A válvula de retenção é provavelmente um dos instrumentos mais comuns utilizado para evitar e ou prevenir o possibilidade de fluxo em sentido contrário em um linha de processo de forma simples e automática. Nas linhas de processo pode acontecer o fluxo em sentido reverso de várias formas podendo ser causado por pressão de uma linha adjacente ou por pressão hidrostática ( comumente chamada de perna líquida), em função de sua simplicidade muitas das vezes ela se invisível em aplicações cotidianas apesar de ser um componente crítico para o controle de fluxo em algumas aplicações.
A válvula de retenção, válvula sem retorno ou de sentido único tem a função de permitir que o líquido ou o ar flua em apenas uma direção independente do tipo de válvula . Os fabricantes deste tipo de válvula oferecem no mercado uma ampla gama com diferentes tamanhos e tipos para as mais diversas aplicações industriais poís, exigem a utilização da válvula de retenção a fim de evitar retorno de fluxo que sejam prejudicial ou perigosos para a operação. Embora sejam amplamente utilizada em aplicações cotidianas, nem sempre é claramente compreendido.
Procuraremos revisar brevemente alguns fundamentos, bem como algumas descrições genéricas de alguns dos modelos de válvulas de retenção.
Este artigo irá explorar os conceitos básicos da válvula de retenção, como ela funciona, quais os tipos existentes, como selecionar e instalar, como resolver seus problemas e, finalmente, por que ela nem sempre é a causa de um problema.
1 – Princípio Básico da Válvula de Retenção
De forma a simplificar, uma válvula de retenção permite o fluxo em uma direção e automaticamente evita o fluxo de retorno (fluxo reverso) em uma linha hidráulica ou pneumática. É uma das poucas válvulas automáticas existentes no mercado e que não requerem acessórios para abrir e fechar. Ao contrário de outras válvulas, a válvula de retenção continua funcionando mesmo que a instalação de uma fábrica perca o ar, a eletricidade ou o ser humano interfira manualmente no sistema.
As válvulas de retenção são operadas por meio das forças dinâmicas da válvula que agem sobre o elemento móvel de vedação. A pressão dinâmica do processo gera uma força que vence o disco ou obturador forçando a sua abertura, a ausência de pressão dinâmica do fluido ou presença de pressão dinâmica no sentido contrário, pressão a montante maior que a pressão a "jusante" ou ambos, ou o próprio peso do elemento móvel pode causar o fechamento da válvula. Os tipos mais comuns de válvula de retenção somente funcionam isto é abem ou fecham na existência de pressão definida é alcançada.
Em termos construtivos, a válvula de retenção normalmente possui dois orifícios com duas aberturas em seu corpo sendo que uma abertura é para a entrada do ar ou fluido (designada como porta de entrada) e a outra é para permitir a saída do fluido (referida como a porta de saída).
Válvulas de retenção não devem ser utilizadas para controle, devendo ser apenas utilizada para bloqueio do fluxo no sentido contrário.
As válvulas de retenção são utilizadas em aplicações residenciais e ou aplicações industriais. Exemplo de aplicação residencial . Se você tem um sistema de bombeamento de cisterna, uma válvula de retenção provavelmente estará instalada na linha de sucção da bomba(comumente chamada de válvula de pé). Fora das residências, elas são encontradas em praticamente todas as indústrias onde uma bomba está localizada, outro exemplo de instalação em processos de misturas onde se espera aplicar um aditivo no produto principal, neste caso a válvula de retenção evita que o produto principal invada a linha do aditivo evitando a contaminação. ou nas aplicações pneumáticas em sistemas de pinças de vácuo que contenham múltiplas aberturas de sucção para fechar ventosas. Com a válvula de retenção nestes sistemas, a pinça pode funcionar corretamente mantendo o nível de vácuo necessário para determinadas aplicações.
Independente do tipo de válvula essas devem ser instaladas a uma distancia de 10 diâmetros de tubo a montante do acessórios para minimizar os distúrbios de fluxo, essa recomendação deve ser considerada porque a oscilação no fluxo pode acarretar oscilação no curso do elemento de vedação vindo a danificar os seus internos, outro fator que deve ser evitada é o sobre-dimensionamento principalmente quando a válvula for ser instalada em trecho reto sem variação da taxa de fluxo a montante. A redução de pressão a montante da válvula (na entrada da válvula) causa uma oscilação no elemento obturador , assim a pressão diferencial é reduzida para um valor menor que o necessário para manter a abertura total da válvula. Os movimentos contidos são mantidos, parando somente quando a pressão na entrada volta a condição maior requerida para abertura ou quando ocorre a reversão do fluxo. Esse efeito (oscilação do elemento obturador) pois ele causa desgastes nos elementos de vedação da válvula. obs( quando possível utilizar vedação de sedes macias porque embora não evitem a oscilação mas, reduzem os desgastes e os ruídos.
