A válvula de retenção é provavelmente a válvula mais incompreendida já desenvolvida pelo ser humano, tornando-se na maioria das vezes invisível em aplicações cotidianas apesar de ser um componente crítico para o controle de fluxo em algumas aplicações.

A válvula de retenção, válvula sem retorno ou de sentido único tem a função de permitir que o líquido ou o ar flua em apenas uma direção. Os fabricantes deste tipo de válvula oferecem no mercado uma ampla gama com diferentes tamanhos e tipos e diferentes tipos de aplicações industriais exigem a utilização da válvula de renteção a fim de evitar retorno de fluxo que sejam dispendiosos ou perigosos para a operação. Embora sejam amplamente utilizada em aplicações cotidianas, o modo e a razão da operação da válvula de retenção nem sempre é claramente compreendido.

Neste artigo, revisarei brevemente alguns fundamentos da função da válvula de retenção, bem como algumas descrições genéricas de alguns dos modelos de válvulas de retenção em miniatura mais comuns usados para o controle de fluxo pneumático e fluídico.

Este artigo irá explorar os conceitos básicos da válvula de retenção, como ela funciona, quais os tipos existentes, como selecionar e instalar, como resolver seus problemas e, finalmente, por que ela nem sempre é a causa de um problema.

1 – Princípio Básico da Válvula de Retenção

De forma a simplificar, uma válvula de retenção permite o fluxo em uma direção e automaticamente evita o fluxo de retorno (fluxo reverso) em uma linha hidráulica ou pneumática. É uma das poucas válvulas automáticas existentes no mercado e que não requerem assistência para abrir e fechar. Ao contrário de outras válvulas, a válvula de retenção continua funcionando mesmo que a instalação de uma fábrica perca o ar, a eletricidade ou o ser humano interfira manualmente no sistema.

Em termos construtivos, a vávula de retenção normalmente possui dois orifícios com duas aberturas em seu corpo sendo que uma abertura é para a entrada do ar ou fluido (designada como porta de entrada) e a outra é para permitir a saída do fluido (referida como a porta de saída).

As valvulas de retenção são encontradas em todos os lugares, incluindo em algumas residências. Se você tem uma bomba no porão ou um sistema de bombeamento de sisterna, uma válvula de retenção provavelmente estará instalada na linha de descarga da bomba. Fora das residências, elas são encontradas em praticamente todas as indústrias onde uma bomba está localizada ou nas aplicações pneumáticas em sistemas de pinças de vácuo que contenham múltiplas aberturas de sucção para fechar ventosas. Com a válvula de retenção nestes sistemas, a pinça pode funcionar corretamente mantendo o nível de vácuo necessário para determinadas aplicações.

2 – Características e Utilização da Válvula de Retenção

As 2 principais características da válvula de retenção é que nenhuma intervenção humana é necessária para que ela opere e sua alimentação é somente por fluxo e pressão diferencial. Ela é utilizada principalmente para:

  • Proteger o equipamento contra danos no refluxo;
  • Fornecer alívio de pressão para a segurança do sistema
  • Impedir a contaminação por refluxo

Uma válvula de retenção pode ser normalmente aberta ou normalmente fechada. Se for normalmente aberta, o fluxo ocorrerá normalmente a não ser que uma pressão de refluxo feche a válvula. Se por outro lado for uma válvula normalmente fechada, ela irá abrir quando houver pressão suficiente na direção do fluxo para atingir ou exceder a pressão de fissuração da válvula. A pressão de fissuração é uma especificação chave para válvulas de retenção normalmente fechada e ela se define como a pressão mínima a montante quando uma válvula de retenção normalmente fechada começa a abrir permitindo o fluxo. É possível projetar molas com pressões muito precisas ou usar diafragmas de elastômero para construir válvulas de retenção em miniatura com pressões de fissuração muito específicas e muito baixas.

3 – Tipos

Na pneumática industrial, a válvula de retenção pode ser do tipo mola (também chamada de alívio) ou do tipo sem mola. A Figura 1 mostra os dois símbolos: o de uma valvula de retenção simples (a) e o de uma valvula de retenção com a função de alívio (b):

válvula de retenção simbolos

3.1 – Válvula de Retenção com Mola

Na válvula de retenção com mola, a força de uma mola mantém um cone contra o seu asento dando-le a condição de fechada. Quando ocorre um fluxo de fluido no sentido correto, o cone é deslocado do assento, permitindo a compressão da mola e dando condição para a passagem do ar. É claro que devido ao fato da mola possuir uma força de compressão, a válvula vai requerer um esforço maior na abertura para vencer a contrapressão imposta. No entanto, de modo geral, esta contrapressão é pequena nestes tipos de vávulas a fim de se evitar o máximo de perda. Esta é uma razão pela qual de que quando houver uma necessidade de substituição deste tipo de válvula, que a mesma não seja feita aleatoriamente.

válvula de retenção mola

Outra aplicação para uma válvula de retenção dotipo mola é uma função de alívio, que pode ser vista na Figura 1 (b). Trocadores de calor, filtros e bombas de transferência de baixa pressão geralmente precisam de uma válvula de desvio ou de descarga quando tornam-se saturados em pressão. Neste sentido, uma válvula de retenção com uma mola de 25-125 psi torna-se uma solução bastante econômica e livre de ajustes para permitir o alívio de excesso de pressão no sistema. Assim, ele protege os dispositivos de baixa pressão em caso de bloqueio do fluxo.

3.2 – Válvula de Retenção sem Mola

Este tipo é outra versão da válvula de retenção e neste caso, o bloqueio ocorre no sentido contrário ao favorável não contando assim com o auxílio de mola. Veja que o deslocamento neste caso é produzido pela própria pressão de ar comprimido.

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4 – Com Mola x Sem Mola

Válvula de retenção com mola versus sem mola representa uma divisão muito básica nos tipos de válvula de retenção. Intuitivamente, a válvula com mola seria o primeiro tipo que pensaríamos em um projeto pois o principal benefício da mola no mecanismo da válvula de retenção é que ela elimina em grande parte o efeito da gravidade na função da válvula. Sem uma mola, permitimos a ação da gravidade e, portanto, a orientação vertical da válvula pode se tornar um fator crítico para uma válvula de retenção funcionar corretamente em um sistema.

5 – Benefícios da Válvula de Retenção Tipo Mola

  • Fornece ráPIDa interrupção do fluxo
  • Fornece vedação positiva a pressões abaixo da pressão de fissuração da válvula
  • Não exige que a gravidade ou a pressão de refluxo funcionem ou atuem
  • Fornece fechamento valvular positivo independentemente da orientação vertical
  • Evita fluido do sistema ou refluxo de gás durante a manutenção de rotina
  • As molas podem acomodar intervalos de temperatura muito amplos

Referências:

  • http://www.hydraulicspneumatics.com/controls-instrumentation/questions-answered-electrohydraulic-control
  • https://www.industrialspec.com/about-us/blog/detail/checking-out-check-valves-an-introduction
  • http://empoweringvalves.com/check-valves-function-selected-valves-types/
  • Apostila de Tecnologia Pneumática Industrial Parker M1001-1 BR
  • https://www.industrialspec.com/about-us/blog/detail/spring-loaded-check-valves-check-valves-part-iii