Válvula Diafragma Tipo Weir

O que é uma válvula de diafragma de weir? 

A válvula de diafragma do tipo Weir é um tipo de válvula sob válvulas de diafragma. Esta é uma das mais populares de todas as válvulas de diafragma. A válvula de diafragma tipo Weir tem uma sela ou lábio elevado onde a parte do diafragma pressiona para produzir ação de vedação. Devido ao lábio elevado, o nível de curso do diafragma reduz de uma abertura total para uma posição completamente fechada. Como tal, a tensão induzida no diafragma devido ao fechamento da válvula diminui. O diafragma é feito de material resistente tornando-o adequado para aplicações de alta pressão e vácuo. As válvulas de diafragma tipo Weir têm um ótimo desempenho no controle do fluxo de fluido, na estrangulamento e no controle de taxas de fluxo mínimas. As válvulas de diafragma tipo Weir utilizam um compressor de duas peças para criar uma pequena abertura no centro da válvula. As válvulas de diafragma do tipo Weir são freqüentemente usadas para manusear líquidos e gases homogêneos e limpos, pois a contaminação e o lodo viscoso podem se acumular na sela. Estas válvulas também podem trabalhar em meios perigosos, abrasivos e corrosivos.

Válvula de diafragma tipo Weir

Como funciona a válvula de diafragma tipo weir?

A válvula de diafragma tipo weir tem um diafragma flexível que é conectado ao compressor. O compressor é conectado à haste. Para aumentar a vazão, a haste se move para cima. Enquanto a haste se move para cima, ela se move junto com o compressor, uma vez que eles estão conectados. O compressor é conectado ao diafragma, que então faz com que o diafragma também se movimente para cima. Quando o diafragma se move para cima, a vazão do fluido aumenta. Para reduzir a vazão ou para fechar completamente o fluxo, a haste é girada e movida para baixo. A haste então transfere o movimento para baixo no compressor que também pressiona o diafragma para baixo para reduzir a vazão ou para fechar completamente o fluxo de fluido. 

Tipos de válvulas de diafragma tipo Weir 

Estas válvulas de diafragma podem ser classificadas com base no atuador utilizado e na aplicação do mesmo. Considerando os atuadores, os tipos de bombas de diafragma do tipo weir são: 

Válvulas manuais de diafragma tipo weir

Estas são válvulas de diafragma tipo weir com manivela ou volante manual usadas para aplicar torque. O torque aplicado é usado para girar a haste e assim mover-se linearmente para alterar o fluxo do fluido. Estes tipos de válvulas de diafragma do tipo weir têm uma velocidade de controle lenta. Elas também precisam de mais energia manual para operar. Alguns cabeçotes de engrenagem podem ser instalados nestas válvulas para melhorar o torque e assim aumentar a velocidade de fechamento ou abertura. Apesar destas válvulas serem manuais, elas também podem ter outras características importantes, como indicação de posição, ajuste de curso e interruptores para feedback elétrico para melhorar a operação conveniente. 

Figura: Válvula manual tipo diafragma tipo weir.

Válvula de diafragma tipo açude elétrica 

Estas são válvulas de diafragma tipo weir que possuem atuadores elétricos. Estas válvulas utilizam um motor elétrico para modificar a vazão do fluido. O motor é conectado a um trem de engrenagem para baixar a velocidade do motor e aumentar seu torque. Usando um atuador elétrico, estas válvulas podem ser operadas de forma reversível que está próximo ao diafragma e vice-versa. 

Figura: Válvula de diafragma tipo weir elétrica

Válvula pneumática de diafragma tipo weir 

Estas são válvulas de diafragma tipo weir que utilizam pressão de ar para abrir ou fechar o fluxo do fluido. Elas funcionam movendo um pistão em um castelo de válvula onde uma haste de pistão se conecta a um compressor. O fornecimento de pressão de ar é feito em ambos os lados da câmara do pistão. O fornecimento de ar na câmara superior do pistão faz com que a haste do pistão se mova para baixo e assim abaixe o fluxo de fluido ou feche a válvula conforme for necessário. Por outro lado, o fornecimento de ar à câmara inferior faz com que a haste do pistão se mova para cima e assim aumenta a vazão do fluido. Existem O-rings no pistão e na haste do pistão que ajudam a garantir que não haja vazamento de ar através das câmaras de pistão. 