2 – Características e Utilização da Válvula de Retenção
As 2 principais características da válvula de retenção são:
Não exige nenhuma intervenção humana é necessária para que ela opere e sua alimentação depende somente do fluxo e pressão diferencial. Ela é utilizada principalmente para:
Proteger o equipamento contra danos no refluxo;
Fornecer alívio de pressão para a segurança do sistemaImpedir a contaminação por refluxo
Uma válvula de retenção pode ser normalmente aberta ou normalmente fechada. Se for normalmente aberta, o fluxo ocorrerá normalmente a não ser que uma pressão de refluxo feche a válvula. Se por outro lado for uma válvula normalmente fechada, ela irá abrir quando houver pressão suficiente na direção do fluxo para atingir ou exceder a pressão de fissuração da válvula. A pressão de fissuração é uma especificação da chave para válvulas de retenção normalmente fechada, ela se define como a pressão mínima a montante.
A válvula de retenção normalmente fechada começa a abrir permitindo o fluxo.
É possível projetar molas com pressões muito precisas ou usar diafragmas de elastômero para construir válvulas de retenção em miniatura com pressões de fissuração muito específicas e muito baixas.
3 – Tipos
Na pneumática industrial, a válvula de retenção pode ser do tipo mola (também chamada de alívio) ou do tipo sem mola.
A Figura 1 mostra os dois símbolos: o de uma valvula de retenção simples (a) e o de uma valvula de retenção com a função de alívio (b):
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3.1 – Válvula de Retenção com Mola
Na válvula de retenção com mola, a força de uma mola mantém um cone contra o seu asento dando-le a condição de fechada. Quando ocorre um fluxo de fluido no sentido correto, o cone é deslocado do assento, permitindo a compressão da mola e dando condição para a passagem do ar. É claro que devido ao fato da mola possuir uma força de compressão, a válvula vai requerer um esforço maior na abertura para vencer a contrapressão imposta. No entanto, de modo geral, esta contrapressão é pequena nestes tipos de vávulas a fim de se evitar o máximo de perda. Esta é uma razão pela qual de que quando houver uma necessidade de substituição deste tipo de válvula, que a mesma não seja feita aleatoriamente.
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Outra aplicação para uma válvula de retenção do tipo mola é uma função de alívio, que pode ser vista na Figura 1 (b). Trocadores de calor, filtros e bombas de transferência de baixa pressão geralmente precisam de uma válvula de desvio ou de descarga quando tornam-se saturados em pressão. Neste sentido, uma válvula de retenção com uma mola de 25-125 psi torna-se uma solução bastante econômica e livre de ajustes para permitir o alívio de excesso de pressão no sistema. Assim, ele protege os dispositivos de baixa pressão em caso de bloqueio do fluxo.
3.2 – Válvula de Retenção sem Mola
Este tipo é outra versão da válvula de retenção e neste caso, o bloqueio ocorre no sentido contrário ao fluxo principal não contando assim com o auxílio de mola. Veja que o deslocamento neste caso é produzido pela própria pressão dinâmica do fluido normalmente utilizada para líquidos, recomenda-se seu estado normal seja fechado e devendo ser instalada na posição vertical.
4 – Com Mola x Sem Mola
Válvula de retenção com mola versus sem mola representa uma divisão muito básica nos tipos de válvula de retenção. Intuitivamente, a válvula com mola seria o primeiro tipo que pensaríamos em um projeto pois o principal benefício da mola no mecanismo da válvula de retenção é que ela elimina em grande parte o efeito da gravidade na função da válvula. Sem uma mola, permitimos a ação da gravidade e, portanto, a orientação vertical da válvula pode se tornar um fator crítico para uma válvula de retenção funcionar corretamente em um sistema.
5 – Benefícios da Válvula de Retenção Tipo Mola
Fornece rápida interrupção do fluxo;
Fornece vedação positiva a pressões abaixo da pressão de fissuração da válvula;
Não exige que a gravidade ou a pressão de refluxo funcionem ou atuem;
Forçando o fechamento valvular positivo independentemente da orientação vertical; Evita fluido do sistema ou refluxo de gás durante a manutenção de rotina;
As molas podem acomodar intervalos de temperatura muito amplos.
Referências:
https://www.industrialspec.com/about-us/blog/detail/checking-out-check-valves-an-introductionhttp://empoweringvalves.com/check-valves-function-selected-valves-types/
Apostila de Tecnologia Pneumática Industrial Parker M1001-1 BR
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