Tipos de Válvulas de Esfera, Construção, Aplicações e Vantagens

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A válvula de esfera (Fig. 1) é uma válvula de um quarto de volta adequada para gás limpo, ar comprimido e serviço de líquido. Eles também podem ser usados ​​para o serviço de lama, mas devem ser feitas provisões para prevenção de acúmulo de crudes. O uso de materiais de assento macio, como nylon, delrin, borrachas sintéticas e polímeros fluorados confere excelente capacidade de vedação. 

Com assentos poliméricos fluorados, as válvulas de esfera podem ser usadas para temperaturas de serviço que variam de 450 a 500 F (270 a 260 C); com assentos de grafite, temperaturas de serviço de até 1000 F (538 C) ou ainda maiores são possíveis. Além disso, com assentos de apoio de metal, as válvulas podem ser usadas em serviços seguros contra incêndios. As válvulas de esfera são semelhantes às válvulas de plugue em operação. Eles não são vinculativos e fornecem fechamento à prova de vazamento. As válvulas apresentam resistência insignificante ao fluxo devido ao seu corpo e porta lisos.

Construção de uma válvula de esfera

Os principais componentes da válvula de esfera são o corpo, o plug esférico e os assentos. As válvulas de esfera são feitas em três padrões gerais: porta de venturi, porta cheia e porta reduzida. A válvula de passagem completa tem um diâmetro interno igual ao diâmetro interno do tubo. Nos estilos venturi e de porta reduzida, a porta é geralmente um tamanho de tubo menor que o tamanho da linha. A vedação da haste é realizada por buchas de vedação aparafusadas e vedações do anel em O. As válvulas também estão disponíveis com um sistema de vedação de lubrificante semelhante ao disponível para válvulas macho. Um sistema de lubrificação típico é ilustrado na (Fig. 2).
Uma válvula de esfera pode ser unidirecional, bidirecional ou multidirecional, dependendo do número de portas de válvula e do número de assentos de válvula. Portanto, as válvulas de esfera são chamadas de válvulas multiportas de 2 vias, 3 vias, 4 vias ou 5 vias. Uma válvula de esfera de 2 vias com uma única sede será unidirecional com a direção do fluxo indicada. Mesmo uma válvula de esfera de 3, 4 ou 5 vias pode ser unidirecional quando o fluxo deve entrar através de uma porta designada. Uma válvula de esfera de 2 vias provida de dois assentos, um no lado a montante e outro no lado a jusante da esfera, é denominada válvula bidirecional. Válvulas de esfera com múltiplas portas permitem fluxos em mais de uma direção, eliminando assim a necessidade de várias válvulas.
 

As válvulas de esfera são fabricadas em várias configurações de corpo diferentes: entrada superior, entrada lateral, corpo dividido e corpo de três peças. As extremidades da válvula estão disponíveis como solda de topo, solda de soquete, flange, rosca, solda ou extremidades de brasagem.

As válvulas de esfera são fabricadas em classificações de alta e baixa pressão. Os avanços nos projetos de válvulas de esfera tornaram possível usar essas válvulas em aplicações de alta pressão e alta temperatura.
 

Tipos de válvulas de esfera

A seguir, uma breve descrição dos tipos de válvulas de esfera:

Válvula de Esfera de Corpo Dividido

O design do corpo dividido consiste em um corpo de duas partes, uma tampa, uma esfera, anéis de assento, haste e outros internos. O corpo de duas partes é mantido unido por uma conexão de flange. Uma parte do corpo é menor que a outra. A bola é inserida na parte maior do corpo, e a parte menor do corpo é montada por uma conexão aparafusada . A caixa de vedação é construída integralmente com a parte maior do corpo. Em válvulas esféricas de corpo dividido de tamanho menor, o corpo de duas partes é unido por conexão roscada. A junta flangeada ou rosqueada entre o corpo de duas partes é uma fonte adicional de vazamento potencial.
Conexões terminais flangeadas são comumente disponíveis em todos os tamanhos; no entanto, eles são padrão para válvulas de tamanho grande. NPS 2 (DN 50) e válvulas de esfera de corpo dividido menores são fornecidas com extremidades aparafusadas. As válvulas esféricas de corpo dividido são fabricadas em tamanhos que variam de NPS ¹⁄₂ (DN 15) a NPS 36 (DN 900). Consulte a Fig. 3.

