As válvulas borboleta e as válvulas gaveta são dois tipos de válvulas comumente usadas em aplicações industriais e de conservação de água municipais. Elas apresentam diferenças notáveis em estrutura, função e aplicação. Este artigo discutirá detalhadamente as diferenças entre válvulas borboleta e válvulas gaveta, abordando aspectos como princípio de funcionamento, composição, custo, durabilidade, regulação de vazão, instalação e manutenção.
1. Princípio
Princípio da válvula borboleta
A principal característica deválvula borboletaSua estrutura simples e design compacto são características marcantes. Seu princípio de funcionamento baseia-se na rotação da placa borboleta circular em torno da haste da válvula, que tem como eixo central o controle do fluxo de fluido. A placa da válvula funciona como um ponto de controle, permitindo a passagem apenas com sua autorização. Quando a placa borboleta está paralela à direção do fluxo de fluido, a válvula está totalmente aberta; quando está perpendicular à direção do fluxo, a válvula está totalmente fechada. O tempo de abertura e fechamento da válvula borboleta é muito curto, pois ela precisa de apenas 90 graus de rotação para completar a operação. Essa é também a razão pela qual ela é chamada de válvula rotativa ou válvula de um quarto de volta.
Princípio da válvula de gaveta
A placa da válvula doválvula de gavetaA válvula de gaveta move-se verticalmente para cima e para baixo em relação ao corpo da válvula. Quando a gaveta está totalmente levantada, a cavidade interna do corpo da válvula se abre completamente, permitindo a passagem livre do fluido; quando a gaveta está totalmente abaixada, o fluido é completamente bloqueado. O design da válvula de gaveta proporciona uma resistência ao fluxo praticamente nula quando totalmente aberta, tornando-a adequada para aplicações que exigem abertura ou fechamento total. É importante ressaltar que a válvula de gaveta é adequada para abertura e fechamento total! No entanto, a válvula de gaveta possui uma resposta lenta, ou seja, o tempo de abertura e fechamento é maior, pois são necessárias múltiplas voltas do volante ou da engrenagem sem-fim para que a válvula abra e feche completamente.
2. Composição
Composição da válvula borboleta
Conforme mencionado anteriormente, a estrutura da válvula borboleta é relativamente simples, incluindo os componentes principais, como o corpo da válvula, a placa da válvula, o eixo da válvula, a sede da válvula e o acionamento. Veja a figura abaixo.
Corpo da válvula:
O corpo da válvula borboleta é cilíndrico e possui um canal vertical interno. Pode ser fabricado em diversos materiais, como ferro fundido, ferro fundido nodular, aço inoxidável, aço carbono, bronze de alumínio, etc. A escolha do material depende, naturalmente, do ambiente de uso da válvula borboleta e da natureza do fluido.
Placa da válvula:
A placa da válvula é a parte de abertura e fechamento em formato de disco, mencionada anteriormente. O material da placa da válvula geralmente é o mesmo do corpo da válvula, ou até superior, pois a válvula borboleta está em contato direto com o fluido, diferentemente da válvula borboleta de linha central, onde o corpo da válvula é separado do fluido apenas pela sede. Alguns fluidos especiais exigem maior resistência ao desgaste, à corrosão e a altas temperaturas.
Haste da válvula:
A haste da válvula conecta o disco da válvula ao acionamento e é responsável por transmitir o torque necessário para girar o disco da válvula. A haste da válvula geralmente é feita de aço inoxidável 420 ou outros materiais de alta resistência para garantir sua robustez e durabilidade.
Sede da válvula:
A sede da válvula é revestida na cavidade interna do corpo da válvula e entra em contato com a placa da válvula para formar uma vedação que garante a ausência de vazamentos do fluido quando a válvula está fechada. Existem dois tipos de vedação: vedação macia e vedação rígida. A vedação macia oferece melhor desempenho de vedação. Os materiais mais comuns incluem borracha, PTFE, etc., sendo frequentemente utilizada em válvulas borboleta de linha central. As vedações rígidas são adequadas para ambientes de alta temperatura e alta pressão. Os materiais mais comuns incluem aço inoxidável 304 com grafite flexível, etc., sendo comuns em...válvulas borboleta triplas excêntricas.
