Na rede de água de uma cidade, a água se move por centenas de quilômetros de tubulações. As tubulações se movem de estações de tratamento para residências, fábricas e hidrantes.
O sistema de água também precisa de sinais e acessos para se manter ordenado. É aqui que os tipos de válvulas borboleta entre. As válvulas controlam para onde a água vai e a que velocidade flui.
Este guia discute o que um engenheiro de projeto ou profissional de campo precisa saber sobre o princípio de funcionamento da válvula borboleta e os diferentes tipos. Ele também discute as vantagens e desvantagens da válvula borboleta e como diferentes tipos de válvulas borboleta são usados no sistema de abastecimento de água.
O que é uma Válvula Borboleta para Tratamento de Água?
Uma válvula borboleta controla o fluido girando um disco plano 90 graus dentro do corpo da tubulação. Ele gira em um quarto de volta. O fechamento da válvula ocorre quando o disco está orientado perpendicularmente ao caminho do fluxo. Para abrir a válvula, o disco é girado para se alinhar paralelamente ao fluxo.
O nome da válvula vem da aparência semelhante a uma asa do disco enquanto ele gira de sua haste. A rotação de 90 graus fornece atuação rápida para isolamento imediato do fluxo.
As válvulas borboleta são recomendadas para abastecimento de água, distribuição de água, sistemas de coleta, estações de bombeamento e estações de tratamento de água. Elas são definidas por corpos compactos, baixo peso e atuação rápida. Isso as torna a escolha preferida para tubulações DN 200 (8 polegadas) e maiores.
Diagrama de Peças da Válvula Borboleta: Componentes Chave Explicados
Esta seção discute os componentes-chave que ajudarão os compradores a especificar a configuração correta. Compreender as partes principais também ajuda as equipes de manutenção a identificar quais partes se desgastam rapidamente.
1. Corpo de válvulas
Esta é a carcaça externa que se encaixa entre ou sobre flanges de tubulação. Os materiais padrão em serviço de água são ferro fundido dúctil GGG50 conforme EN 1563 com revestimento de pó epóxi fundido (mínimo de 250 mícrons). O revestimento epóxi protege contra corrosão e evita a contaminação da água potável.
2. Disco
Este elemento rotativo é como um portão que para ou permite o fluxo. Em aplicações de água, o disco é tipicamente de ferro fundido dúctil com uma contínua aço inoxidável 316 borda soldada. A borda de aço inoxidável fornece uma superfície de vedação resistente à corrosão que resiste à ação abrasiva da água corrente.
3. Haste ou Eixo
A haste conecta o disco à alavanca ou atuador externo. Em uma válvula borboleta com atuador, o design de haste de duas peças permite remover o eixo superior para manutenção. Não é necessário desmontar todo o corpo da válvula. O material padrão usado para evitar corrosão é aço inoxidável 316.
4. Sede
A sede é o ponto principal de prevenção de vazamentos. É a vedação interna onde o disco pressiona ao fechar a válvula. Materiais comuns de sede incluem borracha EPDM, PTFE e NBR. Estes dependem de diferentes tipos de água.
5. Vedações e O-rings
Múltiplos anéis O-ring vedam a haste onde ela sai do corpo da válvula. Isso evita vazamentos ao longo do eixo. Designs modernos usam configurações de anéis O-ring empilhados. Se uma vedação degradar, as outras mantêm a integridade da pressão até a próxima manutenção programada.
6. Interface de Atuação
A parte superior da haste é conectada a uma alavanca, volante, caixa de engrenagens ou atuador. Os flanges são montados de acordo com a ISO 5210 (montagem de atuador multi-volta) ou ISO 5211 (montagem de atuador de quarto de volta).
Princípio de Funcionamento da Válvula Borboleta
Como funciona a válvula borboleta? Seu princípio de funcionamento é simples. O disco fica dentro do tubo, montado em uma haste central.
Em uma posição fechada, ela cria uma vedação quando o disco fica perpendicular ao fluxo do fluido e pressiona contra a sede.
Em uma posição aberta, o atuador gira a haste em 90 graus, e o disco gira com ela. O disco se alinha paralelamente à direção do fluxo. A água agora pode fluir livremente ao redor da borda fina do disco.
Em uma rotação parcial, entre 0 e 90 graus, ela também permite o estrangulamento total. A relação entre o ângulo do disco e a vazão segue um destes padrões:
- ·Fluxo Quase Linear – mostra a posição do disco correspondendo diretamente à vazão. Com 60% de abertura, aproximadamente 60% do fluxo máximo passa. Isso é comum em projetos duplamente excêntricos.
- Fluxo de Abertura Rápida – mostra um rápido aumento no fluxo nos primeiros 30 a 40 graus de abertura. Movimentos adicionais menores proporcionam menos alteração em ângulos maiores. Isso é comum em projetos concêntricos padrão.
Escolhendo os Tipos Certos de Válvula Borboleta para o seu Projeto
Diferentes tipos de válvulas têm desempenhos diferentes. O tipo correto depende do seguinte:
- Tamanho do tubo
- Pressão de operação
- Requisito de classe de fechamento
- Frequência de operação da válvula
Abaixo está uma tabela que resume os diferentes tipos de válvulas, suas especificações e aplicações:
| Recurso | Concêntrico | Duplamente Excêntrica | Triplamente Excêntrica |
| Desgaste da sede | Mais alto | Mais baixo | Mínimo |
| Torque de operação | Mais alto | Mais baixo | Mais baixo |
| Pressão máxima | PN 10 (145 psi) | PN 16 (232 psi) | PN 40 (580 psi) |
| Classe de estanqueidade | Classe IV–V | Classe V–VI | Classe VI / EN 12266-A |
| Faixa de tamanho típica | DN 50–600 | DN 150–1600 | DN 150–2500 |
| Uso típico | Irrigação, baixa pressão | Redes de água da cidade | Alta pressão, crítico |
Instalação de Válvula Borboleta para Tratamento de Água: Métodos de Conexão e Atuação
Escolher o estilo de conexão correto é vital para a instalação da válvula borboleta para tratamento de água e a manutenção futura.
