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Válvula Esfera

A válvula esfera é tipo mais utilizado na indústria, quando um bloqueio ou abertura rápida é requerido.

Possuem um obturador (esfera) que descreve um movimento rotacional de 0° a 90° (ou seja, ¼ de volta) em relação ao sentido de escoamento do fluxo na tubulação, para abertura ou fechamento da válvula.

O acionamento pode ser feito manualmente por alavanca ou redutor de engrenagens, dependendo da bitola. O mecanismo de abertura e fechamento pode ser feito também por atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos.

Quando utilizada para controle de fluxo, a bitola da válvula selecionada não deve ser superior ao da tubulação; sendo preferível que a mesma seja até duas bitolas menor ou limitada a 50% desta (o que for maior).

Já em aplicações on-off, a válvula deve ser sempre da mesma bitola da tubulação.

Tipos de corpos

O corpo das válvulas esfera pode ser dividido em três tipos diferentes: monobloco, bipartido ou tripartido.

Monobloco – Este modelo tem a montagem da espera sempre do tipo flutuante e estilo side entry. O corpo nessa construção elimina a possibilidade de ocorrer vazamentos.

Bipartido – As válvulas podem ter o corpo dividido simetricamente ou assimetricamente. Quando simétrica, a haste é integral a esfera. Já quando assimétrica, a esfera e haste são duas peças separadas.

Tripartido – Esse tipo de corpo possui a vantagem de não ter a necessidade de desmontar a válvula da tubulação para troca dos anéis de vedação e juntas do corpo. Esta característica é fundamental quando as válvulas possuem extremidades para solda e a vedação em PTFE, já que esta deve ser retirada antes da soldagem.

Tipos de montagem

O tipo de montagem da esfera pode ser do tipo side entry ou  top entry

Side entry – A montagem da esfera e das sedes é feita pela lateral da válvula. Desta forma, a retirada da válvula da tubulação é obrigatória (principalmente nos corpos bipartidos). Esta montagem pode ser utilizada com esferas do tipo flutuante ou trunnion.

Top entry – A montagem da esfera e sedes é feita pelo topo; sendo necessária apenas a retirada da tampa para ter acesso fácil e rápido a essas peças. Não existindo a necessidade de retirar a válvula da tubulação para manutenção.
Este tipo de montagem é ideal para aplicações e instalações “enterradas”.

 

Tipos de Esferas

Os tipos de esfera estão relacionados com o projeto de união entre a esfera e a haste da válvula, podendo ser flutuante ou trunnion.

Flutuante – É o tipo mais comum e utilizado em baixas pressões. A esfera é apoiada apenas pela haste, independente uma da outra, formando assim um conjunto de duas peças (haste e esfera).
Para as válvulas que possuem esse tipo de esfera, quanto maior a pressão diferencial, melhor será a vedação. Isto porque o encaixe da esfera com a haste é o que proporciona a ação flutuante, onde a esfera é forçada contra a sede; fazendo assim a vedação da válvula.

Trunnion – Nas válvulas trunnion, a vedação ocorre sempre no anel sede a montante, independente da pressão diferencial que atua sobre a esfera ou do sentido de fluxo.
Esse tipo é selecionado principalmente para aplicações de alta pressão ou quando é necessário duplo bloqueio com dreno.

Em resumo, as válvulas do tipo flutuante a esfera é empurrada contra o anel sede a jusante por aumento na pressão diferencial. Nas do tipo trunnion, a vedação ocorre devido ao eixo inferior e as molas empurrarem o anel contra a esfera, a vedação independe da pressão diferencial.

Tipos de Passagens

As válvulas esfera apresentam três tipos de passagem: plena, reduzida e venturi.

Plena – É o tipo mais utilizado, pois o furo da esfera tem o mesmo diâmetro interno da tubulação. As válvulas esfera com esse tipo de passagem têm maior capacidade de vazão e menor perda de carga.

Reduzida – O diâmetro nominal permanece o mesmo, apenas a área de passagem da esfera é reduzida, que reduzem e expandem o volume do fluido ao passar pela válvula (causando assim uma sensível perda de carga).

Venturi – As válvulas com este tipo de passagem têm área da cavidade da esfera menor que a da tubulação que está acoplada. O comprimento do lado de entrada da válvula é maior que o da saída. Essa diferença de área forma um cone convergente do lado da entrada, fazendo com que a velocidade de escoamento do fluido seja elevada gradualmente, reduzindo a pressão e facilitando o controle do fluxo com a perda de carga.

Válvulas  Fire safe – Definição

Quando a válvula for utilizada com fluidos inflamáveis, a vedação em PTFE pode ser consumida pelo fogo em caso de incêndio. Desta forma, é obrigatório que a vedação seja fire safe (à prova de fogo).

As válvulas fire safe possuem uma vedação secundária de emergência que deve permanecer vedando (conforme normas ISO 10497 e API607), quando ocorrer a sublimação das sedes em  PTFE.

Principais Características

  • Abertura e fechamento rápidos, necessitando apenas um movimento de 90° da esfera
  • Tamanho e peso reduzidos
  •  Baixo torque de operação
  • Haste à prova de explosão
  • Construção para uso geral ou fire-safe
  • Vedação estanque
  • Aplicáveis em ampla gama de pressões
  • Alta capacidade de vazão
  • Baixa perda de carga

Detalhes Construtivos

  • Norma de construção: ASME (ANSI), API-6D, BS, API-6A, MSS
  • Diâmetro: 1/4″ à 42”
  • Classe de pressão: 150# / 300# / 600# / 800# / 900# / 1500# / 2500#
  • Passagem: Plena, Reduzida ou Venturi
  • Esfera Flutuante ou Trunnion
  • Uso geral ou  fire-safe
  • Extremidades: Rosca, Flange, Encaixe Solda, Niples
  • Material: Aço carbono (fundido e forjado) , Aço inox (fundido e forjado), Aço Liga (fundido)
  • Internos: Aço carbono (fundido e forjado) , Aço inox (fundido e forjado), Aço Liga (fundido)
  • Vedações: Soft  ou  Metal – Metal