Atuador:
O atuador é usado para acionar a rotação da haste da válvula. Os tipos mais comuns são os manuais, elétricos, pneumáticos ou hidráulicos. Os atuadores manuais geralmente são operados por alavancas ou engrenagens, enquanto os atuadores elétricos, pneumáticos e hidráulicos permitem o controle remoto e a operação automatizada.
Composição das válvulas de gaveta
A estrutura da válvula de gaveta é relativamente complexa. Além do corpo da válvula, placa da válvula, eixo da válvula, sede da válvula e acionamento, também inclui gaxetas, tampa da válvula, etc. (veja a figura abaixo).
Corpo da válvula:
O corpo da válvula de gaveta geralmente tem formato cilíndrico ou de cunha, com um canal interno reto. O material do corpo da válvula é geralmente ferro fundido, aço fundido, aço inoxidável, latão, etc. Da mesma forma, o material apropriado deve ser selecionado de acordo com as condições de uso.
Tampa de válvulas:
A tampa da válvula é conectada ao corpo da válvula para formar uma cavidade fechada. Normalmente, há uma caixa de gaxetas na tampa da válvula para instalar a gaxeta e vedar a haste da válvula.
Sede da válvula de comporta:
A comporta é a parte da válvula de gaveta responsável pela abertura e fechamento, geralmente em formato de cunha. A comporta pode ser simples ou dupla. A válvula de gaveta mais comum é a de comporta simples. O material da comporta da válvula de gaveta elástica é o aço GGG50 revestido com borracha, enquanto o da válvula de gaveta rígida é feito do mesmo material do corpo da válvula, em latão ou aço inoxidável.
Haste da válvula:
A haste da válvula conecta a comporta ao atuador e movimenta a comporta para cima e para baixo através de uma transmissão roscada. O material da haste da válvula é geralmente de alta resistência, como aço inoxidável ou aço carbono. De acordo com o movimento da haste, as válvulas de gaveta podem ser divididas em válvulas de gaveta com haste ascendente e válvulas de gaveta com haste não ascendente. A rosca da haste da válvula de gaveta com haste ascendente fica localizada externamente ao corpo da válvula, e o estado aberto ou fechado é claramente visível; a rosca da haste da válvula de gaveta com haste não ascendente fica localizada internamente ao corpo da válvula, a estrutura é relativamente compacta e o espaço de instalação é menor do que o da válvula de gaveta com haste ascendente.
Embalagem:
A gaxeta está localizada na caixa de vedação da tampa da válvula e serve para vedar o espaço entre a haste da válvula e a tampa, evitando vazamentos do fluido. Os materiais de gaxeta mais comuns incluem grafite, PTFE, amianto, etc. A gaxeta é comprimida pela prensa para garantir a vedação adequada.
Atuador:
• O volante é o atuador manual mais comum, que aciona a transmissão da haste da válvula girando o volante para mover a comporta para cima e para baixo. Para válvulas de comporta de grande diâmetro ou alta pressão, atuadores elétricos, pneumáticos ou hidráulicos são frequentemente usados para reduzir a força de operação e aumentar a velocidade de abertura e fechamento. Claro, este é um assunto para outro momento. Se tiver interesse, confira o artigo.Quantas voltas são necessárias para fechar uma válvula borboleta?Quanto tempo demora?
3. Custo
Custo da válvula borboleta
As válvulas borboleta geralmente são mais baratas que as válvulas gaveta. Isso ocorre porque as válvulas borboleta têm um comprimento estrutural menor, requerem menos materiais e possuem um processo de fabricação relativamente simples. Além disso, as válvulas borboleta são mais leves, o que também reduz os custos de transporte e instalação. A vantagem de custo das válvulas borboleta é particularmente evidente em tubulações de grande diâmetro.
