Válvula de retenção de mola

O que é uma válvula de retenção por mola?

Uma válvula de retenção por mola é um tipo de válvula de retenção utilizada para evitar que o fluxo de fluido inverta o sentido de inversão. As válvulas de retenção por mola são de direção unidirecional e são automáticas. Os fabricantes de válvulas de retenção por mola projetam estas válvulas com uma porta de entrada e uma porta de saída. A válvula de retenção por mola também é conhecida como uma válvula sem retorno por mola ou válvula unidirecional por mola, pois só permite que o fluido que está fluindo para frente e pára qualquer fluido que tente fluir para trás. Como o nome sugere, uma válvula de retenção por mola utiliza uma mola para impedir o fluxo inverso do fluido. O refluxo do fluido é indesejável porque pode contaminar o fluido a montante ou pode danificar equipamentos como bombas. As válvulas de retenção por mola são de diferentes materiais e de vários tamanhos para uso em aplicações industriais indiferentes. Algumas das válvulas de retenção por mola são usadas em aplicações de alta pressão e alta temperatura e são feitas de materiais metálicos como aço carbono, aço inoxidável, ferro dúctil, ferro fundido, latão e bronze. Os fabricantes de válvulas de retenção por mola produzem a válvula com uma etiqueta que mostra o sentido do fluxo do fluido. Esta seta ajuda a instalar a válvula de retenção por mola no sentido correto, caso contrário, o fluido não fluirá através da válvula.

Figura: Válvula de retenção de mola.

Como funciona uma válvula de retenção por mola?

Uma válvula de retenção por mola funciona com base no princípio da diferença de pressão entre os orifícios de entrada e saída. Quando a pressão a montante é igual à pressão de fissuração, ela força o disco da válvula a abrir a válvula de retenção por mola, permitindo que o fluido flua através da válvula. O fluido continua fluindo para frente até um momento em que a pressão a montante se reduz para ser menor do que a pressão de rachadura forçando o fluido a reverter o fluxo para a porta de entrada. Neste caso, o disco da válvula retorna a sua posição de fechamento imediatamente antes que o fluido comece a fluir para trás. Isto é reforçado pela alta sensibilidade da válvula de retenção por mola às mudanças de pressão. O nível de pressão de rachadura em uma válvula de retenção por mola depende do tipo de válvula, características da mola, da construção da válvula e da orientação para o tubo. A pressão de rachadura é dada em termos de PSI, PSIG, ou barras.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção por mola.

Tipos de válvulas de retenção com mola

Válvula de retenção em linha com mola

Esta é uma válvula de retenção de mola na qual a mola e o disco estão dispostos em um padrão de linha. As válvulas de retenção em linha com mola são fáceis de operar e são de projeto simples. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam estas válvulas de tal forma que quando o fluido tenta entrar na porta de entrada da válvula, ele tem pressão suficiente a montante para superar a pressão de rachadura e a força da mola. Após a pressão a montante superar a pressão de fissuração, o fluido força o disco da válvula a abrir e assim o fluido flui através da válvula. O fluido continua fluindo através da válvula até quando a pressão de entrada se torna menor que a pressão de rachadura quando o fluido tenta fluir para trás. Neste caso, a pressão de rachadura e a força da mola movem o disco no sentido oposto, fechando a válvula de retenção por mola. As válvulas de retenção em linha com mola têm uma distância curta do curso da mola que melhora o tempo de resposta da válvula ao fechar ou abrir. Este tipo de válvula de retenção por mola pode ser instalada tanto horizontalmente quanto verticalmente.

Figura: Válvula de retenção em linha carregada por mola.

Válvula de retenção em Y carregada por mola

Esta é uma válvula de retenção por mola que funciona da mesma forma que a válvula de retenção por mola em linha. Os fabricantes de válvulas de retenção de mola produzem esta válvula com a mola e o disco orientado a um determinado ângulo, o que faz com que a válvula tenha uma forma em Y, daí o nome de válvula de retenção de mola em Y. Uma vantagem desta válvula é que ela não precisa ser desmontada do tubo para limpeza ou reparos. Entretanto, estas válvulas têm um peso elevado e sua instalação necessita de muito espaço no sistema de tubulação.

Figura: Válvula de retenção em forma de Y carregada por mola.

