Válvula de cunha resiliente

O que é uma válvula de cunha resiliente?

Uma válvula de cunha resiliente é um tipo de válvula que tem um disco inserido na forma de uma cunha que fica entre duas sedes inclinadas. Este tipo de válvula de gaveta utiliza um disco em forma de cunha construído com material metálico forte e revestido com materiais elastômeros como, por exemplo, o elastômero. Os fabricantes de válvulas de cunha resilientes projetam estas válvulas s para operar manual ou automaticamente usando atuadores. O disco em cunha viaja perpendicularmente ao sentido do fluxo do fluido quando o volante manual é girado. Quando o volante manual gira no sentido anti-horário, a cunha limpa a trajetória do fluxo abrindo assim o fluxo do fluido e quando girada no sentido horário a cunha corta através do fluxo do fluido para parar o fluxo. As válvulas de cunha resilientes são usadas para serviços on/off em aplicações turbulentas e de alto fluxo. Como qualquer outro tipo de válvula de cunha, este tipo de válvula só pode ser usado quando totalmente aberta ou fechada e não pode ser usada como uma válvula de ajuste ou estrangulamento.

Figura: Uma válvula de cunha resiliente.

Como funciona uma válvula de cunha resiliente?

O mecanismo de operação de uma válvula de cunha resistente é muito simples e envolve a rotação manual de um volante para abrir ou fechar a válvula para válvulas operadas manualmente. Para válvulas automáticas de guilhotina resiliente, a força para abrir ou fechar a válvula é fornecida por um atuador. O sentido de abertura da válvula é normalmente indicado por uma seta lançada sobre o volante manual ou porca da válvula. Quando o volante manual é girado no sentido horário, a porta de cunha se encaixa no espaço entre as sedes, corta o fluxo e pára o fluxo do fluxo. Quando o volante manual é girado no sentido anti-horário, a porta de cunha libera a trajetória do fluxo, abrindo assim o fluxo do fluido. Uma válvula de cunha resiliente é operada em posição totalmente aberta ou fechada. A operação da válvula em uma posição intermediária pode levar a um maior desgaste da porta e do assento, reduzindo assim a vida útil da válvula. Os fabricantes de válvulas de cunha resilientes recomendam a consideração de vários fatores durante a instalação e a operação da válvula. Antes da instalação, deve-se tomar cuidado para assegurar que a válvula seja adequada às condições de serviço em termos de pressão, temperatura e meio de fluxo.

Partes de uma válvula de cunha de porta resiliente

Volante/atuador

O volante manual é o componente de uma válvula de cunha manual resiliente que é usada para abrir ou fechar cuidadosamente a válvula. Os fabricantes de válvulas de cunha resilientes também projetam válvulas automáticas que são operadas usando atuadores. O atuador fornece força para abrir e fechar a válvula quando necessário. Com válvulas de cunha automáticas, não há necessidade de um operador de válvula.

Corpo

Este é o componente de uma válvula de cunha resiliente utilizada para conter partes internas da válvula. Os fabricantes de válvulas de cunha resilientes projetam o corpo com um material metálico forte para dar-lhe alta resistência mecânica que ajuda a resistir a altas pressões e altas temperaturas.

Boina

O castelo é a parte que cobre a haste e suas peças de vedação. O castelo de uma válvula de cunha resiliente é montado sobre o corpo usando parafusos ou pinos para facilitar a desmontagem e o reparo dos componentes internos da válvula.

Haste

A haste é um componente roscado uma válvula de cunha resistente cuja função é levantar ou baixar o disco ou a porta para abrir ou fechar o fluxo do fluido. A haste conecta o atuador/roda manual à porta para facilitar a transferência do torque de fechamento/abertura para a porta ou disco.

Disco de cunha/ porta

A função do disco de cunha ou da porta de cunha é abrir ou fechar o fluxo quando a roda manual é girada.

Lugares

As sedes são inclinadas para acomodar a porta de cunha e para criar uma vedação hermética quando a válvula desliza para cortar o fluxo.

Caixa de recheio

A caixa de empanque contém o material da embalagem que cria uma vedação hermética para evitar vazamentos de fluido entre a haste giratória e o castelo.

 Vedação

A junta é um selo mecânico que serve para evitar vazamentos entre as conexões finais, como entre o castelo e o corpo e o sistema de tubulação.

Figura: Diagrama mostrando partes de uma válvula de cunha resiliente.

