O uso de dispositivos que oferecem segurança para os processos industriais são simplesmente obrigatórios em indústrias, independente dos seus tamanhos.
E devido a essa alta requisição, esses dispositivos são altamente visados, e o mercado os oferecem de acordo com as suas necessidades, ou seja, possuem diferentes tipos.
Entre esses dispositivos, podemos citar a válvula de alívio, que é um tipo de válvula reguladora de pressão.
As válvulas de alívio de pressão são bastante requisitadas nas indústrias e têm um importante papel nos processos, principalmente naqueles que tendem a ter sobrepressão, desempenhando a função de válvula de proteção.
Como o seu nome já diz, a válvula de alívio tem o papel de regular um sistema, isto é, limita a pressão de trabalho em uma faixa específica, ajustada de acordo com as necessidades do projeto.
Em sistemas diversos, essa válvula é essencial, visto que caso ocorra aumento de pressão, o dispositivo protege o motor e sua respectiva bomba hidráulica, a mangueira que liga as etapas dos processos e os equipamentos posteriores deste sistema.
Assim, ela se faz presente em empresas de gás e energia, empresas de químico e refino, petroquímicas, armazenamento por refrigeração, entre outras.
Além disso, ela pode não exercer a sua função de modo notável se posicionada na horizontal ou outras que sejam diferentes da posição vertical.
Enfim, esta breve introdução foi suficiente para expressar a importância da válvula de alívio de pressão em sistemas industriais, né?
E já que diferentes tipos dessas válvulas, é mais do que necessário conhecer os seus diferentes tipos, seja para ficar informado ou seja para adquiri-la.
Princípio de funcionamento das válvulas de alívio de pressão
Antes de conhecer os principais tipos de válvula, vamos aprender um pouco sobre o seu funcionamento. Com este conceito, você ganha confiança para adquirir o produto ou simplesmente embasamento para convencer o seu chefe a investir neste dispositivo.
Vamos lá: o funcionamento de qualquer válvula de alívio parte do equilíbrio entre duas forças. Neste exemplo, vamos utilizar a força exercida pela pressão do fluido sobre a área do obturador e a força contrária produzida pela mola (ou sistema piloto).
Para não restar dúvidas e entender a força que o fluido vai exercer, lembre-se:
- A pressão é igual à Força dividida pela Área. Então, multiplique a pressão do fluido pela área do obturador e você terá a força que vai reagir contraposta à força da mola.
Agora sim, temos duas forças conhecidas.
Por meio do parafuso de ajuste (regulador), é possível controlar a pressão de interesse para fechamento da válvula.
Além disso, lembre-se que pela equação de Bernoulli e equação da continuidade, quando o fluido é incompressível, a velocidade aumenta quando a área de escoamento diminui, porém a pressão diminui.
Para verificar, vamos analisar graficamente o comportamento da válvula de alívio Danfoss:
- Temos a pressão de trabalho (working pressure) de um fluido refrigerante, por exemplo, que em determinado momento no sistema, tem sua pressão elevada;
- Ao alcançar a pressão de set point (set pressure p — ajustada no regulador), a válvula começa a exercer a sua função. Veja no eixo x (abscissa) que a abertura ocorre gradativamente (suavemente) em função da pressão que continua subindo;
- Chega o momento em que a pressão é excedida e o alívio da mesma deve ser máximo, e isso aponta a seta na horizontal em “opening pressure”, demonstrando que a pressão torna-se constante até o momento em que a abertura a válvula é máxima e a pressão é reduzida;
- Neste instante, reduz a ponto de ser inferior à pressão ajustada no regulador, e aqui tem-se o momento em que o processo e os equipamentos foram protegidos pela válvula de alívio, que causaria avarias devido à sobrepressão.
Quais são os Principais tipos de Válvulas de Alívio de pressão
As válvulas de alívio de pressão se diferem através das características físicas, as quais implicam em diferentes aplicações das mesmas.
De modo básico, o funcionamento dessas válvulas se baseará em um assento que agirá contra um fluido, o qual deve vencer a força aplicada a esse assento.
Caso a força seja vencida, o fluido passará e sairá pelo corpo da válvula.
Assim, há maneiras de controlar a força aplicada requerida na válvula, para que ocorra a regulagem de pressão do sistema.
As partes da válvula não foram especificadas, nessa explicação, porque variam de acordo com os tipos de válvula, as quais serão apresentadas abaixo.
Com mola convencional
É composta, geralmente, por um disco ou bico, uma mola, uma entrada e uma saída de válvula, e uma carcaça com uma espécie de tampa.
Essa tampa possui um parafuso de ajuste de contrapressão e está conectado à mola.
A mola, por sua vez, está conectada ao bico, que interrompe ou cessa a passagem de fluido que há de entrar e sair pela válvula.
Assim, ao fechar o parafuso de ajuste, de acordo com a sua necessidade, a mola aplica uma força maior ao bico devido a sua compressão e, portanto, é necessária uma pressão maior do fluido da linha para vencer a mola.
Assim, é realizado o controle de pressão da linha.
Com o aumento de pressão da linha, aumenta a compressão da mola e sua contrapressão aumenta consideravelmente, aumentando também a perda de carga e a força de fluxo.
Uma geometria especial na parte inferior do prato da mola ajuda a aproveitar as forças de impulso de fluxo volumétrico que sai pelo cone para aumentar a força da mola e proporciona força de fluxo para fechar o cone.
Este tipo de válvula de alívio é básica e foi desenvolvida para atender às necessidades de sistemas simples, no entanto, não quer dizer que seja menos segura.
Com mola balanceada
Esse tipo de válvula tem a função de proteger, do fluido, algumas das suas partes, como a mola, o guia e o castelo e reduz o efeito da contrapressão.
Visto à proteção dos componentes da válvula, ela é utilizada para serviços com fluidos impuros (sujos) ou corrosivos
O disco tem área de pressão efetiva igual à área da sede do disco.
Além disso, o “capô” ou tampa da válvula é ventilado para sinalizar caso haja vazamento, além de servir como segurança de que a área de pressão do fole esteja com a mesma pressão que a atmosférica.
É utilizada, principalmente, quando a contrapressão sobreposta é variável.
Operada por piloto
Possui uma linha com uma válvula de alívio extra, isto é, uma válvula de alívio piloto que ajudará a manter a pressão ajustada do corpo principal.
Isso faz com que a força de assentamento aumente de acordo com o aumento da pressão do processo em torno da faixa de ajuste.
A válvula piloto é o elemento de medição do sistema.
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As válvulas de alívio de pressão são muito úteis uma vez que cumprem um importante papel na qualidade dos processos e, também, do ponto de vista de segurança, é claro.
Mas, elas não são as únicas válvulas que se fazem presentes em sistemas de pressão. Existem diversos tipos de válvulas como as válvulas reguladoras de pressão, válvulas de segurança, válvulas de retenção e mais.
E, para todas elas, o que vai garantir o bom funcionamento dos processos é a qualidade que ela possui. Qualidade que está presente no seu material, montagem e acabamento.
Um conjunto de características que você vai encontrar, caso adquira alguns dos produtos aqui na Nepin.
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