Tecnologia de válvulas de borboleta: análise comparativa e de pormenor

Na posição de fechada, o disco veda pressionando contra o anel vedante, feito em elastómero ou plastómero. Quando a válvula é aberta, o fluido escoa-se à volta do disco pelos dois lados. A sua curta distância entre flanges, conforme à EN 558-1-20, torna estas válvulas adequadas para montagem entre flanges (tipo “sanduíche”), para desmontagem a jusante ou para a função de fim de linha.

Corpos de tipos diferentes

As válvulas de borboleta de veio concêntrico são fabricadas em 2 tipos de construção principais (Fig. 2): no primeiro, o disco e o veio são duas peças separadas. Isto significa que pode ser usado um corpo numa peça única com um anel vedante em elastómero. Este tipo de construção é menos sensível às forças da tubagem.

No segundo, mais caro, o disco e o veio formam uma peça única, o que significa que o corpo tem de ser construído em duas peças. Neste tipo de construção, o anel vedante também pode ser feito em plastómero, apoiado num elastómero. Como esta construção permite uma maior segurança, é a escolha habitual para aplicações químicas.

No que se refere à forma do corpo, existem 4 alternativas:

• Corpo entre flanges (“sanduíche”): Esta forma apenas é adequada para ser montada entre flanges iguais (Fig. 3a).
• Corpo com alguns olhais: Esta forma é adequada para desmontagem a jusante, o que é uma grande vantagem, por exemplo durante a manutenção de uma bomba (Fig. 3b).
• Corpo todo com olhais: Os orifícios do corpo permitem uma montagem e desmontagem simples das flanges (Fig. 3c).
• Corpo flangeado: Graças aos orifícios roscados, a válvulas pode ser apenas apertada entre flanges ou contra cada uma das flanges da tubagem (Fig. 3d).​

• A vantagem das válvulas montadas entre flanges é que o corpo só é sujeito a cargas de pressão, pois as forças são transmitidas directamente de uma flange para a outra, através dos pernos (Fig. 4, esq.). Uma válvula flangeada também absorve as forças transmitidas pela tubagem (Fig. 4, dta.).

Todos os tipos de corpo estão disponíveis para ligação a flanges de qualquer norma, por exemplo EN, ANSI ou JIS.

O Grupo KSB produz, entre muitos outros tipos, válvulas de borboleta de eixo concêntrico com anel de borracha em diâmetros nominais até 4.000 mm. A classe de pressão máxima depende do diâmetro nominal e vai até 25 bar. A temperatura de serviço máxima depende do material do anel vedante, do fluido e da pressão, mas – neste tipo de válvulas - pode ir até 200 °C.

Como com qualquer outro acessório de tubagem, as válvulas de borboleta causam perdas de carga, mesmo na posição aberta. No entanto, estas são bastante inferiores às das válvulas de outros tipos, onde o escoamento ainda muda de direcção. Por isso elas são mais eficientes em termos energéticos do que as válvulas de eixo descentrado ou de globo. A razão desta vantagem é a forma fina, hidraulicamente favorável, do disco.

A ligação entre o veio e o disco ou borboleta, segue um dos dois seguintes princípios de construção (Fig. 5):

• Ligação veio-disco em contacto com o fluido (“molhada”).
• Ligação veio-disco sem contacto com o fluido (“seca”).

Ligação veio-disco “molhada”

Este princípio é principalmente utilizado em válvulas de baixo custo. O disco e o veio são unidos por um pino ou perno. Como a zona de ligação está rodeada pelo fluido, sendo o disco e o veio feitos em materiais diferentes, existe o risco de corrosão electrolítica ou química nessa zona. Essa corrosão pode depois espalhar-se para o veio. Isto significa um maior risco de fractura, possíveis fugas para a atmosfera e maior dificuldade em desmontar as peças.