Válvula de diafragma do tipo represa hidráulica 

São válvulas de diafragma tipo weir que utilizam fluido hidráulico como água ou óleo para fechar ou abrir válvulas, exercendo grande força sobre o diafragma. Estas válvulas são freqüentemente usadas em aplicações de baixa velocidade. 

Válvulas de diafragma do tipo Weir Thermal

São válvulas que utilizam a mudança de temperatura para fechar ou abrir válvulas para alterar o fluxo do fluido. 

Materiais de fabricação de válvula de diafragma tipo weir 

Diafragma 

Este componente de uma válvula de diafragma tipo weir é feito de material elastomérico e flexível. Tais materiais foram encontrados para restringir a pressão e a temperatura nominal da válvula à medida que se tornam fracos a altas pressões e temperaturas. Como tal, os materiais para fabricação do diafragma precisam ser selecionados com base na pressão e temperatura esperadas, material a ser manuseado e freqüência de operação. 

Monômero de etileno propileno dieno (EPDM) 

Trata-se de um elastômero sintético, de uso geral. Ele é bom em resistência à corrosão. Pode manusear álcoois, álcalis e ácidos. Este material é resistente à camada de ozônio. Entretanto, este material não é compatível com petróleo e derivados do petróleo. As válvulas de diafragma tipo Weir feitas deste material podem trabalhar entre -28 oC a 110 oC. Este material também é bom onde a válvula de diafragma tipo weir será usada em aplicações de esterilização. 

Politetrafluoroetileno (PTFE)

O PTFE é um fluoropolímero sintético. Este material tem excelente resistência química e à corrosão, adequado para o manuseio de álcalis fortes, ácidos e solventes. É um material rígido, o que o faz criar uma grande força para operar uma válvula. Um diafragma feito deste material pode operar entre -184 oC a 1649 oC. O material PTE é reforçado com fibra de vidro, o que melhora sua resistência à compressão, abrasão e resistência ao desgaste, bem como seu grau de pressão. 

Neoprene 

Este é um material de borracha sintética freqüentemente utilizado para a confecção de diafragmas. É conhecido por sua boa resistência à abrasão e à corrosão. Este material pode manusear fluidos com óleos arrastados, álcalis, ácidos, explosivos, petróleo e fertilizantes. Um diafragma para válvula de diafragma tipo weir feito deste material pode trabalhar em temperaturas entre -28 oC a 93 oC.

Borracha butílica 

Este material tem baixa permeabilidade a gases e vapores. Isto o torna adequado para uso em meios gasosos. A borracha butílica pode ser usada em álcalis e ácidos e esterilização a vapor. Os diafragmas feitos deste material podem operar entre -20 oC e 120 oC.

Borracha nitrílica 

Este material é resistente à abrasão e tem alta resistência. Este material pode manusear gases, gorduras, combustíveis, álcoois, óleos e petróleo. Entretanto, não é compatível com cetonas, ozônio, acetonas e outros hidrocarbonetos modificados. Diafragmas feitos deste material podem ser usados em temperaturas entre -25 oC e 57 oC.

Borracha natural 

Este material pode manusear álcalis e ácidos e é resistente à abrasão. Diafragmas feitos de borracha natural são freqüentemente utilizados em ácidos minerais diluídos, abrasivos e cervejaria. Tais diafragmas podem trabalhar em temperaturas de -40 oC e 57 oC.

