Válvula de Diafragma Pneumática

Os fabricantes de válvulas de diafragma pneumático fazem a válvula de forma que ela seja capaz de lidar com fluidos gasosos, líquidos e meios semi-sólidos, tais como colóides, lodo e poço de água salobra e polpas abrasivas. As válvulas de diafragma pneumático são adequadas para controlar líquidos com algumas partículas sólidas. Em relação a outras válvulas, estas válvulas empregam um projeto de construção simples. Nas válvulas de diafragma pneumático, é raro encontrar um acúmulo de biofilmes e sedimentos devido ao mínimo contato com os componentes internos da válvula. Como tal, estas válvulas são usadas em muitas aplicações, tais como produtos farmacêuticos, processamento de alimentos, tubulações de esgoto, tratamento de água, produção de papel e celulose, fabricação de eletrônicos, entre outras. 

válvula de diafragma pneumático

O que é uma válvula de diafragma pneumático? 

Uma válvula de diafragma pneumático é um tipo de válvula de diafragma que utiliza um atuador pneumático. Este tipo de válvula utiliza um diafragma flexível para controlar, obstruir ou isolar o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas de diafragma pneumático projetam a válvula de modo que o diafragma seja utilizado como o elemento que controla o fluxo que flexiona para baixo ou para cima para diminuir ou aumentar a taxa de fluxo do fluido, respectivamente. A ação de vedação de uma válvula de diafragma pneumático é gerada quando um diafragma é pressionado sobre uma represa sólida no corpo da válvula. As válvulas de diafragma pneumático são categorizadas como válvulas lineares que requerem movimento linear dos elementos que controlam o fluxo. O nome válvula de diafragma pneumática significa que o tipo de atuador utilizado neste tipo de válvula é um atuador pneumático. A maioria das válvulas de diafragma fabricadas utiliza válvulas pneumáticas, especialmente onde a velocidade da válvula é necessária. Um atuador pneumático utiliza pressão de ar que é aplicada através de uma válvula piloto em um atuador que eleva o diafragma para abrir a válvula. 

Componentes de uma válvula pneumática de diafragma

As figuras abaixo ajudam a ilustrar os componentes de uma válvula de diafragma pneumático. 

Figura: Componentes de uma válvula de diafragma pneumático.

Boina 

Esta é a parte de uma válvula de diafragma pneumático que serve como tampa superior. Normalmente é aparafusada no corpo da válvula. Esta parte ajuda a proteger outras partes da válvula como a haste, compressor, diafragma e outros componentes da válvula de diafragma pneumático. 

Corpo da válvula 

Esta é a parte de uma válvula pneumática usada para conectar diretamente a tubulação por onde o fluido passa. A área do fluxo depende do tipo da válvula de diafragma pneumático. Os fabricantes de válvulas pneumáticas de diafragma fazem o castelo e o corpo da válvula a partir de materiais resistentes à corrosão e rígidos. 

Válvula de diafragma 

Esta é a parte de uma válvula de diafragma pneumático que se move para tocar a parte inferior do corpo da válvula para obstruir ou limitar o fluxo de fluido. O diafragma é feito de um disco altamente polimérico. A parte do diafragma se eleva quando a vazão precisa ser aumentada ou quando a válvula precisa ser totalmente aberta. O fluido então flui sob o diafragma. O diafragma reduz a temperatura e pressão de operação da válvula por causa de sua estrutura e material. Como tal, o diafragma precisa ser substituído após um certo período, já que suas propriedades mecânicas enfraquecem durante o uso. Este componente isola as partes não molhadas que são atuador, haste e compressor do fluido que flui. Como tal, fluidos viscosos e sólidos não são passíveis de interferir no mecanismo de trabalho de uma válvula de diafragma pneumático. Esta tecnologia também ajuda a proteger as peças não molhadas contra a corrosão. Além disso, o fluido fornecido não será contaminado com a lubrificação utilizada na operação da válvula de diafragma pneumático. 

Válvula de diafragma pneumático 

Este é o disco que fica entre o diafragma e a haste da válvula. Este compressor é utilizado para suportar a válvula pneumática do diafragma e distribuir a energia da haste durante o movimento linear. Os fabricantes de válvulas pneumáticas de diafragma projetam o compressor de forma a otimizar o controle do fluxo e o estrangulamento. 

