Válvula de retenção carregada por mola

O que é uma válvula de retenção com mola?

Uma válvula de retenção com mola é um tipo de válvula que é utilizada para impedir o fluxo inverso de fluido em diferentes aplicações industriais. Uma válvula de retenção com mola é também conhecida como uma válvula de retenção sem retorno com mola. O nome vem do fato de que estas válvulas são ideais para garantir o fluxo do fluido em apenas um sentido e que não podem fluir para trás. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola produzem estas válvulas para funcionar automaticamente sem a necessidade de um atuador ou operador de válvula. Como o nome sugere, as válvulas de retenção com mola funcionam usando uma mola que ajuda na abertura e fechamento da válvula. Estas válvulas operam com base na diferença de pressão que é a abertura quando a pressão de sucção é alta e o fechamento quando a pressão de sucção é menor do que a pressão de saída. A mola ajuda a levar o componente de fechamento da válvula de volta à sua posição de assento utilizando sua energia potencial criada quando o fluido força seu caminho através das válvulas de retenção carregadas por mola. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola produzem diferentes tipos destas válvulas para uso em diferentes níveis de pressão e temperatura, bem como produtos corrosivos e não corrosivos.

Figura: Válvula de retenção carregada por mola.

Componentes de uma válvula de retenção com mola?

Corpo da válvula

Este é um componente externo de uma válvula de retenção com mola que é usada para fechar as partes internas da válvula. O corpo da válvula pode ser feito de diferentes materiais, mas esse material deve ser capaz de garantir altos níveis de integridade estrutural para garantir que a válvula não possa quebrar ou vazar fluido devido a danos por impacto ou alta pressão, respectivamente. Tais materiais fortes que podem ser usados para fazer corpos de válvula são aço inoxidável, aço carbono, latão, bronze, ferro fundido e ferro dúctil.

Boina

Este é o componente de uma válvula de retenção com mola que é colocada no topo do corpo da válvula para ajudar na cobertura dos componentes internos. O castelo é conectado ao corpo da válvula usando elementos de conexão como parafusos e porcas ou parafusos. O castelo também é usado quando a válvula precisa de inspeção, onde os elementos de conexão são abertos para remover o castelo, tornando as partes internas fáceis de serem vistas. Entretanto, nem todas as válvulas de retenção com mola possuem castelo.

Elemento de abertura/fechamento

Os fabricantes de válvulas de retenção com mola utilizam um disco ou esfera para abrir ou fechar o fluxo de fluido através da válvula. O elemento de fechamento trabalha com o apoio da mola para ajudar no fechamento da válvula imediatamente após a bomba ser desligada ou quando a pressão de sucção for reduzida.

Primavera

Este é o componente de uma válvula de retenção com mola que ajuda o disco ou esfera da válvula a fechar a válvula. A mola é comprimida pela pressão do fluido de sucção forçando o disco a abrir. A capacidade da mola de abrir depende de certos parâmetros como a resistência, diâmetro e rigidez do material.

Sede

Esta é a parte de uma válvula de retenção com mola que é usada para fornecer uma superfície de assento para o disco ou esfera. O assento também ajuda a fornecer vedação entre o disco/bolha e o corpo da válvula para evitar vazamento de fluido.

Figura: Componentes de uma válvula de retenção com mola.

Como funciona uma válvula de retenção com mola?

Uma válvula de retenção com mola funciona utilizando o princípio da diferença de pressão. Este é o caso em que, se a pressão de sucção for suficientemente alta, ela força seu caminho através do disco ou esfera da válvula, comprimindo a mola da válvula. Uma vez que o disco/ esfera da válvula abre, o fluido continua fluindo até quando a pressão de sucção começa a diminuir ou quando a bomba é desligada. No caso em que a bomba é desligada, o fluido tenta fluir para trás porque a pressão de sucção é menor do que a pressão de saída. Entretanto, antes que o fluido flua para trás, a mola da válvula que havia sido comprimida pela pressão do fluido de sucção se estende de volta ao seu comprimento original forçando o disco/bola a sua posição de assento. Como tal, o mecanismo com mola assegura que não haja inversão do fluido. Os fabricantes de válvulas com mola visam garantir que não haja inversão de fluido para trás, especialmente onde a válvula é usada em aplicações críticas, como no tratamento de águas residuais, alimentos e bebidas que podem causar contaminação.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção com mola.

