12390985 Capitulo 7 Elementos Finais de Controle

5/23/2018 12390985 Capitulo 7 Elementos Finais de Controle

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TIPOS DE E.F.C.VLVULAS DE CONTROLE

7.4.2- POSICIONADOR ELETRO-PNEUMTICO

CLASSIFICAO DAS VLVULAS QUANTO AO DESLOCAMENTO DAHASTEDeslocamento LinearDeslocamento Rotativo

TIPOS DE VLVULAS DE CONTROLEGlobo Sede SimplesGlobo Sede DuplaCorpo Bipartido Split Body)Vlvula AngularVlvulBorboletaVlvula Tipo EsferaVlvula Saunders Diafragma)VlvulaCamflex...VlvulaTres Vias

COMPONENTESOASVLVULAS DE CONTROLEAtuadorCasteloInternos1. Obturador1.1 Obturador de caracterstica tudo ou nada1.2 Qbturador deCfaterstica linear1.30btufador d~caractedstica linear Modificado1.4 Obtradorcjcaractefstica lgual Porcentagem2 Internos Reduzidos3; Corpo da Vlvula

PTULO

7.3.2-

INTRODUO

a)b

7.3.3a)b)c)de)f)g)h)i)

7.3.5- COEFICIENTE DE VAZO CVACESSRIOS DA VLVULA DE CONTROLE7.4.1- POS ICIONADORPNEUM nco

7.3.4- SELEO DO CORPO DA VLVULAa) Generalidadesb) Informaes

I/P CONVERSOR OU TRANSDUTOR

7.3.1a)b)c)


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ELEMENTOS FINAIS DE CONTROLE 7

7.2 - TIPOS DE EFC

7.3 - VLVULAS DE CONTROLE

___

Fig. 2 - AO DIRETA

Fig. 3 - AO REVERSA

O atuador das vlvulas pneumticas um sisteoperado com membrana, onde a presso domodulado pelo controlador atua em oposio amola, de maneira que haja um deslocamento lineahaste do atuador em funo da presso doaplicada, dentro da faixa de funcionamentovlvula. Valores usuais de presso: 0- 18 e 0-PSI. O atuador desloca o obturador, variandopassagem de fludo atravs da vlvula. Exisatuadores do tipo ao direta (fig. 2) e de areversa (fig. 3).

Essas variaes construtivas se tornaram necessem funo da segurana e proteo de processPor exemplo, um atuador de ao direta faz como obturador da vlvula de controle a qual eacoplado, abra a vlvula totalmente no caso de upane na rede de ar comprimido.III

