Tudo sobre projeto de válvulas de bloqueio, tipos, diferenças e como escolher o correto

Válvula reguladora.

Esta válvula é semelhante a uma válvula redutora de pressão. A válvula de controle possui um atuador especial, geralmente pneumático ou elétrico, conectado a um regulador automático. A unidade de controle é um dispositivo que mede a vazão, temperatura ou pressão do fluido e os compara ao nível necessário. A unidade de controle emite um comando pelo qual a posição desejada do corpo de trabalho é estabelecida. O movimento do corpo de trabalho nas válvulas de controle pode ser translacional ou rotacional; estruturalmente, eles são na maioria das vezes do tipo válvula ou borboleta. As válvulas de controle são amplamente utilizadas para regular a pressão ou o fluxo de fluido. Essa válvula raramente está totalmente fechada ou aberta. Na válvula de controle, ocorre estrangulamento do fluxo, que é acompanhado por uma queda de pressão. A este respeito, tal válvula deve ter uma alta resistência aos efeitos erosivos do fluxo de fluido. Uma queda na pressão pode levar à cavitação no líquido e ruído nos fluxos de gás ou vapor (cm.

CAVITAÇÃO). Projetos especiais de válvulas de controle com maior resistência à cavitação e baixo ruído foram desenvolvidos. As válvulas de controle operam em condições mais adversas do que a maioria dos outros tipos de válvula.

Válvulas de controle: enfrentando os desafios mais difíceis

A regulação dos parâmetros do fluxo do meio de trabalho é necessária para o controle efetivo dos processos tecnológicos e a conexão entre suas fases individuais. Sem isso, é impossível garantir estabilidade nos modos nominais e no curso normal dos modos transitórios.

Controlar os parâmetros do fluxo do meio de trabalho alterando sua taxa de fluxo, fornecendo um conjunto de requisitos para o tipo de características de controle, confiabilidade e precisão da regulagem, é uma das tarefas mais importantes das válvulas de dutos. E, acima de tudo, ─ válvulas de controle, que ocupam um lugar de extrema importância na nomenclatura geral das válvulas para dutos.

As válvulas de controle, tanto em sua forma "clássica", como em combinação com válvulas de corte (de acordo com "GOST 24856-2014. Válvulas de tubulação. Termos e definições") fornecem condições para o funcionamento normal do equipamento em várias instalações, incluindo tais complexos e responsáveis ​​como usinas termelétricas, NPP, sistemas de transporte por dutos. Um exemplo da simbiose de vários tipos de conexões de tubulação é uma válvula de corte e controle (válvula de corte e controle) que combinam as funções de válvula de corte e controle. Como você sabe, as válvulas de bloqueio são projetadas para interromper o fluxo do meio de trabalho com certa estanqueidade.

Às vezes, as válvulas de controle de dutos são classificadas como independentes do ponto de atrito da classificação estabelecida na documentação regulamentar e técnica (Este foi o caso em "GOST R 52720-2007. Conexões de tubos. Termos e definições"; que substituiu GOST R 52720-2007 GOST 24856-2014 ® não menciona válvulas redutoras de pressão), válvulas redutoras (de aceleração) projetadas para reduzir (reduzir) a pressão operacional no sistema, aumentando a resistência hidráulica no caminho do fluxo. Ou seja, uma válvula reguladora de pressão. A relevância das válvulas de controle só aumenta à medida que as condições de operação no setor de energia se tornam mais complexas.Sua manifestação marcante é um aumento nos parâmetros iniciais de refrigerantes em usinas termelétricas e um aumento na capacidade da unidade de usinas de turbina na indústria de energia nuclear.

Sem o uso de válvulas de controle, é impossível atender aos crescentes requisitos para garantir a operação confiável e ao mesmo tempo mais econômica de vários sistemas na indústria de calor e energia, transporte por dutos e outras áreas de tecnologias modernas.

Drene e válvulas de segurança.

