O que é válvula linear

Válvulas lineares são componentes essenciais em diversas aplicações industriais, controlando o fluxo de líquidos e gases com atuação precisa. Este artigo abrangente explora o mundo das válvulas lineares, abordando seus princípios de funcionamento, tipos, atuadores, vantagens, desvantagens e aplicações.

O que é válvula linear

Uma válvula linear é um tipo de válvula que controla o fluxo de um fluido movendo um elemento de fechamento, como um tampão ou disco, em uma linha reta perpendicular ao caminho do fluxo. Ao contrário das válvulas rotativas que utilizam um movimento rotativo, as válvulas lineares empregam uma haste deslizante para posicionar o elemento de fechamento e regular o fluxo.

As válvulas lineares são conhecidas por seu controle preciso de fluxo, especialmente em taxas de fluxo baixas, e por sua capacidade de fornecer fechamento confiável.

Como funcionam as válvulas lineares

As válvulas lineares operam movendo um elemento de fechamento, normalmente um tampão ou disco, para frente e para trás em linha reta para abrir, fechar ou estrangular a passagem do fluxo. Esse movimento linear é obtido por meio de uma haste deslizante acionada por um atuador manual, pneumático, elétrico ou hidráulico.

À medida que a haste se move, ela posiciona o elemento de fechamento em relação à sede da válvula, controlando assim a vazão. As superfícies de assentamento entre o elemento de fechamento e a sede da válvula proporcionam uma vedação hermética quando a válvula está fechada, evitando vazamentos.

Tipos de válvulas lineares

Válvulas Globo

As válvulas globo são caracterizadas pelo formato do corpo esférico e pela utilização de um elemento de fechamento tipo tampão. Eles oferecem excelentes recursos de estrangulamento e são adequados para aplicações que exigem operação frequente e controle de fluxo preciso. As válvulas globo são comumente usadas em serviços de vapor e água, bem como em usinas de processamento químico e geração de energia.

Válvulas de gaveta

As válvulas gaveta apresentam uma comporta retangular ou em forma de cunha que se move para cima e para baixo para abrir ou fechar a passagem do fluxo. Eles são projetados para serviço on-off e oferecem resistência mínima ao fluxo quando totalmente abertos. As válvulas gaveta são frequentemente usadas em aplicações que exigem fechamento hermético, como em oleodutos e gasodutos, sistemas de distribuição de água e linhas de processos industriais.

Válvulas de Diafragma

As válvulas de diafragma usam um diafragma flexível como elemento de fechamento, que é acionado por um compressor para controlar o fluxo. Eles oferecem excelente desempenho de vedação e são adequados para lidar com fluidos corrosivos, abrasivos ou viscosos. As válvulas de diafragma são comumente encontradas nas indústrias de processamento químico, farmacêutica e de alimentos e bebidas.

Válvulas de manga flexível

As válvulas de mangote possuem uma luva ou tubo flexível que é comprimido por um mecanismo mecânico para restringir ou interromper o fluxo. Eles são ideais para lidar com lamas, pós e outros meios abrasivos ou corrosivos, pois o corpo da válvula é isolado do fluido do processo. As válvulas de manga flexível são amplamente utilizadas em aplicações de mineração, tratamento de águas residuais e transporte pneumático.

Válvulas de agulha

As válvulas de agulha apresentam um obturador cônico e delgado que fornece controle fino do fluxo variando a abertura anular entre o obturador e a sede. Eles são projetados para estrangulamento preciso de baixas vazões e são comumente usados em aplicações de instrumentação, amostragem e medição.

Tipos de válvula de movimento linear

Além dos diferentes tipos de válvulas, as válvulas de movimento linear podem ser categorizadas com base na configuração do corpo da válvula:

Corpo de válvula de porta única

Os corpos de válvula de porta única possuem uma porta de entrada e uma porta de saída, com o elemento de fechamento posicionado entre elas. Esta configuração é a mais comum e adequada para a maioria das aplicações de uso geral.

Corpo da válvula de porta dupla

Os corpos das válvulas de passagem dupla possuem dois caminhos de fluxo separados, cada um com seu próprio elemento de fechamento. Este projeto permite maior capacidade de vazão e queda de pressão reduzida em comparação com válvulas de porta única. As válvulas de porta dupla são frequentemente usadas em aplicações de alto fluxo ou onde é necessária redundância.

Corpo de válvula de três vias

Os corpos das válvulas de três vias possuem três portas, permitindo a mistura ou desvio de fluxos. Eles são comumente usados em sistemas de controle de temperatura, como em trocadores de calor ou aplicações HVAC, onde um fluido pode ser direcionado para um circuito de aquecimento ou resfriamento.

Atuadores de válvula linear

Atuadores de válvula lineares são os dispositivos que fornecem a força motriz para operar a haste da válvula e posicionar o elemento de fechamento.

Atuadores Pneumáticos

Os atuadores pneumáticos utilizam ar comprimido para acionar a haste da válvula, proporcionando um método de atuação simples e confiável. Eles são adequados para aplicações que exigem tempos de resposta rápidos e são comumente usados em sistemas de controle e automação de processos.

Atuadores Elétricos

Os atuadores elétricos usam um motor elétrico e um trem de engrenagens para converter o movimento rotativo em movimento linear, acionando a haste da válvula. Eles oferecem controle de posicionamento preciso e são adequados para aplicações que exigem controle de fluxo preciso e repetível. Os atuadores elétricos são amplamente utilizados em automação industrial, sistemas HVAC e estações de tratamento de água.

