O princípio mais importante de uma válvula borboleta está ligado a sua rapidez de desligamento. Neste tópico, vamos abordar como funciona esse tipo de componente em seis passos:

• 1. O disco de metal da válvula é inserido no centro do tubo. A haste passa por ele até chegar no atuador.
• 2. O disco fica fechado do lado ou perpendicular ao fluxo.
• 3. Uma queda de pressão ocorre pelo disco no fluxo, mesmo estando aberto.
• 4. O disco é aberto ou fechado quando é girado. Essa função é conhecida como “válvula de quarto de volta”.
• 5. O disco de metal na haste bloqueia a passagem.
• 6. O disco de metal é chamado de borboleta, sendo o item mais importante da estrutura.

Construção da sede da válvula borboleta

A interrupção do fluxo é realizada pela vedação do disco da válvula contra uma sede que está na periferia do diâmetro interno do corpo da válvula. Muitas válvula borboleta têm uma sede elastomérica contra a qual o disco é vedado. Outro tipo de válvula borboleta tem um arranjo de anel de vedação que usa um anel de fixação e um anel de apoio em um anel de borracha serrilhado. Este design evita a extrusão dos anéis de vedação.

Nos primeiros projetos, um disco de metal era usado para vedar contra uma sede de metal. Este arranjo não forneceu um fechamento à prova de vazamentos, mas forneceu fechamento suficiente em algumas aplicações (isto é, linhas de distribuição de água).

Construção do corpo da válvula borboleta

A construção do corpo da válvula borboleta varia. O mais econômico é o tipo wafer que se encaixa entre dois flanges de tubulação. Outro tipo, o projeto de lug wafer, é mantido no lugar entre dois flanges de tubo por parafusos que unem os dois flanges e passam por orifícios no revestimento externo da válvula. A válvulas borboleta está disponível com extremidades flangeadas convencionais para fixação em flanges de tubos e em uma construção de extremidade roscada.

Disco de sede e haste de uma válvula borboleta

A haste e o disco de uma válvula borboleta são peças separadas. O disco está furado para receber a haste. Dois métodos são usados ​​para prender o disco à haste de modo que o disco gire conforme a haste é girada. No primeiro método, o disco é perfurado e preso à haste com parafusos ou pinos. O método alternativo envolve perfurar o disco como antes e, em seguida, moldar o furo superior da haste para encaixar em uma haste quadrada ou hexagonal. Este método permite que o disco “flutue” e busque seu centro na sede. A vedação uniforme é realizada e os fixadores externos da haste são eliminados. Este método de montagem é vantajoso no caso de discos cobertos e em aplicações corrosivas.

Para que o disco da válvula borboleta seja mantido na posição correta, a haste deve se estender além da parte inferior do disco e se encaixar em uma bucha na parte inferior do corpo da válvula borboleta. Uma ou duas buchas semelhantes também estão ao longo da parte superior da haste. Essas buchas devem ser resistentes ao meio que está sendo manuseado ou vedadas para que o meio corrosivo não entre em contato com eles.

As vedações da haste são realizadas com gaxeta em uma caixa de espanque convencional ou por meio de vedações O-ring. Alguns fabricantes da válvula borboleta, principalmente aquelas especializadas no manuseio de materiais corrosivos, colocam uma vedação da haste no interior da válvula borboleta para que nenhum material manuseado pelo instrumento possa entrar em contato com a haste da válvula. Se uma caixa de vedação ou anel de vedação externo for empregado, o fluido que passa pela válvula borboleta entrará em contato com a haste da válvula.

Há quatro tipos de válvula borboleta. Vale lembrar que esse tipo de sistema serve para controlar o fluxo de fluido dentro da tubulação.

