Uma válvula esfera pode ser combinada com um atuador pneumático (válvulas esfera pneumáticas) ou um atuador elétrico (válvulas esfera elétricas) para automação e/ou controle operacional.

Dependendo da aplicação, automatizar com atuador pneumático versus elétrico pode ser mais vantajoso, ou vice-versa. Ambos os tipos de atuação têm seus prós e contras, por isso é importante ter certeza de selecionar o correto para a aplicação pretendida. Explicamos o básico abaixo.

Primeiro, uma nota sobre a válvula esfera

Se você não está familiarizado com o funcionamento de uma válvula esfera, é bem simples. Uma válvula esfera é uma válvula de um quarto de volta que usa uma esfera com um furo para controlar o fluxo de material. O “buraco” é chamado de porta ou orifício e, quando aberto, fica alinhado com o corpo da válvula para permitir o fluxo.

A esfera está contida dentro de um corpo e utiliza uma haste que é conectada ao eixo de saída – neste caso, de um atuador pneumático ou elétrico. A partir da posição fechada, é girado 90° no sentido anti-horário para abrir e 90° no sentido horário para fechar.

O que é um Atuador Pneumático para válvula esfera?

Os atuadores pneumáticos contam com ar comprimido ou gás como fonte de energia primária. Esses atuadores não requerem um motor, mas a eletricidade é necessária quando combinada com uma válvula solenoide integral, comumente chamada de válvula piloto.

A pilotagem remota também pode ser alcançada utilizando a(s) porta(s) de suprimento de ar. A válvula solenoide (piloto) recebe um sinal elétrico que energiza sua bobina e permite que o ar flua para dentro ou para fora do atuador pneumático, abrindo/fechando posteriormente a válvula esfera.

Dois tipos de atuadores pneumáticos estão disponíveis: dupla ação e retorno por mola. Ambos utilizam um design de cremalheira e pinhão, que é bem conhecido por sua confiabilidade e durabilidade.

Válvulas esfera pneumáticas de dupla ação

A dupla ação usa o ar para mover os pistões internos (cremalheiras) em duas direções, o que gira o pinhão do atuador em 90°. O pinhão é conectado à haste da válvula esfera e abre ou fecha a válvula esfera conforme ela gira.

Os atuadores de dupla ação retornarão à posição normal quando a energia for interrompida e podem ser configurados como normalmente abertos ou normalmente fechados. Caso o suprimento de ar seja perdido, os atuadores de dupla ação permanecerão em sua posição atual.

Válvulas esfera pneumáticas com retorno por mola

O retorno por mola usa ar para mover os pistões internos em uma direção e as molas na outra. Esses atuadores são normalmente fornecidos como uma operação de ar para abrir, mola para fechar, mas podem ser fornecidos como ar para fechar, mola para abrir. As molas mecânicas podem ser suscetíveis à fadiga, tornando a dupla ação a melhor escolha para aplicações de alto ciclo. Os atuadores de retorno por mola retornarão para a posição normal no caso de falha de energia ou perda de suprimento de ar.

O que é um atuador elétrico para válvula esfera?

Atuadores elétricos (às vezes conhecidos como válvulas esfera motorizadas ou rotativas) são acionados por um motor e engrenagens. Estas são a escolha mais popular para automação de válvulas esfera. Se não houver suprimento de ar para alimentar os dispositivos pneumáticos, são usados ​​atuadores elétricos.

Os motores mais comuns são fornecidos nas tensões 120AC, 24DC e 12DC. O motor, quando alimentado com tensão, engata as engrenagens que produz o torque necessário para acionar a válvula esfera.

Diferenças entre Atuadores Elétricos e Pneumáticos

Fonte de energia

A maior diferença entre atuadores elétricos e pneumáticos é a força motriz de sua operação.

Atuadores pneumáticos requerem um suprimento de ar de 60 a 125 PSI. A válvula solenoide (piloto) é controlada por uma tensão AC ou CC.