Custo da válvula de gaveta
O custo de fabricação das válvulas de gaveta costuma ser mais elevado, especialmente para aplicações de grande diâmetro ou alta pressão. A estrutura das válvulas de gaveta é complexa e a precisão de usinagem das placas de gaveta e das sedes das válvulas é alta, o que exige mais processos e tempo durante a fabricação. Além disso, as válvulas de gaveta são mais pesadas, o que aumenta o custo de transporte e instalação.
Como pode ser observado no desenho acima, para o mesmo DN100, a válvula de gaveta é muito maior que a válvula borboleta.
4. Durabilidade
Durabilidade da válvula borboleta
A durabilidade das válvulas borboleta depende dos materiais da sede e do corpo da válvula. Em particular, os materiais de vedação das válvulas borboleta com vedação flexível são geralmente feitos de borracha, PTFE ou outros materiais flexíveis, que podem sofrer desgaste ou envelhecimento durante o uso prolongado. Já os materiais de vedação das válvulas borboleta com vedação rígida são feitos de materiais sintéticos de alto desempenho ou vedações metálicas, o que melhora significativamente sua durabilidade.
De modo geral, as válvulas borboleta apresentam boa durabilidade em sistemas de baixa e média pressão, mas o desempenho de vedação pode ser reduzido em ambientes de alta pressão e alta temperatura.
Vale ressaltar também que as válvulas borboleta podem isolar o fluido envolvendo o corpo da válvula com a sede, evitando a corrosão. Além disso, a placa da válvula pode ser totalmente encapsulada com borracha e revestida com flúor, o que aumenta significativamente sua durabilidade em fluidos corrosivos.
Durabilidade das válvulas de gaveta
O projeto de vedação elástica da sede das válvulas de gaveta enfrenta o mesmo problema das válvulas borboleta, ou seja, desgaste e envelhecimento durante o uso. No entanto, as válvulas de gaveta com vedação rígida apresentam bom desempenho em ambientes de alta pressão e alta temperatura. Como a superfície de vedação metal-metal da válvula de gaveta possui alta resistência ao desgaste e à corrosão, sua vida útil costuma ser mais longa.
No entanto, a comporta da válvula de gaveta pode ficar presa facilmente por impurezas no fluido, o que também pode afetar sua durabilidade.
Além disso, sua aparência e estrutura dificultam o revestimento completo, portanto, para o mesmo meio corrosivo, seja ela totalmente metálica ou com revestimento completo, seu preço é muito superior ao da válvula de gaveta.
5. Regulação do fluxo
Regulação do fluxo da válvula borboleta
A válvula borboleta de três excentricidades permite ajustar a vazão em diferentes aberturas, mas sua curva característica de fluxo é relativamente não linear, especialmente quando a válvula está próxima da abertura total, apresentando variações significativas. Portanto, a válvula borboleta é adequada apenas para aplicações com baixa exigência de precisão de ajuste; caso contrário, uma válvula de esfera pode ser a melhor opção.
Regulação do fluxo da válvula de gaveta
A válvula de gaveta é projetada para operações de abertura ou fechamento total, e não para regular o fluxo. No estado parcialmente aberto, a gaveta causa turbulência e vibração do fluido, o que pode danificar facilmente a sede e a própria gaveta da válvula.
6. Instalação
Instalação de válvula borboleta
A instalação da válvula borboleta é relativamente simples. Ela é leve, portanto não requer muito suporte durante a instalação; possui uma estrutura compacta, sendo particularmente adequada para locais com espaço limitado.
A válvula borboleta pode ser instalada em tubulações em qualquer direção (horizontal ou vertical), não havendo exigência estrita quanto ao sentido do fluxo na tubulação. Deve-se observar que, em aplicações de alta pressão ou grande diâmetro, a placa borboleta deve estar totalmente aberta durante a instalação para evitar danos à vedação.
Instalação de válvulas de gaveta
A instalação de válvulas de gaveta é mais complexa, especialmente no caso de válvulas de gaveta de grande diâmetro e com vedação rígida. Devido ao peso elevado dessas válvulas, são necessários suportes e fixações adicionais durante a instalação para garantir a estabilidade da válvula e a segurança do instalador.