Compressor de haste 

Este componente é um eixo vertical que é conectado ao compressor para exercer movimento linear para ajudar na movimentação do diafragma e do compressor, operando assim a válvula pneumática de diafragma. A haste é utilizada para transmitir a potência exercida pelo atuador pneumático em uma válvula pneumática de diafragma. Os fabricantes de válvulas de diafragma pneumático fazem com que a válvula tenha uma haste rosqueada ou haste de pistão. Como o nome sugere, a válvula do tipo pistão é movida pelo conjunto do pistão no castelo com a haste como a haste do pistão. Este projeto emprega a força exercida pela pressão do fluido. Para a haste rosqueada, a válvula emprega uma porca de haste correspondente. A haste rosqueada precisa de torque para mover a haste linearmente e também para lubrificação, a fim de melhorar o funcionamento suave. 

Atuador 

O atuador é usado para mover o compressor, o diafragma e a haste juntos. O atuador é usado para fornecer força linear ou torque necessário para a válvula pneumática de diafragma para controlar rapidamente a vazão do fluido. O projeto do atuador depende da construção da haste da válvula. Para uma válvula pneumática de diafragma, o tipo de atuador utilizado é um atuador pneumático. Um atuador pneumático usa pressão de ar para alimentar o pistão no castelo da válvula. A haste do pistão deste atuador é conectada ao compressor da válvula. A pressão de ar é fornecida na câmara do pistão em ambos os lados. Quando o ar é movido para a câmara superior do pistão, ele força a haste do pistão a se mover para baixo e reduzir a vazão do fluido ou fechar a válvula. Se a pressão de ar for fornecida para a câmara inferior, ela força a haste do pistão para cima, aumentando a vazão do fluido. No pistão e na haste do pistão, há anéis em O para evitar vazamento de ar através das câmaras. Os atuadores pneumáticos oferecem controle rápido nas válvulas de diafragma pneumático de acelerador e melhoram as aplicações on e off. 

Como funciona uma válvula pneumática de diafragma?

A válvula pneumática de diafragma emprega um método de aperto para controlar o fluxo de fluido. O diafragma é conectado ao compressor. O compressor também é conectado com a haste. Para aumentar a vazão, a haste se move para cima. Enquanto a haste se move para cima, ela também move o compressor para cima. O movimento do compressor é transferido para o diafragma e, assim, o diafragma se move para cima. Quando o diafragma começa a se mover para cima, o fluxo de fluido aumenta. Para reduzir ou fechar o fluxo de fluido, a haste se move para baixo. A haste transfere a energia para o compressor. O compressor então pressiona o diafragma para baixo e depois fecha ou reduz o fluxo. Algumas válvulas pneumáticas de diafragma são projetadas com fluxo de fluido estrangulador. Neste caso, elas podem fechar parcialmente e abrir parcialmente.

Figura: Funcionamento de uma válvula de diafragma pneumático.

Tipos de válvulas de diafragma pneumáticas 

Válvula de diafragma pneumático Weir 

Esta é uma válvula de diafragma pneumático muito famosa. Este tipo de válvula é adequado para controles pequenos e sem vazamentos por causa do diafragma e do castelo do atuador. Os fabricantes de válvulas pneumáticas de diafragma Weir projetam a válvula com um corpo inclinado para proporcionar a capacidade de autodrenagem. A capacidade de autodrenagem ocorre em duas direções da válvula. Como tal, esta válvula não é adequada para algumas aplicações. A válvula de diafragma pneumático Weir é mais adequada para líquidos e gases perigosos e corrosivos porque este castelo de válvula pode controlar falhas do diafragma ou vazamento da válvula. Estas válvulas são utilizadas principalmente para líquidos limpos e homogêneos, pois contaminações e lodo viscoso podem se acumular no lado da sela. Estas válvulas são freqüentemente usadas em aplicações como corrosivas, água, processamento de alimentos, produção de gás e aplicações químicas. 

Válvula de diafragma pneumático de via reta 

A válvula de diafragma pneumático de via reta também é conhecida como uma válvula de diafragma pneumático em linha. Sua estrutura é idêntica à de uma válvula de diafragma pneumático tipo weir. No entanto, esta válvula é projetada com trajetória de fluxo reto em vez de uma característica de sela. Os diafragmas nestas válvulas são flexíveis. O diafragma faz contato com o fundo da válvula, o que ajuda a aumentar a distância de deslocamento do diafragma. A vida útil da válvula de diafragma pneumático de via reta é curta em relação à válvula do tipo weir devido a sua flexibilidade. Além disso, esta válvula precisa ser substituída e reparada com freqüência. Esta válvula de diafragma pneumático é usada para aplicações como lama, água, líquidos viscosos e outras aplicações que precisam reduzir o entupimento. 