Tipos de válvula de cunha resiliente

Válvula de cunha automática resiliente

Esta é uma válvula de cunha resiliente que é automática. Isto significa que a válvula não precisa de um operador de válvula para abrir ou fechar o fluxo do fluido. As válvulas de cunha resilientes automáticas são projetadas com sensores que determinam quando abrir ou fechar o fluxo do fluido. Isto ajuda a reduzir a necessidade de um operador de válvula. As válvulas automáticas de cunha resilientes usam atuadores como pneumáticos, elétricos e hidráulicos para fornecer o torque necessário para abrir e fechar o fluxo do fluido. As válvulas de cunha resilientes automáticas aumentam a segurança, pois não precisam de um operador de válvula.

Figura: Válvula de cunha automática resiliente.

Válvula de cunha manual resiliente

Esta é a válvula de cunha resiliente que é operada por um operador de válvula usando o volante manual. O operador da válvula é responsável por fornecer a força necessária para abrir ou fechar o fluxo do fluido. As válvulas de cunha manuais resilientes tendem a ser entediantes para o operador da válvula porque precisam ser giradas várias vezes antes de fechar/abrir. Além disso, as válvulas de cunha manuais resilientes podem causar lesões ao operador da válvula em caso de mau funcionamento. Entretanto, as válvulas de cunha manuais resilientes são mais baratas em comparação com os tipos automáticos. Além disso, estas válvulas podem ser automatizadas, pois o usuário precisa consultar especialistas ou um fabricante de válvulas de cunha resilientes para o sistema de automação.

Figura: válvula de cunha manual resiliente.

Válvula de cunha resistente de degrau ascendente

Em uma válvula de cunha resistente à subida da haste, a porca da haste é posicionada sobre a tampa e a haste sobe acima do volante manual quando a válvula é fechada. Quando o volante manual é girado para abrir ou fechar a válvula de cunha resiliente, a porca da haste empurra a haste para cima e para baixo. Ao mesmo tempo, as abas montadas na haste são abertas ou fechadas ao levantar ou baixar a rosca entre o volante manual e a rosca. Tanto na posição fechada como na posição aberta da válvula, a haste deste tipo de válvula de comporta pode ser vista do lado de fora. Este projeto é amplamente preferido porque oferece vários benefícios, tais como fácil lubrificação da rosca da haste, fácil operação e fluxo ininterrupto quando a válvula está na posição totalmente aberta. Além disso, os fabricantes de válvulas de cunha resilientes projetam estas válvulas para ajudar o operador da válvula a saber facilmente ao abrir ou fechar a válvula, monitorando o movimento da haste. Entretanto, as válvulas de guilhotina de cunha resiliente com haste ascendente ocupam muito espaço e são preferíveis para uso onde o espaço não é limitado.

Figura: Válvula de porta de cunha resiliente com haste ascendente.

Válvula de cunha resistente à haste não ascendente

Uma válvula de cunha com haste não ascendente resiliente tem uma haste rotativa que gira para abrir ou fechar a porta quando o torque é aplicado no volante manual, mas o parafuso de elevação não se move para cima do volante manual durante a operação. Uma das maiores desvantagens deste tipo de válvula de cunha resiliente é a suscetibilidade à corrosão e danos devido à dificuldade de lubrificar as roscas da haste. Entretanto, estas válvulas são de grande importância onde o espaço é limitado, pois não ocupam muito espaço, como suas contrapartes de haste ascendente.

Figura: Válvula de cunha resistente à haste não ascendente.

Aplicações de uma válvula de cunha resiliente

• As válvulas de cunha resilientes são usadas na torneira doméstica Abastecimento de água.
• Eles são utilizados em estações de tratamento de esgoto.
• Estas válvulas são utilizadas em sistemas industriais e de proteção contra incêndio.
• Eles são utilizados no transporte de petróleo e gás.
• As válvulas de cunha resilientes são usadas em aplicações de alimentos e bebidas.
• Eles são utilizados nas indústrias químicas.

Vantagens de uma válvula de cunha resiliente

• Uma válvula de cunha resiliente tem uma perda por baixa pressão.
• Também evita os efeitos de golpe de aríete devido ao giro lento do volante para o número correto de voltas necessárias para abrir ou fechar a porta de cunha.
• Tem excelente desempenho e alta durabilidade devido à resistência inerente à corrosão e à porta de cunha revestida com elastômeros.
• A direção do meio não é limitada porque a válvula é bidirecional.
• As válvulas de cunha resilientes são versáteis, pois podem ser usadas em diferentes aplicações.
• Estas válvulas têm vazamento zero de fluido.

