Os sistemas de automação e controle industrial podem ser organizados por camadas funcionais , tipos de acionamento e meios de controle utilizados.

Os tipos de acionamento, em especial, se referem aos elementos que transformam comandos em ações físicas, tendo como tipos mais utilizados os tipos elétricos, pneumáticos e hidráulicos.

Para um projeto de automação, é imprescindível reconhecer os elementos que compõem os tipos de atuadores e também as características que os diferenciam.

Neste texto, tratamos de discorrer sobre as diferenças entre as válvulas 3/2 e 5/2. Você por acaso já ouviu falar sobre essa nomenclatura ou sabe sobre o que ela se refere?

Se a resposta para essa pergunta é “não”, saiba que neste texto você pode dedicar menos de 10 minutos do seu tempo de leitura para obter um conhecimento valioso acerca de válvulas direcionais que são especiais para sistemas de automação.

O que é uma válvula direcional

A válvula direcional pode ser facilmente resumida a um dispositivo responsável pelo controle de um fluido em um sistema. Em outras palavras, este dispositivo simplesmente dita o caminho (direção) que o fluido deve seguir dentro do sistema.

Então, quando ver uma válvula direcional em um sistema, não pense em parâmetros como controle de vazão ou pressão, e sim em: “Para qual caminho o sentido o escoamento está sendo enviado?”

Além disso, este raciocínio deve considerar não só o desvio de fluido entre diferentes caminhos (portas), mas também o bloqueio do mesmo.

O que a válvula direcional define na prática?

Visto a função da válvula em determinar o sentido do fluxo de fluido, a sua aplicação define nos sistemas de automação:

• Para onde o fluxo está indo;
• Qual câmara do atuador será pressurizada;
• Se o atuador avança, retorna ou permanece parado.

E quando estamos falando de atuador, estamos falando daqueles dispositivos que convertem energia (elétrica, pneumática ou hidráulica) em movimento mecânico, tais como:

• Atuador pneumático rotativo: utilizado para proporcionar movimento rotativo na automação de válvulas, como a de esfera e borboleta;
• Atuador hidráulico rotativo: proporciona rotação contínua com alto torque para equipamentos pesados e plataformas rotativas;
• Cilindros pneumáticos ou hidráulicos: exercem força para empurrar, prensar, posicionar, balancear peso, entre outros.

Válvula direcional: posição e número de vias

Válvula 5/2 ou 3/2… Afinal de contas, qual o significado desses números?

Se acalme, pois neste texto você tem direito a “barba, cabelo e bigode”, ou seja, entende o conceito por completo, inclusive a sua nomenclatura.

Primeiramente, é preciso notar que a nomenclatura da válvula é resumida a dois números separados por uma barra (/).

Então, temos isso aqui: 

X/Y

• A letra X corresponde ao número de vias (portas). São conexões físicas das válvulas, por onde o fluxo de fluido entra ou sai;
• A letra Y corresponde ao número de direções (ou posições ou estados). Cada posição da válvula disponibiliza um arranjo diferente de conexões entre as vias.

Assim, a válvula 5/2, chamada tecnicamente de “válvula cinco duas vias”, é uma válvula que possui 5 portas físicas (vias) e 2 direções.

Fixação

Vamos ver se você entendeu.  A válvula abaixo é uma válvula 5/2 vias.

Apesar de não ser assunto deste artigo, essa válvula possui complementos como retorno por mola (desenho à direita) e é acionada por solenoide (desenho de quadrado com barra invertida à sua esquerda).

Além disso, na posição em que ela se encontra, ela:

• Restringe fluxo de fluido em “3”;
• Permite passagem de fluido de “1” para “2”;
• Permite retorno de fluido de “4” para “5”.

Agora, veja a válvula 3/2 vias:

Em sua posição em negrito, permite apenas bloqueio de fluxo e retorno do mesmo. Apesar da outra posição disponível parecer oferecer o mesmo, veja que o sentido de retorno de fluxo de fluido é outro,

Pode não parecer, mas isso impacta e muito em um sistema. Abaixo, deixamos isso de um jeito notável no exemplo.

Diferença entre válvula 3/2 e válvula 5/2: guia prático para escolher

Neste guia prático, o que devemos saber sobre a válvula 3/2 e 5/2?

Olha, se pudéssemos resumir em poucas palavras, diríamos que a válvula 3/2 foca em simplicidade, enquanto a válvula 5/2 foca em controle total.

O motivo está no momento em que essas válvulas são utilizadas. A 3/2 é comumente utilizada em atuadores mais simples, como o cilindro pneumático de simples ação (você controla apenas o avanço ou retorno pelos métodos de acionamento descritos.

A sua outra ação é exercida, por exemplo, pela força mecânica que uma mola exerce contra a força exercida pelo método de atuação.

Já a válvula direcional 5/2 é “regra de ouro” para atuadores de dupla ação, como um cilindro que tem seu avanço e retorno controlados pelo sistema sem depender de complementos como mola.

Vejamos:

1. Válvula 3/2 Vias: O foco é a Simplicidade

Uma válvula 3/2 tem 3 vias (Entrada de pressão, Saída para o trabalho e Escape) e 2 posições.

• Na posição 1, ela envia ar para o cilindro avançar;
• Na posição 2, ela fecha a entrada de pressão e abre o escape para que a mola do cilindro empurre o ar de volta para fora.

Analogamente, ela funciona como um interruptor de luz simples (liga/desliga).

2. Válvula 5/2 Vias: O foco é o Controle Total

A válvula 5/2, por sua vez, tem 5 vias (1 Entrada, 2 Saídas para trabalho, 2 Escapes) e 2 posições.

Essa válvula pode ser utilizada para alternar a pressão entre as duas câmaras do cilindro. 

Veja:

Enquanto a linha de pressão 1-3 aplica fluido na câmara à direita do cilindro (fazendo seu recuo), a outra está conectada ao retorno (5) para o tanque se for fluido hidráulico ou para um silenciador (atmosfera) se for pneumático.

Caso haja variação da posição, a via 1 será responsável pelo envio da pressão à esquerda da câmara do cilindro, enquanto a via 2-3 será responsável pelo retorno do mesmo.

Isso permite um movimento controlado e forte nos dois sentidos.

• Vantagem: Permite controlar a velocidade de avanço e de retorno de forma independente (usando reguladores nos escapes).

Conclusão

As válvulas direcionais são dispositivos essenciais para a diversas tarefas realizadas no âmbito industrial, visto a sua responsabilidade de definir o caminho do fluido.

Neste texto, exemplificamos o seu uso em cilindros atuadores, utilizando em especial as válvulas 5/2 e 3/2 para casos distintos.

Além disso, só foi possível entender o contexto devido ao entendimento padrão sobre a nomenclatura X/Y, em que se tem o número de vias (X) e o número de posições (Y) da válvula.

Por fim, chegou ao resumo de que a válvula 3/2 possui três vias e duas posições e é indicada para atuadores simples, como cilindros de simples ação, tendo seu funcionamento comparável a um sistema liga/desliga: em uma posição, pressuriza o atuador; na outra, bloqueia a entrada e permite o retorno do fluido, geralmente auxiliado por mola.

Já a válvula 5/2 possui cinco vias e duas posições e é utilizada em atuadores de dupla ação. Ela alterna a pressão entre as duas câmaras do cilindro, garantindo avanço e retorno totalmente controlados, com força em ambos os sentidos e possibilidade de ajuste independente de velocidade.