Tipos de válvulas de retenção com mola

Válvula de retenção em linha com mola

Esta é uma válvula de retenção com mola, na qual a mola e o disco/bolha são orientados a 0^o graus em relação ao corpo da válvula. Este tipo de válvula pode ser instalada tanto no sentido vertical quanto no horizontal. As válvulas de retenção com mola em linha são muito comuns no mercado por causa de seu design simples e compacto. Este tipo de válvula tem uma curta distância de deslocamento para o disco/bola utilizando a mola. Isto ajuda a aumentar o tempo de fechamento rápido, garantindo que não haja fluxo inverso de fluido.

Figura: Válvula de retenção em linha com mola.

Válvula de retenção em forma de Y com mola

Esta é uma válvula de retenção com mola, na qual a sede e o disco são orientados para o eixo do tubo em um ângulo de cerca de 45^o graus. O princípio de funcionamento deste tipo de válvula é o mesmo que o da válvula tipo in-line. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola visam fazer com que esta válvula seja utilizada onde for necessário abrir a válvula para inspeção sem desconectar a válvula do sistema de tubulação. Entretanto, este tipo de válvula de retenção com mola ocupa mais espaço em comparação com o tipo em linha.

Figura: Válvula de retenção em forma de Y com mola.

Válvula de retenção com mola de elevação

Esta é uma válvula de retenção com mola na qual o fluido flui do lado inferior da sede e do disco da válvula. A mola é orientada perpendicularmente ao assento da válvula. Este tipo de válvula funciona com o mesmo princípio de diferença de pressão, no qual a pressão do fluido de entrada precisa ser alta o suficiente para forçar o disco para cima. O movimento para cima do disco deixa espaço para que o fluido flua através da válvula. O disco da válvula se move para baixo quando a pressão do fluido diminui, utilizando a energia potencial da mola e a força gravitacional. Este tipo de válvula se assemelha a uma válvula de retenção de globo, mas não tem um volante ou atuador de válvula manual.

Figura: Válvula de retenção com mola de elevação.

Válvula de retenção silenciosa com mola

Esta é uma válvula de retenção com mola projetada não apenas para evitar o fluxo reverso de fluido, mas também para eliminar o golpe de aríete e seus problemas associados. Um golpe de aríete é um fenômeno que ocorre quando uma válvula fecha abruptamente ou quando a bomba desliga repentinamente. O golpe de aríete causa tensões mecânicas no sistema de tubulação que podem interferir com a integridade estrutural das tubulações e acessórios de encanamento. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola projetam estas válvulas para que elas possam fechar lentamente de modo a eliminar golpes de aríete, vibrações e também impedir a inversão do fluxo de fluido. A mola neste tipo de válvula serve para reverter o disco para sua posição de assento lentamente após a pressão do fluido começar a diminuir.

Figura: Válvula de retenção silenciosa com mola

Válvula de retenção com mola Wafer

Esta é uma válvula de retenção com mola projetada com um corpo fino, mas forte. Este tipo de válvula é adequado para uso em aplicações que necessitem de um comprimento de tomada curto. Devido ao seu pequeno tamanho, estas válvulas são leves em peso. As válvulas de retenção com mola Wafer empregam duas placas pivotadas no centro de um pino de dobradiça. As molas são usadas para manter as placas em posição. As molas são fixadas no pino da dobradiça e impedidas de girar livremente pelo uso de um pino montado paralelamente ao pino da dobradiça. A pressão do fluido comprime as molas forçando as placas a abrir a válvula de retenção com mola. O grau de abertura das placas depende da pressão do fluido, que é tanto maior quanto maior for a pressão do fluido, mais as placas se abrirão permitindo que mais fluido flua.

Figura: Válvula de retenção com mola Wafer.

Válvula de retenção com mola esférica

Esta é uma válvula de retenção com mola que utiliza uma esfera para abrir e fechar o fluxo do fluido. A esfera é colocada perto do orifício na seção de entrada. A sede é projetada para ajudar a guiar a esfera para dentro do orifício e assim proporcionar um fechamento apertado quando o fluido tenta inverter a direção do fluxo. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola esférica projetam esta válvula para que a esfera se mova quando a pressão de sucção for maior do que a força da mola. A mola se comprime ao mover a esfera para longe da entrada, permitindo assim que o fluido flua para dentro e através da válvula. A mola junto com a esfera reverte para a posição de assento quando a bomba pára ou quando a pressão do fluido diminui.

Figura: Válvula de retenção com mola esférica.

