Válvula esférica de haste ascendente

O que é uma válvula de esfera com haste ascendente?

A válvula de esfera de haste ascendente é um tipo de válvula de esfera com haste longa que se eleva acima do corpo da válvula. Uma válvula de esfera com haste ascendente é utilizada para aplicações de fluxo de fluido ligado e desligado. As válvulas de esfera com haste ascendente são, em sua maioria, totalmente de metal e à prova de fogo. As válvulas de esfera com haste ascendente têm uma ampla faixa de temperaturas de cerca de -200^o C e 815^o C. As válvulas de esfera com haste ascendente são projetadas de tal forma que o movimento da esfera e do assento não cria atrito e a válvula precisa de pequeno torque para abrir e fechar. As válvulas de esfera com haste ascendente são adequadas para aplicações que necessitam de vazamento zero de fluido e que estão sujeitas a operação freqüente. As válvulas de esfera com haste ascendente são utilizadas em isolamento crítico de diferentes aplicações. Estas válvulas são utilizadas em várias aplicações, tais como água, ácidos, solventes e gás natural, entre outras. Estas válvulas utilizam um princípio de inclinação e rotação que remove a fricção. A fricção é a principal causa de desgaste e falha da válvula na maioria das válvulas de esfera. As válvulas de esfera de haste ascendente não possuem atrito de vedação ao abrir e fechar, o que faz com que dure mais tempo.

Figura: Válvula de esfera de haste de risco.

Componentes de uma válvula de esfera com haste ascendente

Há várias partes de uma válvula de esfera com haste ascendente. Entre as partes principais estão as seguintes.

Volante/atuador

O volante manual é usado em válvulas de esfera de haste ascendente manual e é onde o operador da válvula aplica torque para abrir/fechar a válvula. Quando a válvula é automatizada, ela usa um atuador que fornece torque à esfera para abrir/fechar a válvula.

Corpo/alojamento

O corpo também é conhecido como carcaça da válvula e é o componente de uma válvula de esfera com haste ascendente utilizada para fornecer cobertura a todas as partes internas da válvula.

Boina

O castelo é um componente que é colocado no topo do corpo da válvula para fornecer cobertura para as partes internas da válvula. O castelo é conectado ao corpo por meio de parafusos e porcas.

Haste

Uma haste é o componente de uma válvula de esfera com haste ascendente que é usada para conectar o volante manual ou atuador à esfera. A haste transmite o torque do atuador ou volante manual para a esfera, de modo que ela possa abrir ou fechar.

Bola

A esfera também é conhecida como o núcleo da válvula. A esfera tem um orifício no centro, por onde flui o fluido.

Sede

Este é um componente colocado entre a esfera e o corpo para evitar vazamento de fluido e apoiar a esfera.

Figura: Componentes de uma válvula esférica de haste ascendente.

Como funciona uma válvula de esfera com haste ascendente?

A válvula de esfera com haste ascendente funciona através de um movimento de rotação, bem como a ação do came para produzir uma vedação perfeita. A válvula de esfera com haste ascendente funciona girando o volante manual várias vezes para válvulas manuais. Para abrir a válvula de esfera com haste ascendente, o volante manual é girado várias vezes. Isto faz com que a esfera gire e fique em linha com a tubulação e então o fluido começa a fluir. Para fechar a válvula de esfera com haste ascendente, o volante manual é girado no sentido horário ou o atuador gira a haste para válvulas de esfera atuadas. A rotação da haste gira a esfera no sentido horário, o que faz com que a esfera gire perpendicularmente à tubulação. Neste caso, o fluido não pode fluir através da válvula, uma vez que é bloqueado pela esfera. A esfera em uma válvula de esfera com haste ascendente é mantida em um lugar longe do assento, utilizando a haste da válvula, o que ajuda a eliminar a abrasão e faz com que a válvula utilize um pequeno torque para abrir/fechar em relação a outras válvulas de esfera.

Tipos de válvula de esfera com haste ascendente

Válvula de esfera de haste ascendente de entrada lateral

As válvulas de esfera de haste ascendente de entrada lateral são válvulas que possuem duas ou três peças do corpo. As peças de uma válvula de esfera de haste ascendente de entrada lateral são montadas a partir de seus lados usando parafusos e porcas. Cada peça de uma válvula de esfera de haste ascendente de entrada lateral é feita usando o método de forjamento. O método de forjamento ajuda a eliminar defeitos associados às válvulas feitas através do método de fundição. Uma das principais vantagens de uma válvula de esfera com haste ascendente de entrada lateral é que ela é fácil de montar e que os componentes internos podem ser facilmente alinhados. Além disso, as válvulas de esfera com haste ascendente de entrada lateral podem ser inspecionadas, limpas e reparadas.

