Válvula borboleta operada por engrenagem

O que é válvula borboleta operada por engrenagem?

Esta é uma válvula borboleta manual que utiliza engrenagens para aumentar a multiplicação do torque. As válvulas borboleta operadas por engrenagens têm o sistema de engrenagens conectado ao volante manual através de um eixo curto. Isto permite que o torque aplicado pelo operador da válvula vá diretamente para o sistema de engrenagens. O torque é então multiplicado através de um sistema de engrenagens que facilita a abertura de válvulas borboleta de alta exigência de torque. Isto torna fácil para o operador da válvula abrir e fechar o fluxo do fluido mesmo quando a válvula é usada em aplicações freqüentes e de alto torque. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens projetam este tipo de válvula para uso em aplicações ligadas e desligadas, assim como em aplicações de estrangulamento. As válvulas borboleta operadas por engrenagens estão na categoria de válvulas de um quarto de volta. São válvulas que precisam apenas de uma volta de 90^o graus do volante manual para abrir ou fechar. Além disso, tais válvulas precisam de um ligeiro ângulo para aplicações de estrangulamento. As válvulas borboleta operadas por engrenagem ajudam a economizar tempo ao abrir e fechar o fluxo de fluido, ao contrário de outras válvulas como as válvulas de gaveta que precisam de numerosas voltas para abrir e fechar. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens empregam projetos simples ao fazer essas válvulas, o que as torna menos dispendiosas.

Figura: Válvula borboleta operada por engrenagem.

Componentes de uma válvula borboleta operada por engrenagem

Corpo da válvula

Este é o componente da válvula borboleta operada por engrenagem que abriga as partes internas. Esta parte é feita de materiais metálicos fortes como ferro dúctil, ligas de níquel, aço inoxidável e aço carbono, entre outros materiais. Estes materiais são fortes e, portanto, ajudam a fazer um corpo de válvula forte. A alta resistência é necessária, pois faz com que a válvula suporte o peso de toda a válvula e seja segura contra danos causados por impactos de objetos em queda.

Roda de mão

Este é o componente utilizado pelo operador da válvula para aplicar o torque necessário para abrir ou fechar a válvula. O volante manual é conectado ao sistema de engrenagens através de um eixo curto.

Sistema de engrenagem/caixa de engrenagem

Este é um sistema mecânico composto de engrenagens que estão em malha. Ele é colocado em cima da válvula. Estas engrenagens destinam-se a ajudar a multiplicar o torque aplicado no volante manual pelo operador da válvula. Este sistema ajuda a tornar o torque necessário para abrir ou fechar a válvula muito menor e assim reduzir a carga de trabalho do operador da válvula.

Haste

Este é um componente de eixo utilizado para transmitir o torque aplicado pelo operador da válvula ao disco da válvula. A haste conecta o disco ao sistema de engrenagens. Como tal, ele recebe o torque deste sistema de engrenagens.

Disco

Esta é a parte da válvula borboleta operada por engrenagem que é usada para abrir e fechar a válvula. O disco recebe sua potência do sistema de engrenagens através da haste.

Sede

Este é o componente que serve para fornecer uma superfície para o disco da válvula descansar quando a válvula é fechada. Há duas sedes utilizadas e que trabalham juntas para garantir que não haja vazamento de fluido quando a válvula é fechada.

Vedação

Esta parte é colocada entre as faces de acoplamento do tubo e da válvula para evitar vazamento de fluido.

Figura: Componentes de uma válvula borboleta operada por engrenagem.

Como funciona uma válvula borboleta operada por uma engrenagem?

Uma válvula borboleta operada por engrenagem opera obtendo energia do operador da válvula. O operador aplica força sobre o volante manual para operar a válvula. O volante manual é conectado a um sistema de engrenagens através de um eixo curto. Para abrir a válvula, o operador gira o volante manual durante um quarto de volta no sentido anti-horário. Isto faz com que o torque (ou força de rotação) aplicado no volante manual seja transmitido para o disco da válvula através da haste. Como tal, o disco faz um quarto de volta em que ele se orienta paralelamente ao fluxo do fluido. Neste estado do disco, o fluido flui através da válvula desobstruído. Para fechar o fluxo do fluido, o operador da válvula gira o volante manual no sentido horário. Isto força o disco a fazer uma volta de 90_o graus e se tornar perpendicular ao fluxo do fluido. Neste estado, o disco bloqueia o fluxo de fluido que atravessa a válvula. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens fazem estas válvulas para uso mesmo em aplicações de estrangulamento. Entretanto, o uso destas válvulas em tais aplicações de estrangulamento é recomendado onde a queda de pressão é baixa. Quando a válvula precisa ser usada em aplicações de estrangulamento, o operador da válvula gira o volante ligeiramente para um ângulo de menos 90^o graus, dependendo da quantidade de fluxo de fluido necessária.

