Em sua essência, o mecanismo da válvula de esfera apresenta uma esfera usinada com precisão, com um furo denominado porta. A esfera é conectada a uma haste, que é operada manualmente pela alavanca ou automaticamente por um atuador elétrico.
Quando a válvula está aberta, a alavanca fica paralela à tubulação, indicando que o orifício está alinhado com a direção do fluxo. Um giro de 90 graus na alavanca faz com que o orifício fique perpendicular ao fluxo, bloqueando completamente a passagem de líquidos e gases. Nessa posição, as sedes da válvula pressionam firmemente a esfera, impedindo vazamentos.
Comparado com globo ou válvulas de gaveta, Ao contrário das válvulas de alavanca, que exigem várias voltas para abrir ou fechar, as válvulas de esfera oferecem operação rápida com apenas um quarto de volta da alavanca. Esse mecanismo simples que rege o funcionamento de uma válvula de esfera também reduz o torque de operação, minimizando o desgaste dos componentes internos.
Os principais componentes de uma válvula de esfera
| Componente | Função | Materiais comuns |
| Bola (1) | Gira 90 graus para alinhar-se com o fluxo ou bloqueá-lo, controlando a passagem de líquidos e gases. | Aço inoxidável, aço cromado |
| Haste (2) | Conecta a bola à alça. Transfere a força rotacional para a esfera quando a alça é girada. | Aço inoxidável |
| Vedações e gaxetas da haste (3) | Permita que a haste gire livremente, garantindo que a pressão seja controlada e mantida. | PTFE, grafite |
| Alça (4) | Abre e fecha a válvula, manualmente ou automaticamente. | Cabo de aço ou atuadores pneumáticos, elétricos ou hidráulicos. |
| Corpo de válvulas (5) | Abriga todos os componentes internos, incluindo a esfera, os assentos e a haste. Suporta a pressão e a temperatura dos sistemas e fluidos. | Liga metálica, latão, aço carbono e aço inoxidável duplex. |
| Lugares (6) | Aplique pressão contra a superfície esférica para evitar vazamentos enquanto a válvula estiver fechada. | PTFE, RPTFE, metal |
De que são feitos os assentos das válvulas de esfera?
Os materiais utilizados influenciam a classificação de pressão, a resistência à temperatura, a compatibilidade química e a durabilidade geral dos assentos.
PTFE (politetrafluoroetileno)
O PTFE é o material mais comum devido ao seu baixo coeficiente de atrito e alta resistência química. Pode deformar-se ou derreter sob exposição prolongada a altas pressões e temperaturas. No entanto, continua sendo adequado para produtos alimentícios, farmacêuticos, água, produtos químicos e aplicações industriais em geral que processam fluidos limpos.
PTFE reforçado
Uma combinação de PTFE com cargas como carbono, grafite e fibra de vidro para aumentar a resistência ao desgaste e a resistência mecânica. Comparado ao PTFE padrão, o RPTFE, como no Válvula de esfera flangeada YKY 2PC, Oferece maior resistência à compressão e estabilidade dimensional, sendo ideal para processamento de petróleo e gás, plantas químicas e outras aplicações industriais mais exigentes.
Metais
Projetados especificamente para aplicações que envolvem pressões e temperaturas extremas, bem como meios abrasivos e erosivos. Geralmente são fabricados em aço inoxidável e revestidos com materiais de alta dureza, como Stellite ou carboneto de tungstênio. Oferecem desempenho confiável em processos petroquímicos, geração de energia e sistemas de vapor.
Os diferentes tipos de portas de válvulas de esfera
A configuração das portas de uma válvula de esfera refere-se à relação entre o diâmetro do furo e o diâmetro do tubo de conexão. O tamanho da porta afeta a capacidade de vazão, as perdas de carga e a adequação para diferentes aplicações.
Porto completo
Este projeto possui um diâmetro interno próximo ou igual ao diâmetro interno da tubulação. Isso permite que o fluido passe pela válvula com mínima restrição, resultando em um coeficiente de vazão (Cv) mais elevado. É ideal para aplicações que exigem máxima eficiência de fluxo ou onde dispositivos de limpeza de dutos, chamados pigs, precisam passar sem obstrução. Uma das principais desvantagens é que possui uma esfera e um corpo de válvula maiores, o que a torna mais pesada e mais cara.
