Com certeza, você já ouviu falar sobre o vasto uso de sistemas pneumáticos no meio industrial.
Esse meio de transmissão de energia mecânica é famoso, sobretudo, em atuadores e válvulas pneumáticos.
Apesar das válvulas pneumáticas ocuparem grande parte do volume de válvulas industriais utilizadas atualmente, poucas pessoas sabem sobre o seu funcionamento, mesmo que seja o básico.
Neste viés, este texto é destinado aos curiosos que não se contentam apenas com o fato de que as coisas existem e acabam buscando saber como essas coisas funcionam.
Vale salientar que atitudes como essa são importantes para o desdobramento profissional, visto que o conhecimento será acrescido ao leque de informações gerais relacionadas à indústria, o que pode ser útil em tomadas de decisões.
Então, se você busca por um conteúdo que agregue conhecimento acerca da pneumática, em específico sobre o funcionamento de válvulas, fique por aqui e confira este conteúdo até o final.
Contents
O que é a Válvula Pneumática
O conceito da válvula pneumática é bem simples e vamos provar isso agora.
A válvula pneumática é um dispositivo industrial utilizado para controlar o fluxo de ar comprimido em sistemas pneumáticos.
Muitas pessoas confundem esse dispositivo com a válvula de sistemas hidráulicos e, para diferenciá-las, basta lembrar que em sistemas pneumáticos, o fluido utilizado pela válvula é o ar e não o líquido (óleo).
Além disso, a fim de comparação: por mais que o fluido hidráulico tenha um custo superior ao ar (sem custo), não podemos viabilizar o uso de sistemas pneumáticos a todos os projetos.
Isso se deve ao fato de que sistemas hidráulicos são a melhor opção quando o serviço é de maior qualidade, exigindo maiores esforços.
Tipos de Válvula Pneumática
É importante destacar que as válvulas que são pneumaticamente acionadas, não são restritas a um tipo de válvula específica.
Em outras palavras, as válvulas pneumáticas são dispostas nos tipos: válvulas de controle direcional, válvulas de alívio de pressão, válvulas de retenção, válvulas de bloqueio, válvulas de controle de fluxo e válvulas de escape rápido e todos os outros tipos.
Conheça os componentes das Válvulas Pneumáticas
Antes de entendermos o funcionamento das válvulas pneumáticas, precisamos saber o que as compõem, correto?
Assim, vamos associando as suas partes às suas funções.
Então, confira os componentes dessas válvulas:
- Corpo da Válvula: estrutura principal da válvula, a qual abriga os outros componentes. Pode ser feito de algum material metálico ou plástico resistente;
- Elemento de controle: pode ser um botão, alavanca (se manual), solenóide, entre outros componentes que permitam o controle do fluxo de fluido que passa pela válvula;
- Solenóide: quando presente em válvulas, utilizada para controlar o fluxo de ar que entra na válvula, visto a sua propriedade eletromagnética (proveniente da corrente elétrica aplicada ao solenóide, a qual atrai a peça móvel que bloqueia ou permite o fluxo de ar);
- Atuador: pode ser um pistão, diafragma ou outro dispositivo que, além de responder ao sinal de controle, executa o movimento da parte interna da válvula, o que permite ou restringe o fluxo de ar comprimido;
- Molas: as molas são utilizadas para manter a posição da válvula normalmente fechada (NF) ou normalmente aberta (NA). Isso faz total diferença no modo de funcionamento de válvulas de segurança e bloqueio, por exemplo;
- Assento da válvula: literalmente, é a região em que o elemento de controle se assenta quando pressionado, de modo que o fluxo de ar seja vedado;
- Orifício: é por onde a passagem de ar flui a válvula está aberta;
- Portas de entrada e saída: são as conexões em que as linhas de ar comprimido são encaixadas;
- Filtro: algumas válvulas utilizam um filtro para conter sujeiras que podem entrar no interior da mesma, evitando então a obstrução que pode reduzir o fluxo de fluido e, se acumulado, travar a válvula;
- Amortecedores: algumas válvulas contam com amortecedores que reduzem o impacto do movimento do atuador na abertura e fechamento da válvula;
- O’rings e vedantes: anéis e estruturas maleáveis (como borracha) que se encaixam em canais situados em encaixes e conexões, a fim de vedar – não deixar que o fluido vaze para partes que não deveriam tê-lo, inclusive a parte externa;
Entenda o Funcionamento de uma Válvula Pneumática
Como você pode perceber ao longo do texto, não é uma regra ter todos esses componentes em uma válvula, visto que os seus componentes variam de acordo com o tipo de válvula e as suas tecnologias.
Por isso, a partir de agora, trataremos de apresentar o passo a passo do funcionamento das válvulas focando apenas nos seus principais componentes.
- Ar admitido
O ar que percorre a linha pneumática é admitido e comprimido por meio de um compressor, o qual também possibilita o movimento do fluido ao longo da linha.
Antes que o ar entre na válvula pneumática, a sua pressão de fluxo pode ainda ser regulada e filtrada.
- Solenoide ou Piloto
Esses dois componentes são responsáveis por mover o pistão ou o êmbolo dentro da válvula. Enquanto a solenoide controla a válvula eletricamente, o piloto controla mecanicamente o fluxo de ar comprimido admitido pelo compressor.
- Posição da válvula
Ao movimentar elétrica ou mecanicamente o pistão ou êmbolo, a válvula pode tomar a sua posição “padrão, que pode ser normalmente fechada (NF), que bloqueia o fluxo de ar quando a válvula está em repouso ou normalmente aberta (NA), que permite o fluxo de ar quando a válvula está ativa.
- Passagem de fluxo de ar
Após o solenoide ou piloto mover o pistão ou êmbolo, o fluxo de ar é permitido ou não (de acordo com a posição da válvula) pelos seus diferentes orifícios internos, lembrando que há um filtro posicionado anterior à sua passagem de entrada.
Então, tem-se que a sua estrutura interna da válvula descansa em seu limite de acionamento, ou seja, no assentamento.
- Direcionamento do movimento pneumático
O fluxo de ar comprimido é destinado, da válvula, para outros dispositivos pneumáticos.
Por exemplo, pode ser destinado a alguns atuadores lineares que, ao serem preenchidos de ar, têm os pistões internos acionados, podendo servir como um elevador de automóveis.
No entanto, este movimento proporcionado pelo fluido pneumático pode ser utilizado simplesmente para o funcionamento da própria válvula, que pode ser de segurança.
Essas válvulas, quando normalmente fechadas (NF), podem servir como proteção do seu sistema caso haja a queda de energia (enquanto houver energia elétrica, a válvula permanece aberta e, caso a energia falte, a mesma se fecha e bloqueia uma tubulação).
- Retorno à posição original
Após o sinal elétrico ser cessado ou o piloto ser liberado, a válvula retorna à sua posição original, o que pode ser possível através do uso de molas ou outros sistemas de recuperação de movimento.
Portanto, nota-se a necessidade de equipamentos para que o sistema pneumático seja funcional e eficiente, como compressores e filtros de ar.
Além disso, ao adquirir uma válvula, a posição original da mesma é algo relevante ao seu projeto e, por isso, é algo que deve ser pensado com cuidado. Como vemos no exemplo acima, o fato de uma válvula de segurança ser NF tem suas vantagens.
Por outro lado, apesar de parecer simples o funcionamento das válvulas, a sua estrutura interna é algo complexo de ser projetado e fabricado, o que exige simulações de fluxo e estruturas com software, além de demandar otimização a fim de reduzir custos.