Dispositivos de segurança e válvulas de drenagem para reduzir automaticamente a pressão em vasos fechados quando atinge um limite perigoso. Essas válvulas são utilizadas em uma ampla variedade de dispositivos técnicos, desde cafeteiras, potes de pressão e sistemas de aquecimento de caldeira a usinas de energia, onde as pressões chegam a 30 MPa, e sistemas hidráulicos de potência, onde as pressões podem chegar a 70 MPa. Há uma certa diferença entre válvulas de segurança e válvulas de drenagem. A válvula de segurança é um tipo especial de válvula de drenagem do tipo mola que é projetada para abrir momentaneamente a fim de liberar uma grande quantidade de vapor ou gás de uma vez e, em seguida, fechar novamente de forma abrupta. Válvulas de drenagem são usadas para se comunicar com a atmosfera em sistemas líquidos e válvulas de alívio em sistemas de gás e vapor de alta pressão.

A válvula de drenagem abre ligeiramente quando a pressão no vaso atinge um valor definido (baixo) e aumenta lentamente a liberação de fluido conforme a pressão aumenta. A válvula de drenagem é normalmente usada onde não é desejável ou necessário liberar grandes volumes do fluido de trabalho.

Válvula de gaveta.

Válvulas de gaveta (portões) são comumente usadas em sistemas de tubulação industrial onde a válvula deve estar totalmente fechada ou totalmente aberta. Essa válvula é chamada de válvula de corte. Quando a válvula está aberta, o fluxo passa com pouca ou nenhuma resistência. Nos amortecedores, o amortecedor é baixado nas guias. Nas válvulas gaveta de sede dupla com cunha, os discos são pressionados contra as sedes devido à sua cunha quando a haste se move. Em válvulas com rotação da haste, a extremidade inferior da haste é aparafusada na válvula; a rotação da haste faz com que a válvula suba e desça. Nas válvulas de haste de elevação que ocupam mais espaço na posição aberta, a parte superior da haste é rosqueada e o volante é uma porca com arruelas de encosto. A porca move a haste conforme o volante gira.

Recomendações de seleção de válvula

Devido ao fato de as válvulas flangeadas serem amplamente difundidas, sua seleção deve ser realizada com extremo cuidado e escrupulosidade. Se o dispositivo for escolhido incorretamente, existe a possibilidade de que ele falhe em breve. Existem vários parâmetros importantes a serem considerados ao comprar uma ferramenta:

• o material do qual o corpo é feito;
• tipo de concha;
• uma espécie de mecanismo de acionamento.

As válvulas, cujo corpo é de aço, são duráveis ​​e duráveis, mas é recomendável instalá-las em dutos por onde são transportados vapor, gás, derivados de petróleo ou água. A vantagem do aço-liga é que ele é capaz de suportar baixas temperaturas ambientes, chegando a 60 graus abaixo de zero.

As válvulas de aço inoxidável apresentam alta resistência à corrosão, bem como resistência a elementos químicos agressivos. As válvulas flangeadas de aço inoxidável são amplamente utilizadas na indústria alimentícia, pois é necessário manter a alta pureza do meio que é transportado pelo duto. As peças de ferro fundido apresentam baixa resistência aos fatores ambientais, além de serem frágeis e apresentarem gravidade específica sólida. Recomenda-se instalar apenas esses mecanismos nos sistemas de abastecimento de água.

Ao comprar uma válvula de corte, é necessário levar em consideração o desenho de seu corpo, que pode ser totalmente soldado ou dobrável.O tamanho da peça e a capacidade de realizar um ou outro tipo de reparo dependerão do projeto. As peças totalmente soldadas possuem corpo inteiriço, o que não prevê a possibilidade de realização de medidas de revisão, portanto, tal válvula deve ser instalada naquelas áreas onde a regulagem da vazão do meio é extremamente rara.

Esta precaução é necessária para prolongar a vida útil do dispositivo.

O projeto das válvulas com gaxetas consiste em peças individuais que podem ser substituídas, se necessário, se alguma delas se tornar inutilizável. É pelo fato da válvula ser desmontada que pode ser utilizada para a realização de qualquer tipo de reparo, mas tal ferramenta se diferencia pelo seu alto custo.

Dependendo das particularidades do processo, pode-se selecionar uma válvula flangeada com mecanismo de controle adequado. O mecanismo de acionamento mais simples para válvulas flangeadas é uma alça, com a qual a válvula é movida para o modo aberto ou fechado. Ao escolher uma válvula para regular o fluxo de substâncias espessas, deve-se ter em mente que o cabo deve ser forte e feito de materiais duráveis.