Porta padrão
Este modelo possui um diâmetro interno menor que o da tubulação conectada. A abertura reduzida restringe ligeiramente o fluxo, resultando em menor capacidade de vazão e quedas de pressão moderadas. A porta padrão permite o uso de uma esfera e um corpo menores, tornando-os mais leves e baratos de fabricar. Consequentemente, os modelos com diâmetro interno reduzido são ideais para uma gama mais ampla de aplicações onde espaço, peso e custo são fatores importantes.
Válvula de esfera flutuante vs. Válvula de esfera com munhão
Dependendo de como a esfera é suportada no corpo da válvula, as válvulas de esfera podem ser classificadas como flutuantes ou com munhão. A montagem influencia a capacidade de pressão, o torque de operação e o desempenho da vedação.
Flutuante
A esfera é suportada apenas pela haste e pelas sedes, permitindo o movimento em direção à sede a jusante para criar uma vedação hermética por meio da pressão contra ela. O torque de operação aumenta quando a pressão sobe e o tamanho da válvula aumenta.
Munhão
A esfera é mantida firmemente no lugar por suportes adicionais superiores e inferiores. Em vez de a esfera se mover sozinha, os assentos ou munhões são acionados por pressão ou mola para criar uma vedação. Esse projeto é mais confiável para aplicações de alta pressão e diâmetro maior.
Ao comparar válvulas de esfera flutuantes versus válvulas de esfera com munhão, A melhor opção é determinada pela pressão e pelo tamanho da aplicação.
Funcionamento da válvula de esfera explicado
O mecanismo de haste e alavanca permite o acionamento da esfera através da transmissão do movimento rotacional. A maioria das válvulas de esfera possui um sistema à prova de expulsão, que é a opção mais segura, pois é inserido pelo interior do corpo da válvula e impede a ejeção sob pressão.
Operação manual
Isso significa operar a válvula de esfera usando a alavanca. Quando a alavanca está paralela à tubulação, a válvula está aberta. Quando está perpendicular, a válvula está fechada. O design de um quarto de volta permite uma operação simples e rápida.
Operação automatizada
Quando as válvulas de esfera são equipadas com atuadores elétricos ou pneumáticos em vez de uma alavanca manual, elas podem ser operadas remotamente ou automaticamente. Isso melhora a eficiência operacional, a precisão do fluxo e facilita a integração com processos automatizados.
As válvulas de esfera vêm em diferentes configurações, não apenas pelo tamanho da porta ou pela montagem da esfera. Elas também podem ser classificadas como válvulas de esfera de duas vias e válvulas de esfera de três vias, determinadas pela direção e pelo percurso do fluxo. Encontre respostas detalhadas e esclarecedoras para outras perguntas como "como funciona uma válvula de esfera de 2 vias?" e "“O que é uma válvula de esfera de 2 vias?”"no blog da YKY Valve ou conversando com um representante da YKY Valve.".
A válvula de esfera com rosca de 2 peças possui um design bipartido para fácil instalação e vedação confiável. Amplamente utilizada em aplicações de tratamento de água, HVAC e petroquímica.
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Perguntas frequentes
Uma válvula de esfera pode apresentar defeito?
Sim, é possível, mas escolher o material e o design certos para a válvula de esfera, de um fabricante conceituado como a YKY Valve, pode reduzir a necessidade de manutenção. Inspeções regulares e lubrificação adequada também reduzem o desgaste e previnem danos.
Por que as válvulas de esfera são projetadas com esferas completas?
Nem todas as válvulas de esfera são projetadas com esferas completas, mas esse é o modelo mais popular devido ao contato equilibrado com as sedes, ao fluxo mais suave, à rotação de um quarto de volta, à maior capacidade de suportar pressão interna e à vedação consistente e estanque.
Como funciona uma válvula de esfera com atuador elétrico?
Ao receber um sinal de controle, o motor elétrico aciona a caixa de redução para gerar torque suficiente para girar a haste e a esfera 90 graus entre as posições aberta e fechada. Limitadores internos param o motor ao final do curso, mas alguns atuadores também fornecem feedback de posição e funções de acionamento manual.