Figura: Funcionamento de uma válvula borboleta operada por engrenagem.

Tipos de válvulas borboleta operadas por engrenagens

Válvula borboleta com engrenagem de dupla flange

Esta é uma válvula borboleta operada por engrenagem projetada com um par de flanges nos orifícios de entrada e saída. A válvula é conectada a duas extremidades de tubo com o mesmo tamanho de flanges que a válvula. Dois conjuntos de parafusos são usados para manter a válvula e a tubulação juntas, garantindo zero vazamento. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens recomendam estas válvulas para uso em aplicações de alta pressão a fim de tornar o sistema de tubulação econômico. Estas válvulas são feitas de sedes macias ou metálicas, dependendo de onde serão utilizadas. As válvulas borboleta operadas por engrenagem com flange dupla são mais pesadas em comparação com outras válvulas borboleta. O alto peso é devido aos flanges e porcas e parafusos metálicos duplos utilizados.

Figura: Válvula borboleta operada por engrenagem de dupla flange.

Válvula borboleta com engrenagem

Esta válvula é conectada ao tubo colocando-o entre dois flanges de tubo. As flanges do tubo e a válvula são conectadas utilizando parafusos longos que se estendem de uma extremidade do tubo até a outra através do corpo da válvula. O fabricante da válvula borboleta operada por engrenagem faz estas válvulas com ou sem orifícios de flange no corpo. Juntas e O-rings são colocados em uma face plana da válvula nos lados de entrada e saída entre as flanges do tubo para melhorar uma vedação hermética livre de vazamento de fluido. Estas válvulas estão entre as mais econômicas e baratas válvulas borboleta. Entretanto, este tipo de válvula borboleta operada por engrenagem não pode ser usada para isolamento ou serviço de fim de linha. Como tal, toda a tubulação tem que ser fechada ao realizar manutenção nas seções a montante ou a jusante da válvula.

Válvula borboleta com engrenagem.

Válvula borboleta com engrenagem

Esta é uma válvula borboleta operada por engrenagem que também é montada entre duas flanges de tubulação. A válvula e a tubulação são mantidas unidas firmemente através do uso de parafusos. Os parafusos são inseridos através de olhais rosqueados que são feitos ao redor do corpo da válvula. Há dois conjuntos separados de parafusos usados para segurar a válvula em cada lado da válvula. Estes parafusos seguram o tubo e a válvula sem o uso de porcas. Isto ajuda a tornar a válvula adequada para isolamento ou uso em um serviço de fim de linha. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens projetam tais válvulas para facilitar a desmontagem de uma das extremidades da válvula sem interferir com a outra. Como tal, estas válvulas levam menos tempo de manutenção em comparação com outras válvulas. O desafio associado a estas válvulas é que elas carregam o peso da tubulação em seu corpo. Como tal, o corpo da válvula deve ser forte, caso contrário, falhará sob tais cargas de peso.

Figura: Válvula borboleta com engrenagem operada por engrenagem.

Válvula borboleta excêntrica operada por engrenagem

Esta é uma das válvulas borboleta mais comuns. Este tipo de válvula tem vários desenhos que são caracterizados por onde a haste passa em relação à linha de centro do disco. Há três tipos desta válvula que incluem:

1. Válvula excêntrica simples. Este é o tipo de válvula borboleta operada por engrenagem, na qual a haste é instalada atrás da linha de centro do disco. Os fabricantes de válvulas borboleta operadas por engrenagens projetam esta válvula com o objetivo de reduzir o contato entre o disco e a vedação antes que a válvula seja totalmente fechada. Este projeto ajuda a aumentar a vida útil da válvula.

1. Válvula excêntrica dupla. Este é o tipo de válvula operada por engrenagem na qual a haste é projetada para trás do disco com um deslocamento adicional. Este projeto permite que o disco se ajuste ao centro, o que promove uma vedação estanque contra vazamento de fluido.
2. Válvula tripla excêntrica. Esta válvula é adequada para uso em aplicações críticas. O fabricante da válvula borboleta operada por engrenagem projeta esta válvula similar ao tipo duplo, mas com um deslocamento extra. O terceiro desvio é o eixo de contato entre o assento e o disco. A sede utilizada é metálica e cônica, o que ajuda a reduzir o desgaste e aumentar a eficiência. A sede metálica ajuda a tornar esta válvula adequada para aplicações a altas temperaturas, bem como a melhorar o fechamento hermético.

Figura: Válvula borboleta excêntrica operada por engrenagem.

