Como escolher a válvula de retenção
Para escolher a válvula de retenção certa para sua aplicação, há uma série de critérios de seleção que deve considerar.
Tipos de válvulas de retenção
A seleção do tipo, tamanho e especificação corretos da válvula de retenção é importante para garantir um funcionamento suave, sem problemas e com baixo consumo de energia a longo prazo. Em muitos casos, a taxa de retorno do fluido não é motivo de preocupação e as válvulas de retenção normais funcionam bem. No entanto, em sistemas de bombagem, a seleção da válvula de retenção correta pode ser crucial.
Válvulas de retenção de bola
Em geral, as válvulas de retenção de bola são simples e económicas. Como vantagens apresentam um design compacto e a ausência de peças externas que contribuem para o preço baixo e a fiabilidade elevada. Uma desvantagem, que se pode considerar para algumas aplicações, é não terem um indicador de abertura/fecho.
Devido ao seu desenho de passagem total, as válvulas de retenção de bola são normalmente utilizadas em aplicações de águas residuais. Um furo de passagem total, liso e suave assegura o fluxo completo através da válvula e impede a acumulação de depósitos sólidos na base do corpo da válvula. Fazem autolimpeza através do movimento rotativo da bola durante o funcionamento, eliminando assim o risco de impurezas aderirem à bola e à sede.
Para mais detalhes, visite a secção sobre válvulas de retenção de bola.
Válvulas de retenção de charneira
As válvulas de retenção de charneira são as válvulas de retenção mais comuns. São de baixo custo e, por serem automáticas, não requerem energia ou controlo externo para operar – apenas o sentido do fluxo e a pressão determinam o funcionamento da válvula.
As válvulas de retenção de charneira estão disponíveis com um indicador de abertura/fecho e, normalmente, as válvulas são montadas com alavanca e peso ou alavanca e mola que permitem o controlo visual ou com dispositivos eletromecânicos que permitem a informação digital.
O desenho da válvula proporciona uma abertura de passagem total que a torna eficiente devido às suas características de baixa perda de carga. As válvulas de retenção de charneira são geralmente utilizadas em sistemas onde o risco de picos de pressão é baixo. Devido à abertura de passagem total, esta válvula é normalmente utilizada em aplicações de água e águas residuais.
Para mais detalhes, visite a secção sobre válvulas de retenção de charneira.
Válvulas de retenção de borboleta
A válvula de retenção de borboleta é semelhante em aparência a uma válvula borboleta excêntrica. O corpo da válvula é duplamente flangeado e de comprimento curto. O disco é mantido no lugar através de um veio que é posicionado excentricamente a partir da linha central do corpo nos eixos horizontal e vertical.
A dupla excentricidade do veio resulta que a parte inferior do disco é a parte que ocupa a maior área da passagem do fluxo. Consequentemente, o disco começa a abrir mesmo para caudais muito baixos. A válvula de retenção de borboleta é, portanto, geralmente utilizada em sistemas de bombagem com caudais baixos e também para fluxos intermitentes.
Devido aos veios internos estarem expostos ao escoamento do fluído, a válvula de retenção de borboleta é utilizada para aplicações de água e efluentes tratados. As válvulas de retenção de borboleta de sede inclinada oferecem maior resistência ao choque hidráulico.
Para mais detalhes, consulte as informações do produto válvula de retenção de borboleta.
Válvulas de retenção de borboleta de sede inclinada
A válvula de retenção de borboleta de sede inclinada oferece maior resistência ao choque hidráulico. A válvula tem o veio duplamente excêntrico, bem como um aumento no ângulo de assento. Isso significa que o curso do disco da válvula é mais curto, reduzindo assim, o tempo que leva a fechar.
Os amortecedores hidráulicos são recomendados, especialmente quando as válvulas são instaladas em estações de bombagem onde é necessária abertura e fecho com elevada frequência. O disco da válvula fecha-se rapidamente nos primeiros 85% do seu curso angular antes de chegar ao amortecedor hidráulico. O amortecedor dissipa a energia cinética do disco, forçando-o a abrir ligeiramente. O disco fecha-se até voltar a entrar em contacto com o amortecedor e este amortece o movimento do disco até voltar à sua posição de fecho total, selando a válvula. Esta função reduz consideravelmente o surgimento de choques hidráulicos devido ao método controlado e amortecido do fecho da válvula.
Para mais detalhes, consulte as informações do produto válvula de retenção de borboleta de sede inclinada.
Válvulas de retenção de disco axial
As válvulas de retenção de disco axial são projetadas com o disco da válvula ligado a um veio, que é guiado no eixo horizontal central. Uma mola está posicionada entre o disco e o difusor. Quando o fluxo entra na válvula, a força hidráulica exercida na superfície frontal do disco reage contra a mola, fazendo com que esta se comprima e permita a abertura da válvula. Quando o fluxo parar, a mola força o disco a voltar à posição de fecho.