Válvula de retenção com mola esférica

Esta é uma válvula de retenção por mola que usa uma esfera para fechar e abrir o fluxo do fluido. A esfera é posicionada perto do orifício de entrada. Um assento de vedação é usado para guiar a esfera para criar uma vedação hermética. A válvula de retenção da mola esférica abre quando a pressão de entrada se torna maior do que a força da mola que segura a esfera. Como tal, o fluido começa a fluir através da válvula. A mola força a esfera a fechar a porta de entrada para bloquear o fluxo de fluido de inverter quando a pressão de entrada é reduzida.

Figura: Válvula de retenção esférica de mola.

Válvula de retenção com mola de elevação

Esta é uma válvula de retenção por mola na qual uma mola é usada para empurrar o disco vertical ou horizontalmente para abrir ou fechar o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção de mola de elevação recomendam estas válvulas para uso em linhas de vapor, gás, ar, água e vapor. O fluido entra na válvula abaixo do assento da válvula e levanta o disco do assento para abrir o fluxo de fluido. Quando o fluido tenta inverter a direção, o disco é forçado a voltar à sua posição por refluxo e ou por gravidade.

Figura: Válvula de retenção com mola de elevação em estado aberto (lado esquerdo) e em estado fechado (lado direito).

Válvula de retenção de mola sem bloqueio

Esta é uma válvula de retenção por mola que se destina a fechar e abrir o fluxo de fluido sem criar excesso de pressão ou um efeito de batida. Algumas das válvulas de retenção por mola fecham o disco de forma a causar condições de batida. O slamming produz uma onda de pressão que ressoa através do sistema de tubulação e que reduz a eficiência do sistema. Válvulas de retenção com mola de retenção sem bloqueio usam uma mola posicionada contra a pressão de fluxo. Se a pressão de fluxo do fluido for muito alta, a mola comprime e puxa o disco da válvula para trás de forma silenciosa e suave. O disco da válvula volta para a superfície de assento quando o fluido começa a desacelerar ou quando o fluxo pára antes de mudar o sentido do fluxo para a porta de entrada.

Figura: Válvula de retenção com mola de retenção sem bloqueio.

Válvula de retenção silenciosa de fluxo axial

Esta é uma válvula de retenção por mola na qual uma mola segura e centraliza o disco para melhorar o fechamento e abertura imediata e fluidez mais suave. O disco e a mola estão no centro da tubulação e o fluido flui ao redor do disco. Este tipo de válvula de retenção com mola é diferente das outras válvulas com mola que puxam completamente o disco para deixar a tubulação totalmente aberta. O projeto empregado pelos fabricantes de válvulas de retenção por mola para fazer esta válvula aumenta seu custo em relação a outras válvulas de retenção por mola. Apesar de serem caras, estas válvulas têm uma vida útil mais longa, podendo ser usadas por mais de três anos sem terem sido substituídas. Os fabricantes de válvulas de retenção por mola projetam estas válvulas de tal forma que quando a pressão a montante começa a diminuir lentamente, a válvula começa a fechar lentamente até que a válvula esteja completamente fechada para garantir que não haja inversão do fluido através da porta de entrada.

Figura: Válvula de retenção de fluxo axial silenciosa.

Fatores a considerar ao comprar ou selecionar uma válvula de retenção por mola

Tipo de mídia

As propriedades do meio a ser passado através de uma válvula de retenção por mola determinarão o material utilizado para fazer essa válvula. Para meios corrosivos e duros o material plástico é muito bom, pois é altamente resistente à corrosão. Quando a válvula de retenção por mola é destinada ao uso em altas temperaturas, uma válvula de retenção por mola com sede metálica é boa, uma vez que suportará tanto altas temperaturas quanto altas pressões.

Condições das aplicações

A válvula de retenção por mola selecionada deve ser capaz de lidar com a vazão, pressão e temperatura do fluido. Se a válvula não for dimensionada adequadamente, ela causará problemas técnicos no sistema de tubulação ou na própria válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção por mola recomendam ao comprador conhecer a vazão, pressão e temperatura a que a válvula será submetida para que a válvula correta possa ser selecionada facilmente.

Requisitos de manutenção

A válvula selecionada deve estar livre de manutenção freqüente o máximo possível. A manutenção freqüente acabará sendo muito cara. Como tal, considere fatores como o meio a ser utilizado e saiba se ele tem slurries que podem causar bloqueio da válvula ou bloqueio do fluido.