Corpo da válvula 

O castelo e o corpo da válvula são feitos de materiais fortes e rígidos que podem proteger os componentes da válvula de diafragma tipo weir. A fabricação do castelo a partir de material menos resistente à corrosão será fina, pois o castelo será protegido da parte molhada da válvula. O revestimento liso do diâmetro interno da válvula de diafragma tipo weir ajudará a evitar a goma e o entupimento de fluidos viscosos e pegajosos. Semelhante ao diafragma, o corpo da válvula precisa ser feito de um material que seja resistente à corrosão e que possa oferecer esterilização. Para melhorar um certo grau de sanidade, podem ser utilizados materiais antimicrobianos, como bronze e latão. Alguns materiais comumente usados no corpo da válvula para válvulas de diafragma tipo weir são ferro fundido, aço inoxidável, aço fundido, bronze, latão, PVC, ferro dúctil, CPVC e U-PVC. 

Fatores considerados ao selecionar uma válvula de diafragma do tipo weir 

Coeficiente de fluxo da válvula 

Esta é a medida da capacidade da válvula de permitir que o fluido flua através dela. É descrito como o volume de fluido a 316 oC que pode fluir através de uma válvula em um minuto com uma queda de pressão de 1 psi através da válvula. Conhecer o coeficiente de fluxo da válvula é muito importante porque ajuda a determinar o tamanho da válvula de diafragma tipo weir que pode permitir que o fluido flua na vazão apropriada. Aumentar o curso da haste e a abertura da válvula aumenta o coeficiente de vazão da válvula. 

Queda de pressão 

Esta é a queda de pressão desde a entrada até a descarga da válvula. Quando a relação da queda de pressão através da válvula de diafragma tipo weir para todo o sistema é muito pequena, então a diferença de vazão também seria muito pequena até um ponto em que a válvula estivesse totalmente fechada. Como tal, uma válvula de diafragma tipo açude de abertura rápida ou de ação rápida será de grande ajuda.

Rangeabilidade

Esta é uma propriedade das válvulas de diafragma tipo weir que são medidas em termos de uma relação de vazão máxima e mínima que pode ser controlada. A precisão e tamanho do atuador, geometrias, compressor, corpo da válvula e diafragma afetam a Rangeability. Para uma maior rangeabilidade, a válvula de diafragma tipo weir controlaria uma ampla gama de vazões. 

Dimensionamento de válvulas 

Esta consideração é importante para as válvulas de diafragma tipo Weir destinadas a fins de estrangulamento. O volume necessário que se espera passar pela válvula precisa ser determinado e é afetado pela pressão e temperatura de entrada e saída, taxa de fluxo, viscosidade do fluido e gravidade específica. Quando tais propriedades são determinadas, então a queda de pressão da válvula e a capacidade da válvula de diafragma tipo weir-type será determinada. Há vários métodos usados para determinar o tamanho da válvula. Um dos métodos é pelo uso do fator de geometria da tubulação. 

Vantagens das válvulas de diafragma tipo “weir-type”. 

• As válvulas de diafragma tipo Weir têm muitos revestimentos que as ajudam a resistir a danos químicos. 
• Estas válvulas oferecem um serviço à prova de bolhas. 
• Estas válvulas são adequadas para o fornecimento de fluidos perigosos e radioativos. 
• As válvulas de diafragma do tipo Weir funcionam bem em fluidos viscosos. 
• Elas podem ser usadas em aplicações de fluxo on-off e de estrangulamento. 

Desvantagens das válvulas de diafragma do tipo weir 

• As válvulas de diafragma tipo weir têm um weir que pode causar uma drenagem completa da tubulação. 
• Se o corpo desta válvula não for feito de material resistente à corrosão, ela se desgastará rapidamente.
• As válvulas de diafragma tipo Weir podem não funcionar bem a uma pressão muito alta de mais de 200 psi. 
• O diafragma pode corroer se usado em serviços de estrangulamento altamente contaminados.