- Estilo Wafer: Este estilo encaixa-se entre os flanges da tubulação. É o mais compacto e econômico. No entanto, não é adequado para serviço em extremidade morta.
- Estilo Lug: Este estilo possui lugs roscados. Permite que um lado da tubulação seja desconectado sem perturbar o outro. Isso é ideal para configurações de fácil manutenção.
- Dupla Flangeada: Este estilo inclui seus próprios flanges. Também fornece a conexão mais forte para tubos de grande diâmetro (24 polegadas e acima).
Para sistemas automatizados, uma válvula borboleta com atuador é frequentemente necessária. Você pode escolher entre atuadores elétricos para integração SCADA, atuadores pneumáticos para resposta rápida ou atuadores hidráulicos para aplicações de torque muito alto.
Onde uma Válvula Borboleta para Tratamento de Água é Usada no Abastecimento de Água?
A válvula de controle de fluxo para tratamento de água aparece em todas as etapas de uma rede de água moderna.
A tabela abaixo resume os tipos específicos de válvulas, especificações e onde elas são comumente usadas:
| Setor de Aplicação | Caso de Uso Específico | Tamanho e Tipo Típico da Válvula | Requisitos Técnicos Chave |
| Rede Municipal | Isolamento de transmissão e distribuição | DN 600 – DN 2500; Dupla ou Tripla Excêntrica | Altas pressões nominais (PN 16–PN 25); Volantes manuais operados por caixa de engrenagens. |
| Estações de tratamento de água | Captação de água bruta, retrolavagem de filtros, dosagem química | DN 50 – DN 2000; Concêntrica ou Dupla Excêntrica | Assentos de PTFE para produtos químicos; Atuadores elétricos para ciclos de retrolavagem automatizados. |
| Estações de Bombeamento | Isolamento de sucção/descarga da bomba; bypass de fluxo | Diversos; Dupla Excêntrica | Assentos em conformidade com AWWA C504; Atuadores com retorno por mola para emergências. |
| Reservatórios e Armazenamento | Ciclos de enchimento e esvaziamento de entrada/saída; isolamento do tanque | Diversos; Determinado pela carga estática | Classe de pressão selecionada com base na altura (por exemplo, PN 10 para 30m de altura). |
| Gerenciamento de Pressão | Controle de limite de zona (Áreas de Medição de Distrito) | Vários; Tipos de alto desempenho | Atuadores elétricos para balanceamento automático de pressão e prevenção de surtos. |
| Proteção contra fogo | Classificações de alta pressão (PN 16–PN 25); Volantes manuais operados por caixa de engrenagens. | Em conformidade com NFPA 13 | Deve incluir mecanismos de travamento ou chaves de violação para monitoramento de posição. |
| Tratamento de água poluída | Isolamento de afluente, tanques de aeração, controle de efluente | Designs de sede reforçados | Borracha de durômetro mais duro e revestimentos epóxi/poliuretano anticorrosivos. |
| Processo Industrial | Torres de resfriamento, água de processo de fabricação | Vários; Opções de corpo em aço inoxidável | Materiais de sede resistentes a produtos químicos, como PTFE ou FKM, para química agressiva. |
Vantagens e Desvantagens da Válvula Borboleta
Ao avaliar as válvula borboleta vantagens e desvantagens, os benefícios para projetos de água em larga escala são claros:
Vantagens
- Seu design compacto ocupa aproximadamente um terço do espaço de uma válvula gaveta.
- Em tamanhos DN 200 e acima, eles são econômicos porque custam 30 a 50% menos do que válvulas gaveta.
- Obstrução mínima reduz os custos de energia da bomba e garante baixa queda de pressão.
Desvantagens
- O disco permanece no fluxo. Isso impede o uso de limpadores de tubulação (pigs).
- A estrangulação em alta velocidade pode levar a risco de cavitação e danos ao disco.
Dicas de instalação e manutenção
Apropriado a instalação da válvula borboleta para tratamento de água previne vazamentos precoces. Durante a instalação e manutenção, as flanges da tubulação devem ser sempre limpas. Antes de apertar os parafusos, sempre verifique se há desalinhamentos. Use uma sequência de aperto em estrela para garantir pressão de vedação uniforme.
Para confiabilidade a longo prazo, realize uma substituição de válvula borboleta para tratamento de água se a sede não vedar mais completamente. A manutenção de rotina deve incluir o acionamento das válvulas mensalmente para evitar travamento, especialmente para unidades de isolamento de emergência que raramente são usadas.
Conclusão
Válvulas Xintai, fabricante de válvulas desde 1998, oferece válvula borboleta para tratamento de água unidades para o seu projeto de infraestrutura hídrica.
Selecionando a melhor válvula borboleta para tratamento de água requer a escolha de materiais que atendam às classificações de pressão específicas do projeto, como PN 16. Isso envolve a especificação de componentes como corpos de ferro dúctil e sedes de EPDM para satisfazer requisitos de corrosão exclusivos. Você também deve escolher o atuador e o estilo de conexão corretos para as necessidades específicas do seu projeto.