Quando não há suprimento de ar, são usados ​​atuadores elétricos.

Tamanho do componente

Os atuadores pneumáticos de dupla ação são até 70% menores em tamanho em comparação com os atuadores elétricos.

Velocidade

Para abrir ou fechar a válvula, os atuadores pneumáticos levam de ½ a 1 segundo completo, dependendo do modelo. Já os atuadores elétricos levam aproximadamente entre 10 e 25 segundos, dependendo do fabricante.

Temperatura

Os atuadores pneumáticos são adequados para uma ampla variedade de temperaturas ambientes e são classificados para operar em temperaturas entre -29° a 177°C. Os atuadores elétricos podem estar em risco de superaquecimento em aplicações de alta temperatura e geralmente são classificados entre -40° a 66°C. No entanto, as restrições de temperatura variam de acordo com o produto e as diretrizes da empresa para classificar seus produtos.

Durabilidade e Longevidade

Atuadores pneumáticos tipo pinhão e cremalheira de alta qualidade podem ligar ou desligar até 1.000.000 vezes +/-, quando usados ​​dentro das especificações. Os atuadores elétricos têm ciclos de 250.000 vezes +/-, mas dependem da aplicação.

Retorno por mola

Um recurso de segurança para atuadores de válvula é a opção de retorno por mola ou à prova de falhas. Em caso de falha de energia ou sinal, o retorno por mola coloca a válvula na posição “segura” determinada pelo operador.

As opções à prova de falhas de retorno por mola estão amplamente disponíveis para atuadores pneumáticos. No entanto, este recurso não é tão facilmente implementado com atuadores elétricos.

Custo

As válvulas esfera pneumáticas geralmente têm um preço de compra mais baixo do que as válvulas esfera elétricas. Quando usados ​​dentro das especificações, elas têm uma vida útil maior e podem oferecer o melhor valor geral, dependendo de sua aplicação.

Como selecionar o atuador certo

Atuadores Pneumáticos

Se sua instalação tiver acesso a ar comprimido, você pode explorar os seguintes atuadores pneumáticos:

• Válvulas esfera pneumáticas de dupla ação

Destinadas a aplicações de baixo a alto ciclo que exigem um design compacto e à prova de falhas na falta de energia.

• Válvulas esfera pneumáticas com retorno por mola

Esta opção foi projetada para aplicações de ciclo moderado que exigem uma proteção contra falhas em caso de ar comprimido ou perda de energia.

Atuadores Elétricos

Se sua instalação ou equipamento não tiver acesso a ar pressurizado, os atuadores pneumáticos não serão uma opção. Atuadores elétricos também são populares em aplicações onde é necessário um tempo de ciclo mais lento.

Os tempos de ciclo rápidos de ½ segundo oferecidos pelos atuadores pneumáticos podem ser um prejuízo em aplicações de alto fluxo devido ao golpe de água (ou outro produto líquido) causado pela parada abrupta do fluido durante o ciclo da válvula.

Escolha entre a Válvula Esfera pneumática ou elétrica

É seguro dizer que a Válvula Esfera acionada pneumaticamente e a Válvula Esfera acionada eletricamente possuem suas próprias características em termos de recursos. Dito isso, quando dividido entre as duas opções, uma maneira fácil de escolher um dos modelos seria considerar sua aplicação em relação aos seus recursos. Isso te ajudaria a identificar qual delas atenderia melhor às necessidades de seu projeto.

Finalmente, e talvez o mais importante, vise um bom fabricante de Válvula de Esfera e acionadores, que use insumos de alta qualidade e siga os melhores padrões de fabricação de válvulas. A Casa das Válvulas é a maior distribuidora em todo o estado de Minas Gerais e uma das maiores do país de válvulas MGA, uma empresa com 30 anos de história e uma das maiores fabricantes nacionais.

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