Aplicações de válvulas borboleta operadas por engrenagens

• As válvulas borboleta com engrenagem são usadas em aplicações de refinaria de petróleo e transporte.
• Eles são utilizados no abastecimento de água e no tratamento de águas residuais.
• Eles são utilizados nas indústrias de mineração para controlar o fluxo de lodo.
• As válvulas borboleta operadas por engrenagens são utilizadas na fabricação de diferentes tipos de produtos químicos.
• Eles são utilizados em aplicações de processamento de alimentos e bebidas.
• Eles são utilizados no controle de vapor em aplicações de caldeiras.
• As válvulas borboleta operadas por engrenagens são utilizadas nas indústrias de papel e celulose.
• Eles são utilizados em aplicações de combate a incêndios.

Vantagens das válvulas borboleta operadas por engrenagens

• As válvulas borboleta operadas por engrenagens precisam de menor quantidade de torque para abrir e fechar.
• Eles operam muito rápido, pois precisam de um quarto de volta do volante para abrir e fechar o fluxo do fluido.
• Estas válvulas são baratas em comparação com outras válvulas como as válvula globo.
• As válvulas borboleta operadas por engrenagens têm um design simples e compacto que as torna fortes.
• Estas válvulas ocupam um pequeno espaço durante a instalação.
• Eles estão livres de vazamento de fluidos.
• Eles são versáteis porque são aplicáveis em diferentes aplicações industriais.
• As válvulas borboleta operadas por engrenagens têm queda de baixa pressão, o que ajuda a aumentar a eficiência de bombeamento.
• Estas válvulas podem manusear grandes vazões de fluido, bem como meios com partículas em suspensão.
• Eles são fáceis de instalar, limpar e reparar.
• Elas podem ser usadas como válvulas de fechamento e de estrangulamento.
• Eles são pequenos em tamanho e leves em peso.

Desvantagens das válvulas borboleta operadas por engrenagens

• A capacidade de estrangulamento da válvula borboleta operada por engrenagem é limitada a uma diferença de baixa pressão.
• Estas válvulas sofrem asfixia e cavitação.
• Aplicações envolvendo alta pressão de fluido podem precisar de muito torque para abrir e fechar, causando assim muita fadiga.
• Estas válvulas têm baixa capacidade de vedação em comparação com outras válvulas como válvulas de esfera.

Válvulas borboleta operadas por engrenagens de detecção de problemas

Válvula é difícil de abrir/fechar

• Corrosão na válvula. Abra a válvula e limpe a corrosão.
• Materiais estranhos interferindo no movimento do disco e da haste. Abrir a válvula e remover quaisquer materiais estranhos.
• A engrenagem está seca. Lubrifique as engrenagens conforme recomendado pela válvula borboleta operada por engrenagem.

Vazamento interno de fluido

• Os o-rings estão danificados ou desgastados. Substituir os anéis em “O”.
• Os assentos estão danificados. Substitua os assentos.
• Disco de válvula danificado. Substituir o disco.

Vazamento de fluido externo

• Parafusos soltos. Aperte os parafusos com o torque requerido pelo fabricante da válvula borboleta operada por engrenagem.
• Gaxeta gasta. Substituir a gaxeta.

Sumário

As válvulas borboleta operadas por engrenagens são válvulas manuais com um sistema de engrenagem utilizado para multiplicar o torque aplicado pelo operador da válvula para facilitar a operação. Estas válvulas operam fazendo um quarto de volta sobre o disco. A capacidade do disco de fazer um quarto de volta é aumentada pelo torque transmitido do volante manual através da haste. Uma vez que o disco faz uma volta no sentido anti-horário, ele se torna paralelo ao fluxo do fluido que deixa a trajetória do fluxo aberta permitindo o fluxo do fluido através da válvula. A válvula fecha quando o volante manual é girado no sentido horário por 90^o graus, que depois gira para ficar perpendicular ao fluxo do fluido. Esta orientação bloqueia a trajetória do fluxo, portanto, nenhum fluido pode atravessar a válvula.

Os fabricantes de válvulas borboleta com engrenagem produzem vários tipos destas válvulas, que incluem válvulas borboleta com dupla flange, válvulas borboleta com engrenagem, válvulas borboleta com engrenagem, válvulas borboleta com engrenagem, válvulas borboleta excêntricas com engrenagem, entre outras. Estas válvulas são utilizadas em diversas aplicações como papel e celulose, processamento de alimentos, usinas de vapor, mineração, produtos químicos, refinarias de petróleo e abastecimento de água, entre outras. Estas válvulas têm várias vantagens entre elas operação rápida, design simples e compacto, mais barato e fácil de instalar, reparar e limpar.