Devido ao fecho assistido por mola e ao curso linear curto, a válvula de retenção de disco axial é uma das válvulas de retenção de ação mais rápida disponíveis e é normalmente utilizada em sistemas de bombagem onde o choque hidráulico é uma potencial preocupação. Como o disco está constantemente na linha direta do fluxo, as características de perda de carga desta válvula são mais elevadas do que as das válvulas de retenção de charneira.
Para mais detalhes, consulte a nossa informação de produto da válvula de retenção de disco axial
Que critérios considerar na escolha das válvulas de retenção?
Para escolher a válvula de retenção adequada para cada aplicação, devem ser considerados vários critérios de seleção. Contudo, em primeiro lugar, não existe um tipo de válvulas de retenção que seja a melhor escolha para todas as aplicações e os critérios de seleção podem não ser igualmente importantes para todos os casos. Alguns dos aspetos a considerar são a compatibilidade dos fluídos, as características hidráulicas, a perda de carga, as características que evitam o choque hidráulico e o custo total da instalação.
Fluído
Todas as válvulas de retenção referidas neste artigo foram projetadas para trabalhar com água ou águas residuais tratadas, além disso, a instalação destas válvulas em águas residuais não tratadas/esgotos pode influenciar o comportamento e causar problemas na integridade da válvula.
Características hidráulicas
Se uma válvula de retenção fechar muito rápido, pode evitar o choque hidráulico contra os equipamentos a montante, como as bombas. No entanto, o fecho rápido não protegerá contra as ondas de pressão causadas pelas bombas em constante arranque e paragem. Se a válvula abrir (e fechar) rapidamente, o fluxo será alterado repentinamente e, muito provavelmente, aumentará a probabilidade de ocorrência de ondas de pressão.
Perda de carga
A perda de carga é, entre outras, uma função da velocidade do fluido. A perda de carga através de uma válvula é determinada pela configuração interna da válvula e pelo grau de abertura. Quando uma válvula é projetada com uma abertura restringida (reduzida) em comparação com a tubagem, a velocidade do fluído aumentará dentro da válvula, aumentando, consequentemente, a perda de carga. E vice-versa, se uma válvula for desenvolvida com menos restrições e o diâmetro interno for igual ao da tubagem, a perda de carga será menor e, na prática, a válvula não afetará a perda de carga total do sistema. Há uma série de valores e coeficientes para a perda de carga, entre outros, zeta, Kv e Kvs.
Custo total da instalação
O custo de uma válvula de retenção poderá ser algo mais do que apenas o preço de compra. Para algumas instalações, os custos mais importantes podem ser a aquisição e a instalação, mas para outros casos, os custos de manutenção ou de energia podem ser iguais ou até mais relevantes. Também se deve considerar a proteção do equipamento mais valioso, como por exemplo as bombas, por isso, a análise do desempenho da válvula será crucial. Ao considerar os custos como um critério de seleção para a válvula de retenção, também se devem considerar os custos totais durante a vida útil da válvula. Em geral, quanto mais simples for a construção da válvula, menores serão os requisitos de manutenção. Quanto maior for o valor Kv, menor será o consumo de energia. Quanto maior for o rendimento, melhor será a capacidade de proteção.
Condições do choque hidráulico
O batimento de uma válvula de retenção resulta no aumento das ondas de pressão no sistema.O fecho da válvula de retenção pode afetar negativamente os picos de pressão. A primeira fase do processo é quando a bomba para, iniciando a onda de pressão. A segunda fase é, quando o fluído faz retorno, batendo contra a válvula de retenção totalmente fechada. Se a válvula de retenção fechar demasiado depressa, a energia cinética é transformada em alta pressão, criando tensão na tubagem e ruído elevado
O choque hidráulico produz bastante ruído e parece apenas proveniente do disco ou da bola da válvula a bater na sede. No entanto, o som não é causado pelo fecho físico da válvula, mas por uma onda sonora decorrente de um pico de pressão ao aplicar tensão na tubagem.
Para evitar que a válvula de retenção feche bruscamente, a válvula deve ser fechada de forma controlada e mais lentamente quando se aproximar da posição de fecho. Para que uma válvula de retenção feche lentamente, é necessário equipamento auxiliar adicional, como amortecedores hidráulicos, que atuam como um travão para o disco da válvula, à medida que este se aproxima da sede. Este fecho mais lento permite que o fluido passe através da válvula de retenção até esta fechar completamente, resultando numa menor energia cinética a transformar-se em alta pressão e, consequentemente, menos energia para alimentar e manter a onda de pressão. É importante considerar que a bomba a montante seja adequada para a rotação e o caudal inverso.
Como as válvulas de retenção de charneira têm o disco na passagem do fluído facilita no fecho rápido, conferindo melhores características para evitar o batimento, mas atualmente, a maioria das bombas são de frequência variável permitindo ajustar o tempo de arranque e o tempo de paragem, a fim de evitar o choque hidráulico.