Figura: Válvula esférica de haste ascendente de entrada lateral.

Válvula de esfera de haste ascendente de entrada superior

Esta é uma válvula de esfera com haste ascendente que é montada a partir do lado superior da válvula. Nesta válvula de esfera com haste ascendente, o operador da válvula pode acessar facilmente as sedes e a esfera da válvula pelo lado superior durante o reparo e a manutenção, sem remover a válvula da tubulação. As válvulas de esfera com haste ascendente de entrada superior são feitas através do método de fundição. Isto faz com que a válvula seja submetida a testes não destrutivos para garantir que não tenha defeito de fundição que possa causar vazamento quando a válvula estiver em uso. A válvula de esfera com haste ascendente de entrada superior tem duas peças, uma na parte inferior e outra na parte superior. As duas peças são mantidas juntas usando parafusos e porcas, o que torna estas válvulas fáceis de desmontar para reparos, limpeza e inspeção.

Figura: Válvula de esfera de haste ascendente de entrada superior.

Válvula de esfera de haste ascendente manual

Estas são válvulas de esfera com haste ascendente que são operadas com um volante manual. Como o nome sugere, as válvulas de esfera com haste ascendente manual precisam que o operador da válvula esteja por perto toda vez que a válvula precisa ser aberta/fechada. O operador da válvula aplica torque no volante manual para abrir/fechar a válvula. Quando o volante manual de uma válvula de esfera com haste ascendente é girado no sentido anti-horário, ele liga a válvula. Quando o volante manual da válvula de esfera com haste ascendente é girado no sentido anti-horário, ele fecha a válvula. O sentido de fechamento e abertura é indicado no volante manual. Uma vantagem de uma válvula de esfera de haste ascendente manual é que ela também pode ser automatizada se o usuário a achar necessária. Além disso, as válvulas de esfera com haste ascendente manual são mais baratas em comparação com as válvulas automáticas.

Válvula esférica de haste ascendente acionada

Esta é uma válvula de esfera com haste ascendente que é operada com um atuador. O trabalho do atuador é fornecer o torque necessário para abrir ou fechar a válvula de esfera ascendente da haste. O atuador fornece movimento rotativo à válvula esférica causando sua operação de abertura/fechamento. As válvulas de esfera com haste ascendente atuantes podem ser totalmente automatizadas ou semi-automatizadas. Uma vantagem de uma válvula de esfera com haste ascendente acionada é que ela pode trabalhar sem um operador de válvula. As válvulas de esfera ascendentes com atuadores são adequadas onde o torque necessário para abrir a válvula é muito alto. Entretanto, as válvulas de esfera com haste ascendente acionada são caras, ao contrário de suas contrapartidas manuais. Os atuadores que podem ser usados nas válvulas de esfera com haste ascendente são atuadores hidráulicos, pneumáticos e elétricos.

Características de uma válvula de esfera com haste ascendente

As válvulas de esfera com haste ascendente são anti-abrasão

A superfície da bola é endurecida, o que ajuda a atender ao desempenho da vedação mesmo em meios severos.

Força de cunha mecânica

As válvulas de esfera com haste ascendente possuem um chanfro de came na extremidade inferior da haste da válvula destinado a fornecer força de cunha para manter o assento e a esfera apertados.

Guias de haste dupla

As válvulas de esfera com haste ascendente são projetadas com ranhuras de guia da haste para deslizar ao longo de um pino guia rígido para controlar a elevação da haste e girar suavemente.

Autolimpeza

As válvulas de esfera com haste ascendente são tais que quando a esfera se desvia da sede, o fluido flui 360^o graus ao longo da superfície de vedação, o que ajuda a enxaguar as impurezas.

Sem desgaste na válvula de esfera com haste ascendente

O projeto de uma haste ascendente é tal que a bola gira para longe do assento. Isto ajuda a eliminar o atrito entre a esfera e o assento, comum em outras válvulas de esfera.

Pequeno torque operacional

A válvula de esfera com haste ascendente emprega um projeto que torna a superfície de vedação livre de atrito que reduz o torque necessário para abrir e fechar a válvula.

Aplicações das válvulas de esfera com haste ascendente

• As válvulas de esfera com haste ascendente são usadas em aplicações de gás natural
• Eles são utilizados em usinas siderúrgicas para controlar o gás do forno.
• Eles são utilizados nas indústrias de papel e celulose.
• As válvulas de esfera com haste ascendente são utilizadas nas indústrias petrolíferas.
• São utilizados em usinas a vapor
• Indústrias químicas para abrir/fechar o fluxo dos compostos necessários.