Outro tipo comum de mecanismo de acionamento é uma caixa de engrenagens, que deve ser instalada em tubos se sua seção transversal for superior a 300 mm. A haste é acionada por um volante, que começa a girar quando a chave seletora é ligada. Dispositivos automáticos são representados por sistemas de controle pneumático e elétrico, com os quais você pode controlar a válvula mesmo à distância. Esses dispositivos contribuem para a regulação mais eficiente de todos os processos técnicos.

Classificação de válvulas

A válvula de retenção do tipo de corte é frequentemente referida como “anti-inundação” devido à sua função principal de evitar que o fluido vaze. No mercado de válvulas do tipo shut-off, as válvulas de diversos designs se diferenciam, dependendo do local de sua instalação, bem como das funções desempenhadas.

As válvulas de corte são classificadas por características de design em:

• canto;
• ponto de verificação;
• com um assento para o dispositivo de fechamento;
• dois lugares.

Pelo método de fechamento, os dispositivos de fechamento descartáveis ​​são classificados de acordo com o método de corte do fluxo do conteúdo da tubulação em:

• dispositivos nos quais a sobreposição é realizada por meio de um efeito de carga;
• válvulas fechadas por mecanismo de mola;
• unidades com acionamento pneumático;
• dispositivos com uma válvula eletromagnética instalada.

Cada tipo de válvula de corte é selecionado e instalado apenas com a ajuda de especialistas qualificados que são bem versados ​​na configuração e na finalidade de um ou outro elemento de sistemas de dutos. As válvulas automáticas ou mecânicas podem ter diferentes finalidades, o que determina diretamente o escopo de uso desta válvula.

Dispositivos de proteção para acionamentos pneumáticos

Os acionamentos de freio multicircuito caracterizam-se pela autonomia de cada circuito, que se manifesta na preservação de sua operabilidade em caso de despressurização ou falha de um ou mais circuitos incluídos no acionamento. Nos acionamentos pneumáticos multicircuito, a autonomia dos circuitos é realizada por meio de válvulas de segurança - triplas, duplas e simples.

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Válvula de segurança dupla

A válvula de segurança dupla (Fig. 1, a) serve para distribuir o ar comprimido proveniente do compressor por dois circuitos e manter a pressão em um circuito se o outro estiver danificado. O ar comprimido do compressor, passando pelo regulador de pressão e pelo dispositivo de segurança anticongelante, entra na cavidade central e, pressionando duas válvulas planas, passa pela saída para o circuito auxiliar do sistema de freio, e ao mesmo tempo,através de outra saída - para o circuito do estacionamento e sistemas sobressalentes do trator e reboque.

Se ocorrer um vazamento de ar em um dos circuitos, por exemplo, conectado à saída direita, o pistão central junto com a válvula de placa direita se moverá para a direita sob a influência da pressão do ar na saída esquerda e pressionará contra o impulso pistão (a válvula permanece fechada). Assim que a pressão na cavidade central for maior do que a força da mola do primeiro pistão teimoso, a válvula de placa direita se moverá para longe do pistão central e o excesso de ar escapará para o circuito com vazamento. O mesmo acontecerá no caso de aumento da vazão de ar em um dos circuitos. Se um dos circuitos estiver danificado, a válvula de segurança dupla mantém uma pressão de 0,52 ... 0,54 MPa no outro circuito.

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Válvula de segurança tripla

A tripla válvula de segurança (Fig. 1, c) distribui o ar que sai do compressor por três circuitos autônomos e, se um deles estiver danificado, mantém a pressão nos circuitos em serviço.

O ar comprimido do compressor entra nas cavidades esquerda e direita e, quando a pressão sobe para 0,52 MPa, abre as válvulas esquerda e direita, vencendo a resistência de suas molas. Dobrando os diafragmas esquerdo e direito, o ar comprimido entra pelas saídas nos circuitos dos freios de trabalho das rodas do eixo dianteiro e reboque, bem como nas rodas do bogie traseiro e reboque. Ao mesmo tempo, o ar comprimido abre as válvulas bypass esquerda e direita, entra na cavidade central e a uma pressão de 0,51 MPa, abrindo a válvula central, passa pela saída para o circuito do sistema de escape.

Quando um dos circuitos é despressurizado, a pressão na cavidade associada da válvula de segurança diminui e, sob a ação da mola, a válvula do circuito danificado se fecha.

Se a linha de alimentação vinda do compressor for despressurizada, então todas as válvulas se fecharão sob a ação de suas molas e a pressão nos circuitos permanecerá.

