Como é que uma válvula de globo funciona? Uma explicação completa

As válvulas de globo são um dos tipos mais versáteis de válvulas utilizadas para regular o fluxo de fluidos em sistemas de tubagem. Mas como é que uma válvula de globo funcionam? Neste guia completo, vamos mergulhar na mecânica por detrás das válvulas de globo, nos componentes que lhes permitem controlar suavemente o fluxo do meio, nos designs e materiais comuns e nas aplicações típicas.

Como funcionam as válvulas de globo para controlar o caudal

A um nível elevado, como funciona uma válvula de globo resume-se ao movimento linear de um disco interno ou obturador em relação a um anel de sede estacionário no corpo da válvula. Quando o obturador se levanta da sede, abre um caminho de fluxo, permitindo que o fluido passe através da válvula. À medida que o obturador desce de volta para a sede, corta gradualmente o fluxo até formar uma vedação completa.

Isto confere às válvulas de globo uma capacidade de estrangulamento precisa para ajustar os caudais com precisão. Os principais componentes operacionais que permitem este controlo suave são

Haste e atuador

O obturador da válvula liga-se a uma haste que transfere o movimento linear para abrir e fechar o percurso do fluxo. A haste pode ser manual com um atuador de volante. Ou automatizada utilizando pneumática, hidráulica ou energia eléctrica. O atuador proporciona um controlo preciso para levantar e baixar o obturador.

Tampão e assento

O obturador é o elemento móvel de controlo do fluxo com uma superfície cónica que veda contra o assento do anel estacionário quando totalmente fechado. À medida que o obturador se levanta da sede, é criada uma abertura anular para permitir o fluxo. Diferentes formas de obturador e designs de sede permitem um desempenho de caudal personalizado.

Carroçaria e capot

As secções pressurizadas da válvula apresentam os componentes do percurso do fluxo. O corpo aloja o obturador e a sede, enquanto o castelo veda a haste. A construção standard do castelo aparafusado permite um acesso rápido para manutenção às peças internas do revestimento.

À medida que o atuador sobe e desce o obturador no interior da válvula, é possível regular com precisão o caudal de totalmente fechado para totalmente aberto. A seguir, exploraremos algumas variações comuns de válvulas globo e materiais adequados para aplicações especializadas.

Estilos de válvulas globo, materiais e utilizações

Embora todas as válvulas de globo funcionem com base no mesmo conceito fundamental, a construção exacta pode variar significativamente com base nas especificações de função e desempenho exigidas:

Válvulas globo padrão

O estilo mais omnipresente, com um percurso de fluxo em forma de Z que muda de direção duas vezes. Permite um controlo preciso do estrangulamento com uma boa capacidade de corte. Utilizado para regulação do caudal em processos industriais gerais.

Válvulas globo angulares

Entrada e saída a 90 graus, semelhante a um cotovelo. Uma única mudança de direção reduz a turbulência para uma menor queda de pressão do que as válvulas de globo normais. Útil quando a disposição da tubagem requer controlo do fluxo e mudança de direção.

Válvulas globo em Y

A construção em ângulo proporciona um percurso de fluxo mais direto do que o globo normal para uma menor resistência e uma perda de pressão mínima. A baixa restrição do caudal torna as válvulas de globo em Y adequadas para tarefas de estrangulamento.

Válvulas de globo de vedação dupla

Com dois obturadores com hastes de atuador individuais para um funcionamento equilibrado. Acomoda o fluxo bidirecional e minimiza os requisitos de força de atuação. Utilizado em sistemas de tratamento de água de elevado caudal.

Em termos de materiais, as válvulas de globo lidam com uma vasta gama de fluidos, desde os criogénicos até às temperaturas extremamente elevadas que ultrapassam os limites normais do aço:

• Válvulas de globo em bronze para fluxos de água e vapor não corrosivos
• Válvulas de latão para sistemas de aquecimento por circulação de água quente
• As válvulas de globo em ferro fundido oferecem durabilidade para fluxos de água fria e quente
• Válvulas de aço inoxidável para produtos químicos corrosivos e meios de óleo/gás de alta temperatura
• Ligas exóticas como Hastelloy suportam vidro fundido, ácidos, substâncias radioactivas

Esta combinação de construção configurável e ampla compatibilidade de materiais faz das válvulas de globo um elemento de controlo de fluxo extremamente versátil, adequado para processos em todas as indústrias.

Conclusão

Acabámos de explorar o funcionamento interno, os designs e os materiais especializados que permitem como funciona uma válvula de globo para modular suavemente o caudal em sistemas de tubagem. O obturador cónico móvel proporciona uma capacidade de estrangulamento precisa, uma vez que se eleva sobre e fora da sede do anel estacionário em resposta ao movimento da haste e do atuador. A configuração dos componentes do percurso do fluxo e da liga global da válvula adequada a meios específicos garante um desempenho e uma longevidade óptimos.

As válvulas de globo tratam de tudo, desde vapor, óleos, combustíveis e produtos químicos a criogénicos e metais fundidos, tornando-as um elemento de controlo de fluxo indispensável para tubagens de processos industriais em todos os sectores. A sua excecional versatilidade com mecanismos internos relativamente simples faz das válvulas de globo uma escolha sensata para um controlo de fluidos preciso e fiável.