Válvula de diafragma pneumático de processo 

Estas são válvulas de diafragma pneumático comumente usadas para regular, iniciar ou parar o fluxo do fluido. 

Válvulas de diafragma pneumático sanitário

Esta é uma válvula de diafragma pneumático utilizada para evitar a contaminação do fluido. Materiais sem germes são utilizados para fabricar estas válvulas de diafragma pneumático. Estas válvulas podem promover uma atmosfera livre de germes. 

Válvula pneumática de diafragma estática zero

Estas válvulas são as mais adequadas para aplicações limpas, pois são capazes de remover o crescimento bacteriano e a estagnação do fluxo. 

Válvula de diafragma pneumático de fechamento

Este é um tipo de válvula de diafragma pneumático que emprega um fechamento positivo para evitar o fluxo de fluido. 

Válvula solenóide de diafragma pneumático

Esta é uma válvula de diafragma pneumático utilizada para controlar o fluxo. Esta válvula é feita com um diafragma de borracha em seu corpo de válvula. Esta válvula pode atuar direta ou indiretamente. Ela fecha e abre contra a sede dura. 

Critérios de seleção de válvulas de diafragma pneumático 

Tamanho da válvula 

As válvulas de diafragma pneumático são freqüentemente usadas em aplicações de estrangulamento. Como tal, o tamanho da válvula afeta em grande parte sua capacidade de trabalho. Para determinar o tamanho da válvula necessária para sua aplicação, descubra o volume de fluido necessário através do sistema. Este é o caso em que você precisa descobrir detalhes sobre seu fluxo de fluido e sua viscosidade ou gravidade específica e a vazão necessária. Em seguida, encontre a pressão e temperatura máxima de saída/entrada além da capacidade e forças necessárias para bloquear o fluxo do fluido. Tais detalhes podem então ser usados para descobrir a relação correta entre os diâmetros externo e interno da válvula. 

Faixa de pressão e queda de pressão 

O valor da queda de pressão através da válvula é muito importante. Como tal, você precisa especificar este valor. Entretanto, se não tiver certeza sobre este valor, você pode selecionar uma porcentagem grande o suficiente para criar uma diferença de fluxo de fluido. Além disso, determine as faixas de pressão que a válvula de diafragma pneumático pode experimentar quando o sistema opera. Isto ajuda a selecionar uma válvula de segurança que pode operar dentro de toda a faixa. 

Tipo de válvula de diafragma pneumático e atuador

Usando os detalhes acima para os parâmetros de seleção de válvulas, estime o diafragma a ser usado para o fluxo de fluido de seu processo. Em seguida, determine se a haste e o corpo da válvula de diafragma pneumático podem ser expostos ao meio ou se precisam ser separados. 

Tipo de conexão, características e material 

Antes de comprar a válvula, determine como a válvula precisa ser conectada ao sistema de bombeamento. A conexão pode ser por meio de roscas, flanges, conexões soldadas ou outros procedimentos específicos para as necessidades dessa aplicação. A seguir é determinar as propriedades adequadas do material de sua válvula de diafragma pneumático para garantir que o fluido do processo não afetará negativamente o funcionamento da válvula. Por exemplo, meios muito corrosivos tornam necessário ter materiais resistentes à corrosão, tais como bronze, aço inoxidável e outros materiais que não podem se degradar sob ambientes cáusticos. Em seguida, é necessário determinar outras características como medidas de segurança, indicadores de posição, instrumentação e outras que ajudarão a válvula a trabalhar de forma eficiente e segura. 

Aplicações da válvula de diafragma pneumático

• As válvulas de diafragma pneumático são utilizadas em sistemas de fabricação farmacêutica. 
• Elas são utilizadas na planta de tratamento de água. 
• Elas são utilizadas no processamento de alimentos e bebidas. 
• As válvulas pneumáticas de diafragma são utilizadas em plantas de processamento químico. 
• Elas são usadas em aplicações corrosivas. 
• São utilizadas em serviços de vácuo. 
• As válvulas pneumáticas de diafragma são utilizadas em usinas de geração de energia.
• São utilizadas para regular ar e água limpos ou sujos. 

Vantagens de uma válvula pneumática de diafragma 

• Podem ser usados em aplicações de fluxo on-off e estrangulamento. 
• As válvulas pneumáticas de diafragma não apresentam vazamentos na haste. 
• Oferecem boa resistência química devido a muitos revestimentos. 
• Oferece um serviço à prova de bolhas. 
• As válvulas pneumáticas de diafragma não possuem bolsas que possam reter contaminantes. 
• Elas oferecem o melhor serviço em fluidos viscosos e lama. 
• As válvulas pneumáticas de diafragma oferecem uma excelente escolha para uso em produtos químicos perigosos e radioativos. 
• Estas válvulas não permitem impurezas no fluido, o que as torna adequadas para uso em cervejarias, produtos farmacêuticos, alimentos, entre outras aplicações. 