IiiiiIii

EFC_F>O_ I

INDICADOR

DIAFRAGMA

~-ATUADOR

~~~ O ~ ~ ~CORP~ ~R = ' '

~SEDE

MOLA

HASTE

Fig.1 - REPRESENTAO DA VLVULADE CONTROLE

7.3.1 - COMPONENTES DA VLVULA DECONTROLEa) Atuador:

Os elementos finais de controle podem ser:.damper ou abafador, bomba, motor, resistncias eltricas, variadoreseletromagnticos, chaves de posio (fim de curso), e vlvulas de controle, etc.

lemento fin l de controle o mecanismo quemodifica o valor da varivel manipulada, em resposta aum sinal de sada do controlador automtico. Geralmente constiudo por um atuador e por um dispositivo que acionado pelo atuador e varia a varivel manipulada.

7.1 - INTRODUO

No controle automtico de processos industriais, avlvula de controle tem um papel muito importante naregulao da malha de controle.A vlvula de controle um dispositivo capaz de regulara vazo de um fludo (lquido, gs ou vapor) que escoaatravs de uma tubulao, por meio do posicionamentorelativo de um obturador que obstrui a rea livre depassagem do fludo. Na figo 1, pode ser visto arepresentao de uma vlvula de controle tpica, sendoque se compe basicamente de: atuador, castelo, corpoe internos.

SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO - 7


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Por outro lado o atuador de ao reversa no caso dear faz com que a vlvula se mantenha totalmentefechada. O atuador mostrado na figo 4 um atuadordo tipo mola oposta ao diafragma porm a caixa quecontm o conjunto do diafragma foi montada no ladodo suporte.

Acionamento Manual:Nessa classificao podemos incluir as vlvulas cacionamento por volante e haste roscada oualavanca de catraca conforme mostrado na figoNormalmente as vlvulas que se utilizam dessede atuador so utilizadas com vlvulas manuais seja em aplicaes de bloqueio by pass etconforme mostrado na figo 7.

==Fig. 4 ATUADOR TIPO MOLA

Atravs dessa montagem conseguimos umamultiplicao de foras que dependendo do curso edo tipo de vlvulas ao qual pode ser acoplado poderproduzir foras resultantes at 6 vezes superiores sproduzidas por um atuador convencional montado notopo.Alm desse atuador podemos citar o atuador do tipomola e diafragma rolante mostrado na figo 5. Nesseatuador o diafragma possui um movimento singular:quando a presso de ar aumenta no atuador odiafragma desenrola se tornando a enrolar se quandoa presso de ar diminui.

EFC flG ~5 i~Fig. 5 ATUADOR TIPO MOLA EDIAFRAGMA ROLANTE

Fig. 6 ACIONAMENTO MANUAL PORVOLANTE E HASTE ROSCADA

Fig. 7 ACIONAMENTO POR ALAVANCA Acoplamento por Motor Eltrico:Esse tipo de atuador composto de um motor eltracoplado uma caixa de reduo conformostrado na figo 8.


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SMAR CENTRO DE TREINAMENT

Fig. 8 - ATUADOR ELETRO-MECNICO

~ ...

Fig. 9 - GRADIENTE DE TEMPERATURAATRAVS DO CASTELO Posio de Segurana por Falhas (AFA ou FFA)

b) Castelo:

Castelo Normal:A vlvula pode ser utilizada em praticamente todostipos de aplicaes, pois seu uso apropriaquando a temperatura no ultrapasse a marca180C, e que o fluido manipulado no poscaractersticas txicas, inflamveis ou venenosas.afig.10 .

;~=..,... '

~ __ ~ m ._ . 0

1DIRETO

POR BAI XO

FECH AD A I FFA I

INVERSONVERSO

ABERTA (AFA)

DIRETO

POR CIMAII POR CIMA

POR BAIXO I

I II I.. I.I .. ,'\.\..-f'-


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Fig. 11 - ALET ADO~ ...

Fig. 13 - CASTELO COM FOLES DE VEDAO

Castelo Alongado:So usados para prevenir o congelamento dasgaxetas em aplicaes criognicas. Devem sersuficientemente longos para que a temperatrua dasgaxetas no seja inferior a -25C recomendada asua utilizao toda vez que a temperatura do fluidofor inferior -55C conforme mostrado na figo 12.I

c Internos:Consideramos como internos da vlvula todaspartes que esto em contato com o fluido: obturadsedes hastes do obturador guias do obturadocomponentes do engaxetamento conforme ilustrna figo 14.

Fig. 14 -INTERNOS DA VLVULA DE CONTROLEFig. 12 - ALONGADO

GAXETAMOLA

ANEL SEDE

ANEL SEDE

1. Obturador

UCH

ANEL DERETENCAO

Castelo com Foles de Vedao:Os mesmos so usados para fluidos txicosradioativos facilmente inflamveis servindo comoreforo das gaxetas. O fole normalmente feito deuma liga metlica restente corroso flexvel e deveser soldada na haste da vlvula. Ver desenho da figo13

Controla a passagem do fluido atravs das sededele depende a caracterizao final de controlevlvula.Dada a sua importncia todos os cuidadostomados tanto no seu clculo como na sua fabricae nos testes finais de controle de qualidade e tdinmico onde sua curva caracterstica de vacontra curso levantada e medido o coeficientevazoTais cuidados so indispensveis em processosquais grande a responsabilidade da vlvula co