As válvulas de gaveta são geralmente instaladas em tubulações horizontais, e a direção do fluxo do fluido precisa ser considerada para garantir a instalação correta. Além disso, o curso de abertura e fechamento das válvulas de gaveta é longo, especialmente para válvulas de gaveta com haste ascendente, sendo necessário reservar espaço suficiente para operar o volante.
7. Manutenção e conservação
Manutenção de válvulas borboleta
As válvulas borboleta possuem menos peças e são fáceis de desmontar e montar, o que facilita a manutenção. Na manutenção diária, verifica-se principalmente o desgaste e o envelhecimento da placa e da sede da válvula. Caso o anel de vedação apresente desgaste severo, deve ser substituído imediatamente. Portanto, recomendamos aos clientes a aquisição de válvulas borboleta com anel de vedação substituível. Se a planicidade e o acabamento da superfície da placa da válvula comprometerem a vedação, também será necessária a substituição.
Além disso, há a lubrificação da haste da válvula. Uma boa lubrificação contribui para a flexibilidade e durabilidade do funcionamento da válvula borboleta.
Manutenção de válvulas de gaveta
As válvulas de gaveta possuem muitas peças e são difíceis de desmontar e montar, especialmente em grandes sistemas de tubulação, onde a carga de trabalho de manutenção é grande. Durante a manutenção, deve-se prestar atenção especial se a gaveta sobe e desce suavemente e se há objetos estranhos na ranhura do corpo da válvula.
Se a superfície de contato entre a sede da válvula e a comporta estiver riscada ou desgastada, ela precisa ser polida ou substituída. Obviamente, a lubrificação da haste da válvula também é necessária.
A manutenção da gaxeta deve receber mais atenção do que a manutenção da válvula borboleta. A gaxeta da válvula gaveta serve para vedar o espaço entre a haste e o corpo da válvula, impedindo vazamentos do fluido. O envelhecimento e o desgaste da gaxeta são problemas comuns em válvulas gaveta. Durante a manutenção, é necessário verificar regularmente a estanqueidade da gaxeta e ajustá-la ou substituí-la, se necessário.
8. Conclusão
Em resumo, as válvulas borboleta e as válvulas gaveta têm suas próprias vantagens e desvantagens em termos de desempenho, custo, durabilidade, regulação de fluxo e instalação:
1. Princípio: As válvulas borboleta têm velocidades de abertura e fechamento rápidas e são adequadas para situações que exigem abertura e fechamento rápidos; as válvulas gaveta têm tempos de abertura e fechamento mais longos.
2. Composição: As válvulas borboleta têm uma estrutura simples, enquanto as válvulas gaveta têm uma composição complexa.
3. Custo: As válvulas borboleta têm um custo menor, especialmente para aplicações de grande diâmetro; as válvulas gaveta têm um custo maior, especialmente para alta pressão ou requisitos especiais de material.
4. Durabilidade: As válvulas borboleta apresentam melhor durabilidade em sistemas de baixa e média pressão; as válvulas gaveta têm bom desempenho em ambientes de alta pressão e alta temperatura, mas a abertura e o fechamento frequentes podem afetar sua vida útil.
5. Regulação de fluxo: As válvulas borboleta são adequadas para controle de fluxo aproximado; as válvulas gaveta são mais adequadas para operações totalmente abertas ou totalmente fechadas.
6. Instalação: As válvulas borboleta são fáceis de instalar e podem ser aplicadas tanto em tubulações horizontais quanto verticais; as válvulas gaveta são mais complexas de instalar e são adequadas para instalações em tubulações horizontais.
7. Manutenção: A manutenção das válvulas borboleta concentra-se no desgaste e envelhecimento da placa e da sede da válvula, bem como na lubrificação da haste. Além disso, a válvula gaveta também requer manutenção da gaxeta.
Em aplicações práticas, a seleção de válvulas borboleta ou válvulas de gaveta precisa ser considerada de forma abrangente, levando em conta as condições e requisitos específicos de trabalho, para garantir o melhor desempenho e economia.