Aplicações das válvulas de diafragma do tipo Weir 

• As válvulas de diafragma tipo Weir são utilizadas em uma aplicação com corrosão, pois não cedem à corrosão.
• Estas válvulas são usadas para regular o fluxo de ar ou líquidos limpos ou sujos. 
• Estas válvulas são usadas na geração de energia.
• São utilizadas em sistemas de tubulação de serviços de vácuo. 
• As válvulas de diafragma tipo Weir são utilizadas em sistemas de tubulação de água desmineralizada. 
• Elas são usadas em sistemas de produção farmacêutica. 
• São utilizadas no processamento de produtos químicos. 

Solução de problemas Válvulas de diafragma tipo Weir

Não há fluxo ou não há fluxo suficiente

• Válvula está parcial ou totalmente fechada. Verifique a posição da válvula. 
• A embalagem/proteção da válvula não foi removida; remova-as.
• Filtro ou sistema de tubulação entupido. Verifique o sistema e limpe-o.

Vazamento entre a contraflange e o corpo

• Contraflange não apertada o suficiente ou não uniforme. Verificar o torque de montagem e aperto, se necessário desmontar e montar novamente. 
• Revestimento do flange danificado, superfície ou junta de vedação. Remover a válvula do sistema de tubulação, limpá-la e reparar os danos ou substituí-la quando necessário. 

Flange quebrada 

• Parafusos de montagem não apertados adequadamente ou desalinhados contraflanges ou grande fenda. Substituir a válvula de diafragma tipo weir e instalar de acordo com as instruções do fabricante. 

Não é possível alcançar a posição de abertura ou fechamento total 

• Rotação errada do volante de mão. Girar o volante na direção correta. A direção no sentido horário é para o fechamento. 
• Rosca do castelo ou da haste danificada ou encravada. Inspecione e lubrifique ou limpe peças. Se necessário, substituir a peça danificada. 
• Alta pressão. Verificar as condições de trabalho. Uma válvula de diafragma tipo weir de grande porte pode precisar de alto torque se operada sob alta pressão. 
• A válvula de diafragma tipo weir está em uma posição difícil para os trabalhadores aplicarem força. Mantenha a válvula em uma boa posição para facilitar a operação da válvula. 
• Há impurezas retidas entre o corpo e o diafragma. Abra a válvula e feche-a sob pressão para limpar a sujeira. Substituir ou reparar a válvula conforme a necessidade. 

Vazamento no assento quando a válvula é fechada

• Isso pode ser devido a um diafragma danificado. Verifique o diafragma e substitua-o, se necessário. 
• Superfície de vedação do corpo danificada. Substituir o corpo. 
• Impurezas entupidas entre o corpo e o diafragma. Fechar e abrir a válvula a alta pressão para eliminar a sujeira entupida. Substituir ou reparar a válvula, se necessário. 

Resumo:

A válvula de diafragma tipo Weir é um dos tipos de válvulas de diafragma. Esta válvula tem uma sela ou lábio elevado onde o diafragma pressiona para criar uma ação de vedação. O diafragma da válvula de diafragma tipo Weir precisa ser feito de material resistente que possa resistir a aplicações de alta pressão e vácuo. Alguns dos materiais utilizados para fazer o diafragma são borracha revestida ou não revestida, como Viton, borracha natural e plástico flúor, como PTFE e EPDM, entre outros. Estes materiais oferecem uma ampla gama de temperaturas e são resistentes à corrosão.

A válvula de diafragma tipo Weir tem um bom desempenho no controle do fluxo de fluido e nos processos de estrangulamento. Esta válvula é freqüentemente usada para controlar o fluxo de fluidos homogêneos e limpos, bem como gases para evitar o acúmulo de lama viscosa e contaminação na sela. As válvulas de diafragma tipo Weir podem ser em fluidos radioativos, perigosos, abrasivos e corrosivos. Devido à resistência dessas válvulas e sua capacidade de trabalhar com fluidos perigosos e corrosivos, elas são utilizadas em muitas indústrias, tais como farmacêutica, serviços de vácuo, processamento químico, processamento de bebidas, água desmineralizada, fluidos corrosivos como ácidos e álcalis, e na geração de energia, entre outros.