• ● Válvulas borboleta centradas: feitas de assento macio, são utilizadas para ambientes de baixa pressão, além de serem econômicas, leves e fáceis de instalar.
• ● Válvulas borboleta motorizadas: usadas para controlar o fluxo que percorre dentro das tubulações, que funciona somente quando o disco redondo é reposicionado. Há diferentes tamanhos que se adaptam para qualquer tipo de especificação.
• ● Válvulas borboleta pré-isoladas: evitam gastos e a mão de obra para isolar a válvula, após a instalação. Têm longa durabilidade e são resistentes a trincas.
• ● Válvulas borboleta wafer: fácil de instalar entre as flanges do tubo e parafusos da flange que circundam o corpo da válvula.

Além disso, as válvulas borboleta podem ter diversos designs, cada um servindo a aplicações e faixas de pressão específicas. A válvula borboleta podem ser categorizadas com base em seu projeto de fechamento de disco, projeto de conexão e método de atuação.

Design de fechamento de disco da válvula borboleta

As válvulas borboleta podem ser concêntricas ou excêntricas, dependendo da localização da haste em relação ao disco e do ângulo da superfície da sede em que o disco se fecha.

Válvula borboleta concêntrica

O tipo mais básico de projeto de válvula borboleta é uma válvula borboleta concêntrica. Isso significa que a haste passa pela linha de centro do disco que está no centro do furo do tubo e a sede é a periferia do diâmetro interno do corpo da válvula. Este projeto de válvula de deslocamento zero também é chamado de sede resiliente porque conta com a flexibilidade da borracha da sede para vedar com eficiência o fluxo quando fechada. Nesse tipo de válvula borboleta, o disco primeiro entra em contato com a sede em torno de 85° durante uma rotação de 90°. A válvula borboleta concêntrica é comumente usada para faixas de baixa pressão.

Válvula borboleta excêntrica

Uma válvula borboleta excêntrica significa que a haste não passa pela linha de centro do disco, mas por trás dela (oposta à direção do fluxo). Quando a haste está localizada logo atrás da linha de centro do disco, a válvula é chamada de deslocamento único. Este projeto foi desenvolvido para reduzir o contato do disco com a vedação antes do fechamento total da válvula com o objetivo de melhorar a vida útil da válvula borboleta. Hoje, as válvulas de deslocamento único deram lugar às válvulas borboleta de deslocamento duplo e deslocamento triplo.

Em uma válvula borboleta de duplo deslocamento ou duplamente excêntrica, a haste está localizada atrás do disco com um deslocamento adicional para um lado. Esta dupla excentricidade da haste permite que o disco rotativo esfregue sobre a sede por apenas cerca de um a três graus.

Uma válvula borboleta de deslocamento triplo, também chamada de tri-excêntrica, é frequentemente usada em aplicações críticas e é projetada de forma semelhante a uma válvula borboleta de deslocamento duplo. O terceiro deslocamento é o eixo de contato da sede do disco. A superfície da sede assume uma forma cônica que, juntamente com a mesma forma na saliência do disco, resulta em contato mínimo antes do fechamento total da válvula. Uma válvula borboleta tri-excêntrica é mais eficiente e permite menos desgaste. As válvulas de deslocamento triplo geralmente são feitas de sedes de metal para criar uma vedação hermética. As sedes de metal permitem que a válvula borboleta seja usada em faixas de temperatura mais altas.

Projetos de válvula borboleta de alto desempenho usam a pressão na tubulação para aumentar a interferência entre a sede e a borda do disco. Essas válvulas borboleta têm classificações de pressão mais altas e estão sujeitas a menos desgaste.

Vantagens da válvula borboleta

• O design compacto requer consideravelmente menos espaço, em comparação com outras válvulas;
• Leve em peso;
• A operação rápida requer menos tempo para abrir ou fechar;
• Disponível em tamanhos muito grandes;
• Queda de baixa pressão e recuperação de alta pressão;

Desvantagens da válvula borboleta

• O serviço de estrangulamento é limitado a baixa pressão diferencial;
• Cavitação e fluxo obstruído são duas preocupações potenciais;
• O movimento do disco não é guiado e é afetado pela turbulência do fluxo.