Desvantagens de uma válvula de cunha resiliente

• Abrir e fechar uma válvula de cunha resiliente leva muito tempo.
• A válvula de cunha resiliente está sujeita a muito atrito e abrasão da superfície de vedação durante o fechamento e abertura.
• A válvula de cunha resiliente não pode ser usada para regulagem de fluxo ou estrangulamento.
• Uma válvula de cunha resiliente pode sofrer muita vibração em condição parcialmente aberta

Resolução de problemas de uma válvula de porta resiliente

A válvula de cunha resiliente é difícil de operar

• Presença de pressão retida na válvula. Abra a válvula de cunha resiliente para aliviar qualquer pressão retida.
• Danos às partes operacionais devido ao uso de torque excessivo. Ajuste a saída de torque dos atuadores portáteis como recomendado pelo fabricante da válvula de cunha resiliente. Executar a última ou primeira volta de operação à mão.
• Acúmulo excessivo na válvula devido ao funcionamento irregular da válvula. Exercício da válvula gradualmente e ciclo de abertura a fechamento para tentar remover o acúmulo interno. 

Vazamentos de válvulas durante os testes

• Material estranho ou ar na linha. Abra a válvula de cunha resiliente o suficiente para obter um fluxo de alta velocidade para expelir os materiais estranhos. Repita várias vezes até que o vazamento pare.
• Preso de ar na válvula. Dê tempo suficiente para encher a válvula e ventilar fora do ar.

Vazamento no tronco

• Vedações em O-ring desgastadas. Substituir os anéis em “O”.
• Parafusos e porcas de empanque soltos. Apertar os parafusos e as porcas.

Vazamento no corpo da válvula

• Corpo ou capô rachado ou danificado. Inspecione os danos e contate o fabricante da válvula de cunha resiliente para maiores detalhes.

Vazamento na área de assentos

• Os materiais estrangeiros estão embutidos na cunha da válvula. Abrir parcialmente a válvula para obter uma descarga de alta velocidade para limpar a válvula.
• Graves danos ou cortes na cunha revestida de elastômeros. Desmontar a válvula resiliente da cunha e verificar se a cunha está danificada. Substituir a porta de cunha, se necessário.

Vazamento nas conexões aparafusadas

• Parafusos soltos da tampa do compartimento do motor ou parafusos da caixa de empanque. Remover os parafusos e porcas que fixam o castelo ao corpo da válvula. Remover o castelo para inspecionar a vedação do castelo e o interior da cunha do corpo da válvula. Substituir qualquer peça danificada, conforme necessário.
• Inspecione as arruelas de empuxo e a junta da caixa de empanque (O-ring) e substitua em caso de danos

Sumário

Uma válvula de cunha resiliente tem um disco em forma de cunha que é revestido com um elastômero e se senta contra duas sedes inclinadas. Estas válvulas são fabricadas com materiais metálicos fortes, como ferro dúctil, aço inoxidável, aço carbono e ferro fundido. Quando o volante manual é girado no sentido horário, a porta em cunha se encaixa no espaço entre os assentos, corta o fluxo e pára o fluxo do fluxo. Quando o volante manual é girado no sentido anti-horário, a porta em cunha libera a trajetória do fluxo, abrindo assim o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas de cunha resilientes recomendam estas válvulas para uso em posições totalmente abertas ou fechadas para evitar abrasão e erosão das sedes. As válvulas de cunha resilientes são comumente usadas para abastecimento de água doméstica, em estações de tratamento de águas residuais, sistemas de proteção contra incêndio, alimentos e bebidas, sistemas HVAC, e sistemas de irrigação que possuem um sistema de controle de refluxo. Alguns benefícios de uma válvula de cunha resiliente incluem redução mínima da pressão de fluxo, longa vida útil, versatilidade, fácil instalação e operação, e zero vazamento de fluido, entre outros. Entretanto, uma válvula de cunha resiliente é lenta de abrir e fechar e, portanto, consome muito tempo. Elas também são propensas a arranhões e erosão das superfícies de vedação, especialmente durante a abertura e o fechamento, e não podem ser usadas para regulagem de fluxo e estrangulamento.