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Válvula de segurança simples

Uma única válvula de segurança (fig. 2) é utilizada para conectar os dois circuitos do sistema de freio e garantir seu funcionamento independente. Suas funções incluem manter a pressão no receptor do trator no caso de uma queda de emergência de pressão na linha do reboque e proteger o reboque da frenagem espontânea no caso de uma queda repentina de pressão no receptor do trator.

A uma pressão de 0,55 MPa, o ar comprimido que entra pelo canal de entrada, vencendo a resistência da mola de retorno do pistão, levanta a membrana e passa para o canal de saída, de onde entra na linha de alimentação do trailer pela válvula de retenção.

Quando a pressão no canal de entrada cai abaixo de 0,545 MPa, a mola de retorno do pistão retorna o diafragma ao seu lugar. A válvula de retenção evita que o ar comprimido da linha de suprimento entre no canal de saída sob o diafragma.

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Disciplinas acadêmicas

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Materiais

As válvulas são feitas de uma variedade de materiais: fundido cinza ou ferro dúctil, bronze, aço carbono ou aço inoxidável e ligas à base de níquel, como Monel e Inconel.Esses materiais variam em custo, faixa de temperatura operacional e resistência à corrosão e estão listados em ordem crescente de custo. O ferro fundido cinzento é adequado para a maioria das aplicações não críticas, especialmente em encanamentos. O bronze possui alta resistência à corrosão e é utilizado em ambientes corrosivos. O aço carbono é durável e pode ser usado em altas pressões. O aço cromo-molibdênio é caracterizado pela resistência ao calor e é utilizado em altas temperaturas (cerca de 600 ° C), por exemplo, em usinas de aquecimento. O aço inoxidável e as ligas de níquel têm maior resistência à corrosão do que o bronze e alta resistência ao calor. CORROSÃO DE METAIS; METAIS PROPRIEDADES MECÂNICAS.

As válvulas feitas com esses materiais são utilizadas em pressões de menos de 0,5 MPa (sistemas urbanos de abastecimento de água) a 70 MPa (acionamentos hidráulicos). A temperatura de operação pode variar de 255 ° C (hidrogênio líquido) a 800 ° C (turbinas a gás). Materiais baratos, como ferro fundido cinzento, às vezes são revestidos com epóxi para proteção contra corrosão.

As partes internas da válvula podem ser feitas dos mesmos materiais do corpo, mas também são usados ​​plásticos, borracha e revestimentos de reforço. Normalmente algodão, Teflon, borracha ou grafite são usados ​​como materiais de vedação para vedar a sede, a haste e o obturador, dependendo do meio e da temperatura. Os materiais de vedação devem fornecer uma boa vedação e, ao mesmo tempo, baixo atrito para garantir a livre movimentação da haste.

Especificações

As principais características técnicas das válvulas de controle necessárias para selecioná-las e conectá-las ao sistema de tubulação são:

• Diâmetro nominal do furo;
• Tipo de bloqueio;
• Tipo de fixação na tubulação: flangeada ou rosqueada. Dispositivos de soldagem são menos comuns;
• A amplitude de mudança no estado do ambiente de trabalho. Temperatura e pressão máxima e mínima em que a válvula de controle permanece operacional;
• Corpo da válvula e superfícies de vedação;
• Tipo de controle: manual, pneumático, hidráulico e assim por diante.

A instalação de válvulas de controle é realizada principalmente em sistemas que requerem uma distribuição precisa do fluxo do meio de trabalho, na maioria das vezes são sistemas de aquecimento. Além disso, as válvulas de controle são amplamente utilizadas na indústria, ao transportar meios de trabalho líquidos e gasosos.

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CONDUZIR

As válvulas geralmente têm um ou outro atuador. O atuador mais simples é um volante de válvula linear ou braço oscilante. Dispositivos especiais, como um trem de engrenagens, podem ser usados ​​para girar o volante. Freqüentemente, são usados ​​acionamentos hidráulicos ou pneumáticos. Esses atuadores podem gerar forças significativas necessárias para mover as hastes das válvulas em locais remotos ou de alta pressão, ou para operar várias válvulas a partir de um único console. Atuadores de válvula de diafragma de mola normalmente usam ar comprimido. O ar comprimido move o diafragma com a haste em uma direção e a mola na direção oposta. Os motores elétricos também são freqüentemente usados ​​como acionadores. Veja também

SERVO; CONTROLE AUTOMÁTICO E REGULAÇÃO.