Aplicações da válvula de retenção por mola

• As válvulas de retenção por mola são usadas em bombas centrífugas para evitar refluxo de fluidos para evitar danos à bomba.
• Eles são utilizados no abastecimento de água doce.
• Eles são utilizados em sistemas de refinaria de petróleo e gás.
• As válvulas de retenção de mola são usadas em caldeiras para evitar o refluxo de vapor ou água.
• Eles são utilizados na indústria de alimentos e bebidas.
• Eles são utilizados em usinas de geração de energia a vapor.
• As válvulas de retenção por mola são utilizadas na produção de vários produtos químicos.
• Eles são utilizados no transporte de águas residuais.

Vantagens das válvulas de retenção com mola

• As válvulas de retenção por mola têm uma queda de baixa pressão.
• Estas válvulas podem manter a pressão de fluido necessária.
• As válvulas de retenção por mola podem ser usadas por um longo período sem serem substituídas.
• As válvulas de retenção por mola são versáteis porque são utilizadas em diferentes aplicações para abrir e fechar o fluxo do fluido.
• Estas válvulas têm alta eficiência em relação a outras válvulas como as válvula globo.
• As válvulas de retenção por mola são automáticas.
• Eles estão livres de vazamento de fluidos.
• As válvulas de retenção por mola podem ser instaladas na orientação vertical ou horizontal, conforme a necessidade.

Desvantagens da válvula de retenção de mola

• As válvulas de retenção por mola permitem o fluxo de fluido em apenas uma direção.
• As válvulas de retenção por mola não podem ser inspecionadas durante a operação, a menos que o fluxo de fluido seja interrompido e então a válvula é aberta para inspeção.
• Estas válvulas não são adequadas onde o sistema tem fluxo de pulsação.

Válvula de retenção de mola para solução de problemas

Vazamento externo da válvula de retenção por mola

• Parafusos e porcas ou parafusos soltos. Apertar os parafusos e porcas ou parafusos com o torque recomendado pelo fabricante da válvula de retenção por mola.
• Anéis em O desgastado. Substituir os anéis em forma de O.

Vazamento do fluido quando a válvula está totalmente fechada

• O-rings danificados ou desgastados. Substituir os anéis em O.
• Materiais estranhos alojados dentro da válvula de retenção de mola. Desmontar a válvula de acordo com as instruções dadas pelo fabricante da válvula de retenção de mola e remover quaisquer materiais estranhos. Limpar a válvula após remover os materiais estranhos.

A válvula de retenção de mola não está funcionando

• A válvula de retenção por mola foi instalada na direção errada. Mude a instalação da válvula e siga as instruções do fabricante da válvula de retenção por mola durante a instalação.
• A tubulação que alimenta a válvula está bloqueada. Inspecione a válvula para detectar qualquer bloqueio e remova o material de bloqueio.
• A pressão a montante é muito baixa. Aumenta a pressão a montante.

Sumário

Uma válvula de retenção por mola é um tipo de válvula de retenção que se destina a evitar que o fluido inverta o sentido do fluxo. As válvulas de retenção por mola são válvulas automáticas que permitem que o fluido flua em uma única direção. Sempre que o fluido tenta inverter o sentido do fluxo, a válvula de retenção por mola fecha a porta de entrada. As válvulas de retenção por mola utilizam uma mola para apoiar o disco da válvula para fechar ou abrir o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção por mola projetam estas válvulas para trabalhar com base no princípio da diferença de pressão. Quando a pressão a montante é maior que a pressão a jusante, o fluido força o disco a abrir. A válvula começa a fechar imediatamente, a pressão a montante começa a diminuir. As válvulas de retenção por mola são válvulas simples que têm sido usadas para resolver problemas potenciais em diferentes indústrias. Ao impedir o fluxo de fluido para trás, estas válvulas ajudam a evitar a contaminação do fluido e danos aos equipamentos de tubulação como bombas. Há vários tipos de válvulas de retenção com mola que incluem válvulas de retenção com mola em linha, válvulas de retenção com mola em Y, válvulas de retenção com mola esférica, válvulas de retenção com mola de elevação, válvulas de retenção com mola sem bloqueio, e válvulas de retenção silenciosas de fluxo axial. As aplicações das válvulas de retenção por mola incluem refinarias de petróleo e gás, suprimento de água doce, alimentos e bebidas, produtos químicos e usinas de geração de vapor, entre outras. As vantagens do uso de válvulas de retenção por mola são baixa queda de pressão, alta eficiência, capacidade de manter a pressão, zero vazamento de fluido, duráveis, versáteis, automáticas, e podem ser instaladas tanto vertical quanto horizontalmente.