o que ajuda a reduzir seu peso.

Figura: Válvula de retenção de disco de wafer.

Válvula de retenção de disco silenciosa

Este é um tipo especial de válvula de retenção de disco que é utilizada para evitar golpes de aríete e inverter o fluxo de fluido. O golpe de aríete é um fenômeno que acontece quando uma válvula de retenção de disco fecha abruptamente. O golpe de aríete pode causar enormes perdas, pois pode prejudicar a integridade estrutural das tubulações e outros acessórios de encanamento. Os fabricantes de válvulas de retenção de disco silenciosas utilizam um mecanismo que permite que o disco comece a fechar assim que sentir a redução da pressão de sucção. As válvulas de retenção silenciosas empregam uma mola em linha para ajudar o disco a retornar a uma posição de assento. Como estas válvulas usam uma mola para fechar, elas podem ser instaladas tanto na orientação vertical quanto na horizontal, uma vez que não dependem da gravidade para fechar.

Figura: Válvula de retenção de disco silenciosa.

Fatores a considerar na compra de uma válvula de retenção de disco

Condições de fluxo

Isto está relacionado ao fluxo de fluido e aos níveis de pressão. Para que o disco da válvula funcione bem, ele tem que transmitir a vazão dada pelo fabricante da válvula de retenção do disco. Se a vazão for muito alta, ela pode fazer com que a válvula vibre e faça muito barulho. Se a pressão operacional for inferior à pressão nominal da válvula, o fluido pode não ser capaz de abrir a válvula de retenção de disco. Além disso, o excesso de pressão do fluido é perigoso, pois pode causar vazamento de fluido através da conexão válvula-tubo ou conexões corpo-corpo da válvula.

Tipo de mídia

Os fabricantes de válvulas de retenção de disco produzem diferentes variedades destas válvulas para uso em diferentes fluidos. Há válvulas destinadas ao uso em baixa viscosidade e válvulas destinadas ao uso em fluidos de alta viscosidade. Outras válvulas de retenção de disco são destinadas ao uso em meios corrosivos, como ácidos, nos quais, se não forem utilizadas, podem danificar a válvula dentro de poucos dias após o uso. Como tal, o tipo de meio precisa ser conhecido antes de adquirir a válvula, para que o fabricante ou fornecedor da válvula de retenção de disco possa conhecer melhor a válvula específica para essa aplicação.

Temperatura de operação

A temperatura de operação de uma válvula de retenção de disco depende do material utilizado para construir essa válvula. Algumas válvulas têm o disco ou assento feito de materiais macios como borracha e plástico enquanto outras são feitas de materiais metálicos como aço. As válvulas de retenção de disco com sede macia não devem ser usadas a temperaturas acima de 60^o C, pois não podem suportar calor térmico acima desta temperatura. As válvulas de retenção de disco com sede metálica funcionam bem a temperaturas abaixo ou acima de 60^o C, pois não podem ser danificadas pelo calor térmico. Entretanto, se a temperatura for acima de 200^o C, é importante consultar um fabricante de válvulas de retenção de disco para aconselhar sobre a melhor válvula de retenção de disco com sede metálica. Isto porque a temperaturas acima de 200^o C alguns materiais metálicos reagem e podem resultar em danos.

Aplicações das válvulas de retenção de disco

• As válvulas de retenção de disco são utilizadas no abastecimento de água limpa, bem como no tratamento de águas residuais.
• Eles são utilizados em fábricas de processamento de alimentos.
• Estas válvulas são utilizadas na fabricação de produtos químicos.
• Eles são utilizados em aplicações de mineração.
• As válvulas de retenção de disco são utilizadas em aplicações de vapor como usinas a vapor para evitar o retorno de vapor ou água.
• Estas válvulas são utilizadas em aplicações farmacêuticas.

Vantagens das válvulas de retenção de disco

• Estas válvulas têm uma perda de pressão baixa.
• As válvulas de retenção de disco podem manter os níveis de pressão de projeto.
• Elas são duráveis, pois podem ser usadas por um longo tempo sem serem substituídas.
• Eles não precisam de lubrificação como as válvulas de gaveta.
• As válvulas de retenção de disco podem ser usadas em diferentes aplicações industriais.
• Estas válvulas não têm vazamento de fluido se usadas de acordo com as instruções do fabricante da válvula de retenção de disco.
• Eles operam automaticamente sem a necessidade de um operador ou atuador de válvula.
• Eles são fáceis de instalar e reparar.

Desvantagens das válvulas de retenção de disco

• Estas válvulas não são recomendadas para uso em aplicações onde o fluxo de fluido tem pulsações.
• Eles são propensos a causar martelos de água.
• Elas podem ficar abertas causando danos e ou contaminação na área de aplicação.

Resolução de problemas de válvula de retenção de disco

Nenhum fluxo de fluido através da válvula de retenção de disco

• Bloqueio dentro da válvula. Abra a válvula e remova quaisquer materiais que causem bloqueio. Limpe a sede da válvula, a guia do disco e a mola.
• A válvula foi instalada na direção oposta. Remova a válvula do sistema de tubulação e instale-a de acordo com as instruções dadas pelo fabricante da válvula de retenção de disco.
• A tubulação que conecta a válvula está bloqueada. Inspecione o tubo que fornece o fluido para a válvula para detectar qualquer bloqueio e remova qualquer material de bloqueio.

Vazamento de fluido através de conexão tubo-válvula

• Os elementos de conexão que são roscas ou parafusos estão soltos. Aperte as roscas ou parafusos ao nível de torque instruído pelo fabricante da válvula de retenção de disco.
• A gaxeta está danificada. Substitua a gaxeta.

Válvula produz excesso de vibrações ou ruídos

• Excesso de fluxo de fluido. Certifique-se de que a vazão esteja dentro da faixa recomendada pelo fabricante da válvula de retenção de disco.

Vazamento interno de fluido

• Anéis em O desgastado. Substitua-os.
• Materiais estranhos dentro da válvula. Remover os materiais e limpar o assento da válvula.

Sumário

A válvula de retenção de disco é um tipo de válvula que utiliza um componente de disco para impedir a inversão do fluxo de fluido. A válvula opera abrindo o disco quando há uma certa quantidade de pressão de sucção e fecha quando a pressão de sucção diminui ou a bomba é desligada. Os fabricantes de válvulas de retenção de disco projetam estas válvulas com alta sensibilidade às mudanças de pressão, o que as faz fechar imediatamente após haver redução de pressão. As válvulas de retenção de disco operam automaticamente, portanto não precisam de um volante manual ou atuador para operar. Algumas das válvulas de retenção de disco fecham utilizando força gravitacional enquanto outras utilizam o conceito de mecanismo de mola ou uma combinação de mola e gravidade. Existem diferentes tipos destas válvulas que incluem válvulas de retenção de disco silenciosas, válvulas de retenção com mola, válvulas de retenção de disco wafer e válvulas de retenção de disco de elevação, entre outras. Fatores a serem considerados antes da compra de uma válvula de retenção de disco são o tipo de meio, a temperatura e a vazão de operação e a pressão. As válvulas de retenção de disco são utilizadas em muitas aplicações, entre elas, indústrias químicas, farmacêuticas, processamento de alimentos, tratamento de águas residuais, aplicações em caldeiras e mineração, entre outras. As vantagens de usar uma válvula de retenção de disco incluem alta durabilidade, versatilidade, alta eficiência, capacidade de manter a pressão, nenhum fluxo reverso de fluido, livre de vazamentos, nenhuma lubrificação e operada automaticamente, entre outras.