Válvula de esfera de entrada superior

As válvulas de esfera de entrada superior permitem o acesso aos internos da válvula para montagem, desmontagem, reparo ou manutenção pela remoção da cobertura da tampa da válvula. A válvula não precisa ser removida da tubulação. Consulte a Fig. 4.
 

Válvula de esfera de entrada

As válvulas de esfera de entrada final possuem um corpo de peça única. A bola é inserida a partir de uma extremidade e é retida por uma inserção. Essas válvulas têm conexões de extremidade com flange ou rosca. Este projeto é comumente usado para válvulas pequenas de baixo custo. Eles também estão disponíveis em tamanhos maiores até o NPS 6 (DN 150).
 

Três peças - válvula de esfera do corpo

 
A parte central da válvula é a parte principal que mantém todas as partes internas da válvula, e a haste passa por um orifício na parte superior. Duas tampas são mantidas juntas com o corpo intermediário por parafusos ou pinos e porcas. As conexões finais fazem parte das tampas das extremidades e podem ser soldadas a topo, soldadas, rosqueadas ou flangeadas. Este design está disponível em tamanhos que variam de NPS ¹⁄₂ (DN 15) a NPS 36 (DN 900). As duas juntas das extremidades são duas fontes adicionais de vazamento potencial.

Válvulas de Esfera Duplo Trunnion

Neste projeto de válvula esférica, a esfera é fornecida com dois ramais integrais de eixo curto chamados de munhões superior e inferior. Esses munhões são montados em rolamentos e giram livremente quando o eixo instalado no munhão superior é girado para abrir ou fechar a válvula. A bola é mantida firmemente no lugar, ao contrário da bola em outros desenhos, onde a bola é apoiada pelos dois anéis de assento e é permitida a flutuar na direção da fenda no topo da bola. Um eixo instalado no slot superior é girado para abrir ou fechar a válvula.

O projeto de válvula de esfera montado no munhão é usado com válvulas de tamanho grande de corpo dividido, enquanto o projeto de esfera flutuante é o projeto mais comum para todos os outros tipos de válvulas de esfera. O torque necessário para acionar uma válvula de esfera montada no munhão é substancialmente menor que o torque necessário para um projeto de esfera flutuante.

Válvulas Esféricas Lubrificadas ou Não Lubrificadas

 
Como outras válvulas, a vedação da haste é normalmente realizada por gaxetas aparafusadas e vedações de O-ring. Alguns modelos de válvulas estão disponíveis com um sistema de vedação de lubrificante semelhante ao usado nas válvulas macho. Tal projeto é mostrado na Fig. 2. As válvulas com sistemas de vedação de lubrificação são denominadas válvulas de esfera lubrificadas, enquanto outras são chamadas de não lubrificadas.
 

Vantagens de válvulas de esfera

A seguir estão as vantagens das válvulas de esfera:

1. Fornece serviço à prova de bolhas. 
2. Rápido para abrir e fechar. 
3. Menor em tamanho do que uma válvula de gaveta
4. Mais leve que uma válvula de gaveta. 
5. O design multiponto oferece versatilidade não disponível com válvulas gate ou globo. Reduz o número de válvulas necessárias. 
6. Vários modelos de válvulas de esfera oferecem flexibilidade de seleção. 
7. Pode ser usado em aplicações limpas e de lama. 
8. As válvulas esféricas de alta qualidade fornecem um serviço confiável em aplicações de alta pressão e alta temperatura. 
9. A força necessária para acionar a válvula é menor do que a exigida para uma porta ou uma válvula globo.
 

Desvantagens das válvulas de esfera

1. Eles não são adequados para aplicações de limitação sustentada. 
2. Em suspensão ou outras aplicações, as partículas suspensas podem assentar e ficar presas nas cavidades do corpo, causando desgaste, vazamento ou falha da válvula.
 

Aplicações típicas de válvulas de esfera

A seguir estão algumas aplicações típicas de válvulas de esfera:

1. Aplicações de ar, gases e líquidos que requerem serviço estanque a bolhas 
2. Drenos de baixo ponto e respiros de ponto alto em serviços líquidos, gasosos e outros fluidos 
3. Válvulas para raízes de instrumentos 
4. Sistemas de água de refrigeração e de alimentação 
5. Vapor serviço
 


 

 

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