Aplicações da válvula de retenção com mola

• As válvulas de retenção com mola são utilizadas em estações de abastecimento de água doce e de tratamento de águas residuais.
• Estas válvulas são utilizadas em fábricas de produtos químicos.
• Eles são utilizados nas indústrias de alimentos e de processamento de bebidas.
• As válvulas de retenção com mola são utilizadas em aplicações farmacêuticas.
• Eles são utilizados no controle de água de alimentação e vapor em caldeiras.
• Estas válvulas são utilizadas em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado.
• As válvulas de retenção com mola são utilizadas nas indústrias de processamento de petróleo e gás.
• Estas válvulas são utilizadas em aplicações de mineração.

Vantagens das válvulas de retenção com mola

• As válvulas de retenção com mola operam automaticamente, economizando assim em custos do atuador da válvula.
• As válvulas de retenção com mola têm baixa queda de pressão, aumentando assim a eficiência do bombeamento.
• Estas válvulas podem manter a pressão de trabalho através do sistema de tubulação.
• Elas são duráveis, pois utilizam materiais resistentes que aumentam sua vida útil, especialmente quando usadas de acordo com as instruções dadas pelo fabricante da válvula de retenção com mola.
• As válvulas de retenção com mola podem ser instaladas tanto na orientação vertical quanto horizontal, pois dependem da força da mola para fechar quando a pressão do fluido diminui.
• Estas válvulas são livres de vazamento de fluido.
• Eles não precisam ser lubrificados.
• Estas válvulas operam muito rapidamente, ao contrário de outras válvulas como válvulas de gaveta e de globo.
• As válvulas de retenção com mola não permitem a inversão do fluxo de fluido.

Desvantagens das válvulas de retenção com mola

• As válvulas de retenção com mola não são adequadas para uso em sistemas que têm fluxo de fluido de pulsação.
• Algumas das válvulas de retenção com mola causam problemas de golpe de aríete.
• Estas válvulas não podem permitir o fluxo de fluido em ambas as direções. 
• Eles não podem ser inspecionados enquanto estiverem em operação.

Resolução de problemas de válvulas de retenção com mola

Nenhum fluido flui através da válvula

• A válvula foi instalada na direção errada. Instalar a válvula de acordo com a direção indicada na válvula ou no manual pelo fabricante da válvula de retenção com mola.
• O tubo que transporta o fluido através da válvula é bloqueado. Verifique a válvula e remova quaisquer materiais que causem bloqueio.
• A pressão do fluido de sucção não é alta o suficiente para abrir o disco ou esfera da válvula. Aumente a pressão de sucção.

Vazamento do fluido quando a válvula está totalmente fechada

• O-rings danificados ou desgastados. Substituir os anéis em O.
• Partículas sólidas entupidas na válvula. Abrir a válvula de retenção com mola e remover qualquer material entupido.

Vazamento de fluido externo

• Conexão frouxa de parafusos ou parafusos. Apertar os parafusos ou pinos com o torque recomendado pelo fabricante da válvula de retenção com mola.
• O-rings desgastados ou danificados. Substituir os anéis em O.
• Gaxeta gasta ou danificada. Substituir a gaxeta.

Sumário

A válvula de retenção com mola é uma válvula utilizada para impedir a inversão do fluxo de fluido em diferentes aplicações. Esta válvula funciona com base no princípio da pressão diferencial. Este é o princípio no qual a válvula abre quando a pressão do fluido de sucção é alta o suficiente para comprimir a mola para abrir a válvula. Quando a válvula abre, o fluido continua fluindo até um ponto em que a pressão de sucção cai, dando à mola energia para reverter para sua posição de assento. A capacidade do disco/bola da válvula de abrir ou fechar depende da força da mola. Quanto mais forte a mola, mais pressão de fluido é necessária para abrir e mais fácil será para fechar a válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção com mola produzem diferentes tipos destas molas que incluem válvulas de retenção com mola em linha, válvulas de retenção com mola em Y, válvulas de retenção com mola em wafer, válvulas de retenção silenciosas com mola, válvulas de retenção com mola de elevação, e válvulas de retenção com mola de esfera. Estas válvulas são utilizadas em várias aplicações industriais, como abastecimento de água, produtos químicos, alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, usinas de vapor e aplicações em mineração, entre outras. As vantagens do uso de válvulas de retenção com mola são operação automática, baixa queda de pressão, versatilidade, vazamento zero, durabilidade, nenhum fluxo reverso de fluido, nenhuma lubrificação necessária e operação rápida, entre outras.