Podlesny N.I., Rubanov V.G. Elementos do sistema automático de controle e monitoramento. Kiev

, 1982
As válvulas são acessórios para tubos com uma válvula na forma de um disco plano ou cônico, que se move reciprocamente ao longo do eixo central da superfície de vedação da sede do corpo.As válvulas também incluem acessórios (válvulas rotativas), nas quais um obturador em forma de disco se move em um arco. O arco descrito pelo centro da válvula é tangente ao eixo da sede, o centro do arco está fora do orifício da sede e o eixo de rotação da válvula é perpendicular ao eixo do fluxo médio.

Modelos populares de válvula flangeada

Hoje existem vários tipos de válvulas de corte. Tudo depende de qual método é usado para sobrepor o ambiente de trabalho. A lista de modelos populares inclui os seguintes mecanismos:

1. parafuso;
2. portão;
3. bola;
4. cortiça.

Nas peças aparafusadas, a válvula móvel é fixada com uma conexão roscada. Deve ser pressionado contra a sede, que está localizada no cilindro mestre da válvula. A gaxeta da caixa de espanque é representada por uma arruela de vedação, que garante a estanqueidade do dispositivo.

As desvantagens específicas do mecanismo incluem o fato de que ele passa água em apenas uma direção e seus tubos de borracha ou paronita se desgastam periodicamente e precisam ser substituídos. Se areia ou calcário entrarem no cilindro, as juntas podem ser completamente ou parcialmente destruídas.

As válvulas gaveta são muito semelhantes em projeto a uma válvula gaveta, pois sua haste roscada facilita o esvaziamento da válvula cônica entre os dois espelhos. Em vez de gaxetas da caixa de espanque, você pode instalar vedações feitas de borracha ou argila de polímero, que diferem na vida útil em um longo período de tempo.

Para a fabricação de conexões de flange esférica, utiliza-se latão ou aço inoxidável, e o design é uma esfera com orifícios passantes. A rotação da manopla garante a rotação da esfera no cilindro da válvula, e sua fixação é realizada por meio de um par de sedes anulares de teflon ou fluoroplástico. Recomenda-se usar o mesmo material para vedação.

As válvulas macho flangeadas são fechadas por um bujão cônico equipado com um orifício de passagem. Os problemas típicos com tais dispositivos incluem o fato de que a gaxeta deve ser trocada periodicamente.

Novas modificações da válvula de corte

Por muitos anos, dispositivos e tecnologias comprovados foram usados ​​no mercado de válvulas e novos itens raramente aparecem. No entanto, válvulas de corte mais novas e sofisticadas já estão no mercado e são muito procuradas. Qual é a diferença de inovação e design entre os designs de válvula antigos e novos? Vamos tentar descobrir mais.

Os novos dispositivos que surgem no mercado apresentam o seguinte conjunto de vantagens sobre os modelos clássicos de válvulas de corte utilizadas há muito tempo:

• válvulas de tipo antigo nem sempre são capazes de lidar com cargas elevadas criadas por fluxos de lama e líquidos com várias impurezas. Válvulas de um novo tipo passam e retêm facilmente a água contaminada, sem criar problemas no funcionamento do sistema;
• A estanqueidade das válvulas de corte mais recentes foi muito melhorada com a instalação de materiais adicionais. Como resultado, a estanqueidade do sistema é várias vezes maior do que as fornecidas pelas válvulas de modificações antigas;
• o limite de velocidade em caso de emergência foi aumentado várias vezes nos novos modelos de válvula - o tempo de resposta em caso de falha do sistema e quebras é de no máximo 10 s;
• ao contrário das antigas válvulas de bloqueio, os novos mecanismos de corte são capazes de interromper o fluxo de líquido na tubulação em duas direções ao mesmo tempo;
• Além das peças principais, as modificações mais recentes da válvula também incluem uma junta de silicone para molas e uma arruela de ajuste exclusiva.

O design inovador de sistemas de válvula de corte convenientes, duráveis ​​e confiáveis ​​é muito popular e é usado ativamente em sistemas de filtração modernos. Além disso, tais válvulas tornaram-se indispensáveis ​​em plantas industriais - no setor de alimentos, papel e celulose e energia.