Desvantagens de uma válvula de diafragma pneumática

• A represa da válvula de diafragma pneumático pode causar tubulação de drenagem incompleta. 
• Estas válvulas podem restringir a pressão hidrostática. 
• A válvula pneumática de diafragma deve ter seu corpo feito de material resistente à corrosão. 
• Estas válvulas não são apropriadas para aplicações de alta pressão, tais como acima de 300 psi. 
• Estas válvulas podem corroer se usadas em serviços de estrangulamento pesado que tenham contaminação. 
• Estas válvulas só podem ser usadas para aplicações de temperaturas moderadas de cerca de 400 oF.
• As válvulas de diafragma pneumático não funcionam perfeitamente em operações de multi-voltas. 

Resolução de problemas de válvula de diafragma pneumático

Ruptura no Diafragma 

• Plástico fluorado, borracha envelhecendo o diafragma. Fazer substituição regular. 
• Pressão operacional muito alta esmagando o diafragma. Reduzir a força de operação e verificar a marca de fechamento. 
• Materiais estranhos entupidos entre a sede da válvula e o diafragma, desgastar o diafragma. Não forçar a operação para fechar, repetir a operação para cima e para baixo por algum tempo, lavar materiais estranhos, substituição pontual do diafragma, fechamento formal da válvula pneumática do diafragma. 
• A altura está aberta, quebrando muito o diafragma. Não abra muito alto. 

Falha de operação

• Disco e diafragma caindo. Evite abrir muito alto. Evite a queda fazendo reparos oportunos ou substituindo o diafragma. 
• Conexão do disco e da haste da válvula com pino desligado ou quebrado. Verificar os métodos de desgaste e remoção. Quando uma abertura não abre além do ponto morto. Reparo de queda. 
• Tampa da válvula de diafragma pneumático gasta e porca e junta da haste da válvula. Para evitar esta limpeza regularmente, revestir as partes ativas com grafite e dissulfeto de molibdênio em pó seco para lubrificação. 

Fluxo de fluido que não se apaga

• Verificar se o diafragma está bloqueado. Desaparafusar os parafusos do castelo e remover o castelo e a tampa que passa por cima do diafragma. Limpar e substituir o diafragma. Tente limpar o filtro, mas se necessário substitua-o. 

Vazamento do fluído

• Isto poderia ser devido ao acúmulo de sujeira no diafragma. Descarregar a válvula pneumática do diafragma. Remova a sujeira que poderia estar entupida no diafragma. 

Resumo:

As válvulas de diafragma pneumático são válvulas de diafragma que empregam válvulas pneumáticas para melhorar o controle do fluxo de fluido. Estas válvulas utilizam componentes de diafragma para controlar, obstruir ou isolar o fluxo do fluido. O diafragma se move para baixo ou para cima para diminuir ou aumentar a taxa de fluxo do fluido, respectivamente. As partes principais da válvula de diafragma pneumático são o diafragma, corpo da válvula, haste, atuador pneumático, compressor, conexão da válvula e indicador de posição. As hastes da válvula podem ser roscadas ou do tipo pistão.

Existem vários tipos de válvulas pneumáticas de diafragma, tais como válvulas pneumáticas de diafragma de via reta, válvulas pneumáticas de diafragma tipo Weir, válvulas pneumáticas de diafragma sanitárias, válvulas pneumáticas de diafragma estáticas zero, entre outras. Estes tipos de válvulas dependem da aplicação da válvula. O diafragma de uma válvula de diafragma pneumático precisa ser feito de material elastomérico e flexível para ajudar a esticar a via de escoamento do fluido.

As válvulas de diafragma pneumático são usadas em muitas aplicações, tais como controle de fluidos corrosivos, geração de energia, serviços de vácuo, processamento de alimentos e produtos químicos, e plantas de tratamento de água. Estas válvulas têm características soberbas que as tornam úteis em muitas aplicações industriais. As vantagens destas válvulas incluem a capacidade de estanqueidade à bolhas, sendo utilizadas em fluidos viscosos e lama, não permitem impurezas, alta resistência química e podem aprisionar contaminantes. Estas válvulas podem trabalhar com pressões moderadas de 300 psi. Entretanto, tais desvantagens não podem compensar as vantagens das válvulas de diafragma pneumático.