Como escolher entre válvulas borboleta liga/desliga e modulantes

As válvulas borboleta liga/desliga são usadas principalmente para abrir totalmente, fechar totalmente ou isolar uma tubulação. As válvulas borboleta modulantes ajustam a abertura em resposta a um sinal de controle para regular a vazão, a pressão ou a temperatura.

A principal diferença entre as duas normalmente não está no corpo da válvula borboleta, mas na função de controle e na configuração do atuador. Em algumas aplicações, a mesma válvula borboleta pode ser equipada com um atuador liga/desliga ou com um atuador modulante. 

No entanto, para operação modulante, também devem ser considerados o tamanho da válvula, as características de vazão, a pressão diferencial máxima, o material da sede, o ciclo de trabalho do atuador e a precisão de posicionamento.

Válvulas borboleta liga/desliga vs. modulantes: qual é a diferença?

Como funciona o controle liga/desliga de uma válvula borboleta?

As válvulas borboleta liga/desliga são usadas principalmente para abrir ou fechar uma tubulação.

Quando o atuador recebe um sinal de abertura ou fechamento, ele gira a haste e o disco da válvula. Assim que o disco atinge a posição totalmente aberta ou totalmente fechada, as chaves fim de curso enviam ao sistema de controle o retorno do estado da válvula.

Válvulas borboleta elétricas liga/desliga

As válvulas borboleta elétricas liga/desliga normalmente são controladas por sinais de abrir/fechar ou por entradas de contato seco. Ao selecionar um atuador, confirme a tensão de alimentação, o torque de saída, os tempos de abertura e fechamento e os requisitos de retorno.

Válvulas borboleta pneumáticas liga/desliga

As válvulas borboleta pneumáticas liga/desliga normalmente são compostas por um atuador pneumático e uma válvula solenoide. A válvula solenoide controla o ar comprimido fornecido ao atuador, fazendo com que a válvula abra ou feche.

Se a válvula precisar retornar automaticamente a uma posição predefinida quando houver perda do suprimento de ar, pode ser usado um atuador pneumático com retorno por mola.

As válvulas borboleta liga/desliga são usadas com frequência em:

• Isolamento de tubulações
• Linhas de sucção e descarga de bombas
• Linhas de entrada e drenagem de tanques
• Linhas de bypass de equipamentos
• Comutação em redes de distribuição de água
• Sistemas de processamento em bateladas

Alguns atuadores liga/desliga podem parar temporariamente em uma posição intermediária. No entanto, eles não foram projetados para ajustar a abertura da válvula de forma frequente e estável. Se for necessário o controle contínuo da vazão, da pressão ou da temperatura, deve ser usada uma válvula borboleta modulante.

Como funciona o controle modulante de uma válvula borboleta?

As válvulas borboleta modulantes ajustam sua abertura de acordo com as necessidades do sistema.

Por exemplo, quando a vazão do sistema está muito alta, o atuador reduz a abertura da válvula. Quando a vazão está muito baixa, o atuador aumenta a abertura. Isso ajuda a manter a vazão, a pressão ou a temperatura dentro da faixa especificada.

Válvulas borboleta elétricas modulantes

As válvulas borboleta elétricas modulantes normalmente usam atuadores elétricos com módulos integrados de controle de posicionamento. Os sinais de controle mais comuns são 4–20 mA e 0–10 V.

Válvulas borboleta pneumáticas modulantes

As válvulas borboleta pneumáticas modulantes normalmente são compostas por um atuador pneumático e um posicionador. O posicionador recebe o sinal de controle e regula o ar fornecido ao atuador, controlando assim a abertura da válvula.

As válvulas borboleta modulantes são usadas com frequência em:

• Sistemas HVAC de água gelada
• Sistemas de água de resfriamento
• Trocadores de calor
• Sistemas de tratamento de água
• Sistemas industriais de água de processo

Uma válvula borboleta pode ser usada para controle modulante de vazão?

As válvulas borboleta podem ser usadas para controlar a vazão, mas o tamanho da válvula e o atuador devem ser selecionados corretamente.

A abertura do disco não indica diretamente a vazão. Por exemplo, uma válvula com 50% de abertura não fornece necessariamente 50% da vazão máxima. A vazão real também depende do coeficiente de vazão (Cv), da pressão diferencial através da válvula e da resistência do sistema de tubulação.

O tamanho da válvula também é importante. Se uma válvula borboleta estiver superdimensionada, ela poderá operar por longos períodos com uma pequena abertura em condições normais. Isso reduz a faixa efetiva de controle e pode causar instabilidade, ruído, vibração ou erosão localizada.

Portanto, uma válvula borboleta modulante não deve ser selecionada apenas com base no diâmetro da tubulação. Também devem ser considerados a vazão de projeto, a pressão diferencial máxima, a vazão mínima e os requisitos de controle do sistema.

Como escolher entre o controle liga/desliga e o controle modulante

Use as cinco verificações a seguir para selecionar o método de controle e a configuração do atuador mais adequados.

1. Defina a função da válvula

• Escolha o controle liga/desliga para abrir, fechar ou isolar uma tubulação.
• Escolha o controle modulante quando a vazão, a pressão, a temperatura ou o nível do líquido precisarem ser regulados continuamente.

2. Confirme o sinal de controle

• Atuador liga/desliga: recebe comandos de abertura e fechamento e normalmente fornece retorno das posições totalmente aberta e totalmente fechada.
• Atuador modulante: normalmente recebe um sinal de 4–20 mA ou 0–10 V e pode fornecer retorno contínuo de posição.

Confirme a compatibilidade com o PLC, o BMS ou o DCS antes de selecionar o atuador.

3. Verifique a frequência de operação

Os atuadores modulantes reposicionam a válvula com frequência, portanto suas exigências de operação normalmente são maiores.

• Atuadores elétricos: verifique o ciclo de trabalho, o número máximo de partidas por hora e a proteção térmica.
• Atuadores pneumáticos: verifique a pressão, a qualidade e o consumo do ar.

4. Verifique o torque do atuador

Não selecione o atuador apenas com base no tamanho da válvula. Considere:

• Pressão diferencial máxima
• Material da sede
• Fluido de processo
• Temperatura de operação
• Torque real de operação da válvula

5. Determine a posição de segurança

Defina como a válvula deve responder em caso de perda da alimentação elétrica, do suprimento de ar ou do sinal de controle:

• Fechamento em caso de falha
• Abertura em caso de falha
• Permanência na última posição

A posição final deve ser selecionada de acordo com os requisitos de segurança do sistema.

Sobre a autora

Tina Wei

Gerente de vendas · Tianjin Union Valve Co., Ltd

Mais de oito anos de experiência na venda de válvulas industriais, com amplo conhecimento técnico e sólida experiência no setor.