Atuadores Hidráulicos

Os atuadores hidráulicos usam fluido hidráulico pressurizado para fornecer a força motriz para a haste da válvula. Eles são capazes de gerar altas forças de impulso e são adequados para aplicações que exigem válvulas de grandes tamanhos ou altos diferenciais de pressão. Atuadores hidráulicos são comumente encontrados em aplicações de petróleo e gás, geração de energia e marítimas.

Atuadores Eletro-Hidráulicos

Os atuadores eletro-hidráulicos combinam as vantagens da atuação elétrica e hidráulica, utilizando um motor elétrico para acionar uma bomba hidráulica que gera a pressão de fluido necessária. Eles fornecem controle preciso e alta capacidade de empuxo, tornando-os adequados para aplicações exigentes em controle de processos e indústrias aeroespaciais.

Vantagens das válvulas lineares

As válvulas lineares oferecem diversas vantagens sobre outros tipos de válvulas:

• Controle de fluxo preciso, especialmente em taxas de fluxo baixas
• Desligamento confiável
• Resistência à cavitação em comparação com válvulas rotativas
• Capacidade de manutenção

Desvantagens das válvulas lineares

Apesar de suas muitas vantagens, as válvulas lineares também apresentam algumas desvantagens:

• Atuação mais lenta em comparação com válvulas rotativas
• Tamanho maior e custo mais alto que válvulas rotativas
• Potencial de vazamento no assento

Formulários

As válvulas lineares são utilizadas em uma ampla gama de indústrias e aplicações, incluindo:

• Controle de nível de líquido
• Controle de fluxo que requer ganho constante
• Controle de temperatura (trocadores de calor EG)
• Aplicações de queda de alta pressão
• Serviço liga/desliga frequente

Perguntas frequentes

O que é deslocamento de válvula linear

O deslocamento linear da válvula refere-se à distância entre a linha central da haste da válvula e a linha central do corpo da válvula ou superfície de sede. Este deslocamento permite melhores características de fluxo e reduz o desgaste nas superfícies de assentamento em comparação com projetos em linha.

O que é válvula de controle linear

Uma válvula de controle linear é um tipo de válvula linear projetada especificamente para controle preciso de variáveis de processo, como vazão, pressão ou temperatura. Eles normalmente apresentam um acabamento caracterizado e um posicionador para posicionamento preciso e repetível do elemento de fechamento.

O que é válvula de movimento linear

Uma válvula de movimento linear é uma válvula que usa um atuador linear para mover o elemento de fechamento em linha reta, perpendicular ao caminho do fluxo, para controlar o fluxo. Isto contrasta com as válvulas de movimento rotativo, que utilizam um movimento rotativo para posicionar o elemento de fecho.

O que é uma válvula de expansão linear

Uma válvula de expansão linear é um tipo de válvula de controle de refrigeração que regula o fluxo de refrigerante no evaporador com base na temperatura e pressão do refrigerante que sai do evaporador. Mantém um superaquecimento constante na saída do evaporador, garantindo ótimo desempenho do sistema.

O que é uma válvula solenóide linear

Uma válvula solenóide linear é uma válvula que usa uma bobina solenóide para gerar um campo magnético, que aciona um êmbolo ou armadura para abrir ou fechar a válvula. As válvulas solenóides lineares fornecem tempos de resposta rápidos e são comumente usadas em sistemas de controle pneumáticos e hidráulicos.

Qual é a diferença entre válvulas lineares e não lineares?

As válvulas lineares possuem um elemento de fechamento que se move em linha reta, proporcionando uma vazão diretamente proporcional ao curso da válvula. Válvulas não lineares, como válvulas rotativas ou válvulas de controle caracterizadas, têm uma relação não linear entre o deslocamento da válvula e a vazão, permitindo um controle mais preciso em uma ampla gama de condições de vazão.

O que são válvulas rotativas versus válvulas lineares?

As válvulas rotativas usam um movimento giratório para posicionar o elemento de fechamento, normalmente uma esfera, disco ou tampão, para controlar o fluxo. As válvulas lineares, por outro lado, utilizam um movimento linear para mover o elemento de fechamento, geralmente um globo ou comporta, em uma linha reta perpendicular ao caminho do fluxo. As válvulas rotativas são geralmente mais compactas e têm velocidades de atuação mais rápidas, enquanto as válvulas lineares proporcionam melhores capacidades de estrangulamento e desempenho de vedação.

Qual é a diferença entre válvulas de controle lineares e iguais?

As válvulas de controle linear têm uma relação linear entre o deslocamento da válvula e a vazão, o que significa que uma mudança na posição da válvula resulta em uma mudança proporcional na vazão. As válvulas de controle de porcentagem igual têm uma relação não linear, onde a mudança na vazão é proporcional à vazão atual, proporcionando um controle mais preciso em uma faixa mais ampla de condições de vazão.

Conclusão

As válvulas lineares são componentes vitais em diversas aplicações industriais, oferecendo controle de fluxo preciso, fechamento confiável e resistência à cavitação. Com uma variedade de tipos de válvulas, atuadores e configurações de corpo, as válvulas lineares podem ser adaptadas para atender aos requisitos específicos de diferentes indústrias e aplicações.

Ao compreender os princípios de funcionamento, vantagens e limitações das válvulas lineares, engenheiros e técnicos podem selecionar a válvula mais adequada às suas necessidades de controle de fluxo, garantindo desempenho e confiabilidade ideais do sistema.