Vantagens das válvulas de esfera de vapor ascendente

• As válvulas de esfera com haste ascendente não sofrem desgaste entre o assento e a esfera, o que as torna livres de abrasão.
• As válvulas de esfera com haste ascendente requerem baixo torque para abrir/fechar em relação a outras válvulas de esfera porque não têm atrito entre a esfera e o assento.
• As válvulas de esfera com haste ascendente são autolimpantes, o que reduz as chances de acúmulo de partículas.
• As válvulas de esfera com haste ascendente podem ser abertas para inspeção, reparo e manutenção.
• As válvulas de esfera com haste ascendente têm um fluxo de fluido ideal porque suas aberturas aumentam o alto coeficiente de fluxo. Isto ajuda a aumentar a eficiência do bombeamento e a reduzir os problemas de erosão.
• Estas válvulas são duráveis porque podem ser reparadas para reutilização toda vez que se avariarem.
• As válvulas de esfera com haste ascendente são versáteis porque podem ser usadas em diferentes indústrias para diferentes aplicações.
• Estas válvulas podem ser manuais ou operadas usando um atuador de acordo com as preferências do cliente.
• As válvulas de esfera com haste ascendente são fáceis de abrir ou fechar.

Desvantagens das válvulas de esfera com haste ascendente

• As válvulas de esfera com haste ascendente são mais caras em relação a outras válvulas de esfera com as mesmas funções.
• As válvulas de esfera com haste ascendente são pesadas em relação a outras válvulas de esfera.
• Estas válvulas devem ser instaladas verticalmente.

Resolução de problemas de válvulas de esfera com haste ascendente

Vazamento através de conexões de válvulas

• Gaxeta gasta. Substituir a gaxeta.
• Parafusos e porcas soltos. Apertar os parafusos e as porcas.
• Excesso de pressão de fluido. Certifique-se de que a pressão nominal da válvula corresponda à pressão do fluido.

Válvula esférica de haste ascendente com vazamento através da sede

• Assento danificado. Substituir o assento.

Vazamento através da bola

• Bola danificada. Substituir a bola.
• Detritos no furo da bola. Limpar e ou substituir a bola.

A válvula de esfera com haste ascendente é difícil de girar

• Tronco quebrado. Substituir a haste.
• Bloqueio de bolas. Remover os sedimentos que bloqueiam a válvula.
• Alta pressão de aplicação. Assegurar que a pressão do fluido não exceda a pressão nominal da válvula.

Operação ruidosa ou golpe de aríete

• Alta velocidade do fluido ou dimensionamento errado da válvula. Verificar se a válvula utilizada é adequada para esse fluxo de fluido.

Sumário

Uma válvula de esfera com haste ascendente é um tipo de válvula de esfera. A haste ascendente tem uma haste longa que se eleva acima do corpo da válvula. A válvula de esfera ascendente da haste é uma válvula de esfera on/off. Esta válvula pode ser usada em uma ampla faixa de temperaturas que varia entre -200^o C e 815^o C. Os fabricantes de válvulas de esfera com haste ascendente projetam a válvula de modo que a esfera e o assento não se esfreguem, tornando-os livres de desgaste por abrasão. Como tal, as válvulas de esfera com haste ascendente precisam de baixo torque para abrir ou fechar em relação a outras válvulas de esfera. As válvulas de esfera com haste ascendente são feitas de materiais metálicos fortes para ajudá-las a serem mecanicamente fortes e resistentes a altas temperaturas. Alguns dos tipos de válvulas de esfera com haste ascendente incluem válvulas de esfera com haste ascendente manuais, válvulas de esfera com haste ascendente atuadas, válvulas de esfera com haste ascendente de entrada superior e válvulas de esfera com haste ascendente de entrada lateral. As válvulas de esfera ascendentes de haste são utilizadas em diferentes aplicações, tais como petróleo, gás natural, indústrias químicas, indústrias de papel e celulose e indústrias de geração de energia a vapor, entre outras. As vantagens das válvulas de esfera ascendentes de haste incluem autolimpeza, abertura/fechamento rápido, operação versátil, durável e de baixo torque, podem ser limpas, inspecionadas e reparadas em campo, sem abrasão e muito resistentes. Entretanto, as válvulas de esfera com haste ascendente são caras e só podem ser instaladas em posição vertical. No entanto, as vantagens e características especiais das válvulas de esfera com haste ascendente superam as poucas desvantagens por uma grande margem.