O que é válvula de assento inclinado?

Válvula de assento inclinado, também chamada de válvula angular ou válvula pistão, são válvulas atuadas e com o corpo de passagem reto tipo Y com elevado coeficiente de vazão. As válvulas de assento angular são constituídas de duas partes principais. Na passagem reta se encontra o corpo, onde se localizam a válvula em si e as vedações que controlam o fluxo do fluido, gás ou vapor circulante. Na ramificação em Y, com inclinação de ângulo entre 45° e 50°(de onde vem o nome ‘angular’), está a cabeça, ou atuador, que, além de possuir internamente um pistão à mola, é formado pelo atuador pneumático utilizado para operar diretamente a função de abertura e fechamento e projetado para funcionar a partir de um suprimento controlado de ar comprimido. Ambas as partes, a cabeça e o corpo, são unidas através de uma haste vedada e embalada (selada).

Tipos de válvulas de assento inclinado

Dependendo da função, a válvula de assento inclinado pode ser configurada como:

• Normalmente fechada: permanece fechada quando não há pressão de ar entrante;
• Normalmente aberta: permanece aberta quando não há pressão de ar entrante;
• Dupla ação: permite ou impede a passagem do líquido interceptado.

Dependendo de como a válvula é conectada à tubulação, ela pode ser de solda ou rosqueada. Normalmente roscas fêmeas BSP ou NTP e o material do corpo da válvula pode ser de inox ou bronze.

Funcionamento da válvula de assento inclinado

As válvulas de assento angular são operadas pneumaticamente, de modo que a pressão de ar é usada para controlar o atuador do pistão, que levanta o obturador da válvula para fora da sede. As válvulas normalmente fechadas (NC) geralmente têm a válvula fechada em condições não pressurizadas e usam uma mola para retornar a válvula ao estado de repouso. As válvulas normalmente abertas (NO) têm a abertura da válvula sempre aberta, a menos que a pressão do ar atue para fechá-la. Uma válvula NO pode ser obtida se a mola for colocada no lado oposto do atuador do pistão.

As válvulas de duplo efeito podem ser usadas para lidar com o fluxo em ambas as direções. Elas não possuem mola e dependem do ar de alimentação para determinar a posição da válvula. Essas configurações influenciam a classificação de pressão da válvula. Fluxo para cima e por baixo da válvula (fazendo com que a válvula abra) reduzirá o efeito de golpe de aríete, mas diminuirá a pressão máxima de trabalho da válvula em 50%. No entanto, a instalação de uma mola de retorno forte ajudará a aumentar a pressão de trabalho, mas será necessário um atuador maior para superar essa resistência aumentada da mola. Com o fluxo sobre o assento (causando o fechamento da válvula), uma pressão de trabalho completa é alcançada e o golpe de aríete pode ser reduzido restringindo-se o fluxo de suprimento de ar comprimido.

Controlando a válvula do assento do ângulo com uma válvula solenoide

Normalmente, uma válvula solenoide de três vias é usada para operar as válvulas de assento angular NC ou NO. Essas válvulas de assento angular possuem uma porta de conexão para a câmara do pistão. A válvula solenoide controla se a câmara é pressurizada ou ventilada. As válvulas de assento de ângulo de atuação dupla possuem duas portas de conexão e não podem ser controladas com uma única válvula de três vias. Elas podem ser controladas por uma válvula solenoide de cinco vias, que pode pressurizar uma porta enquanto ventila a outra e vice-versa.

Principais aplicações industriais da válvula de assento inclinado

A válvula de assento inclinado é apropriada para aplicações de processo de automação nas indústrias onde a pureza absoluta do meio não pode ser assegurada, meios altamente viscosos devem ser controlados ou em aplicações de vapor.

A válvula de assento inclinado deve garantir que a válvula seja fechada em caso de perda de pressão no circuito de controle ou falha de energia. Este equipamento tem a função de abrir e fechar, operando com fluidos neutros ou agressivos, em ambientes industriais, instalações ao tempo ou ambientes explosivos. São aplicáveis a qualquer processo de automação em meios líquidos, como água, óleo, fluidos refrigerantes ou meios gasosos, como gases neutros, vapor e ar, desde temperaturas negativas, até vapor ou líquidos até +180°C.

A válvula de assento inclinado desempenha uma excelente performance também na indústria de processamento de alimentos, frigoríficos e em sistemas tratamento de água e pode ser instalada em autoclaves, máquinas de bebidas, máquinas têxteis, usinas de açúcar e álcool, indústria química, indústria farmacêutica, refrigeração e lavanderia industrial.

As válvulas angulares fornecem milhões de ciclos de operação em aplicações exigentes, como vapor, água e meios agressivos. Eles são ideais para aplicações de vácuo e podem ser usados ​​em aplicações de ação rápida de até 1.000 ciclos por hora, com vida útil estimada de mais de 10 milhões de ciclos.

Vantagens da válvula de assento inclinado

A principal vantagem da configuração do assento angular é que, em comparação com outros tipos de válvulas, proporciona uma alta taxa de fluxo com baixa perda de pressão. Outros benefícios incluem a eliminação do golpe de aríete e também a resistência ao refluxo. Portanto, as válvulas angulares de assento são uma alternativa econômica às válvulas de esfera, proporcionando uma vida útil mais longa. Vários parâmetros, como os mencionados acima, devem ser considerados para a seleção correta da válvula de assento angular. O material selecionado também deve ser compatível com o meio que fluirá por ela. Outra vantagem da válvula angular é que o seu pistão interno não necessita de manutenção.

Golpe de Aríete

Por golpe de aríete se denominam as variações de pressão decorrentes de variações da vazão, causadas por alguma perturbação, voluntária ou involuntária, que se imponha ao fluxo de líquidos em condutos, tais como operações de abertura ou fechamento de válvulas, falhas mecânicas de dispositivos de proteção e controle, parada de turbinas hidráulicas e, ainda, de bombas causadas por queda de energia no motor, havendo, no entanto, outros tipos de causas.

É o caso típico de condutos de recalque providos de válvulas de retenção logo após a bomba e sem dispositivos de proteção. Neste caso, a situação de ocorrência do golpe de forma mais desfavorável e com mais frequência é aquela decorrente da interrupção brusca da energia elétrica fornecida ao motor da bomba que alimenta o conduto. É nesta situação onde corriqueiramente se verificam valores extremos para o golpe de aríete.

Durante o fenômeno do golpe de aríete, a pressão poderá atingir níveis indesejáveis, que poderão causar sérios danos ao conduto ou avarias nos dispositivos nele instalados, como ruptura de tubulações por sobre pressão, avarias em bombas e válvulas, colapso de tubos devido a vácuo etc.