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por exemplo, o controle de vazo de leo combustvelpara uma caldeira. As caractersticas de controle so,tudo ou nada, linear, linear modificado e igualporcentagem.1.1 Obturador de Caracterstica TUDO OU NADA

O nome deste obturador se deve s caracterstidinmicas de vazo que proporciona. Por definiuma vlvula com o obturador linear produzirvazo proporcional abertura, perda de cconstante. Matematicamente, a relao entre a vaQ e a abertura Y da vlvula expressaequao:

Este tipo de obturador usado nos controleschamados Tudo ou Nada . Neste controle, a varivelcontrolada provoca a abertura ou fechamentocompleto da vlvula toda vez que seu valorinstantneo passa acima ou abaixo do valor desejado.A curva de vazo em funo da porcentagem deabertura da vlvula tem a forma caractersticarepresentada na figo 15. Observamos que umaabertura de 30% deixa passar 70% da vazo nominalda vlvula.

onde K uma constante condicionada vamxima da vlvula, correspondente abertura toY= 100%; onde teremos:

1009000-

60o ' 50:: ::, 403000

I

ICURVA TERICADA VAzAo EM I

NAO DO CURSOI

II IiI /1.-

./'---1IY' IJ.----f I

K

Este tipo de obturador bem mais elaborado quprecedente e sua aplicao nos processosnecessria, especialmente no caso em que a acorretiva da vlvula deve ser constante, tal comoprocessos onde as pertubaes so apenas variade carga.

A curva caracterstica representada na figo 17.


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aO

nnTI

e

IITIo

d

fiR\ -I

PJrI Ur\ 1 i~ DO da e

Fig. 18 - TIPOS DE OBTURADOR LINEAR EfCFig. 20 - TIPOS DE OBTURADOR LINEAR MODIFICADO

1.3 Obturador de Caracterstica LinearModificadoA caracterstica de vazo deste obturador definidamatematicamente pela equao:

1.4Obturador de caracterstca igual porcentageO nome deste obturador se deve as caractersticasvazo que proporciona uma variao determinadaabertura provoca uma variao de vazo proporciona vazo anterior e a variao de abertupermanecendo constante a perda de carga.

K Exemplificando: quando o obturador sofredeslocamento de 10 a 20 , ou seja, 10 do cutotal, e a vazo antes do deslocamento era 3 passa a 4,32 , temos um acrscimo de:

Onde K Onde K uma constante condicionada avazomxima da vlvula correspondente aberturatotal. 100 x 1,32 = 443

100 x 4,4 = 4410

A expresso matemtica desta caractersticavazo Q em funo da abertura Y dada prelao:

b

Quando o obturador sofre um deslocamento de 4a 50 , ou seja, os mesmos 10 do curso total, porem outro ponto, a vazo varia de 10 a 14,44 ,seja, h um acrscimo de:

900>- o 60 a::> 50o 40~ 3020

Fig. 19 - CARACTERSTICAS DO OBTURADORLINEAR MODIFICADO

Y. VAZO MXIMA Q

Entretanto, dependendo da realizao do obturador,obtemos curvas de vazo em funo do curso,representada na figo 19.Na figo 20 podem ser visto alguns tipos destesobturadores.

Onde e a base dos logartimos neperianos e ab so constantes das vlvulas.A curva caracterstica deste tipo de obturadorrepresentada pela figo 21. Este tipo de obturadencontra aplicao em processos onde convm q


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- 7.6 - SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO A curva caracterstica deste tipo de obturador representada pela figo 21. Este tipo de obturadorencontra aplicao em processos onde convm quea variao da varivel controlada diminua, quando acarga baixa, e aumente quando alta.

Vlvulas de controle com os internos reduzsignifica que o obturador e a sede fodimensionados de forma a reduzir a vazo mxpossvel atravs da vlvula. Isto aconselhvelseguintes casos:I I l//V /v/ //,/1/ / I9>- 6o M

Para evitar-se a substituio da vlvula por ode maiores dimenses quando de um futuro aumede vazo com respeito as condies iniciais. Quando mais econmico empregar-sevlvula com dimenses iguais s tubulao, ao inde uma menor, que exigir redues cnicas etalvez tivesse que ser trocada quando de futualteraes. Para evitar-se a substituio da vlvula por ode maiores dimenses quando de um futuro aumede vazo com respeito as condies iniciais.3. Corpo da Vlvula

VAzJ.O M.r. .

Fig. 21 - CARACTERSTICAS DO OBTURADOR DE IGUALPORCENTAGEMEm outros processos, onde so necessanasmudanas frequentes do ponto de controle, e onde arelao entre o desvio e a variao de fluxo diminuiquando o ponto de ajuste baixo ( e vice-versa),recomenda-se tambm o uso o obturador de igualporcentagem.De maneira geral, as vlvulas com caractersticas deigual porcentagem so muito aplicadas em controlede vazo e de temperatura,Na figo 22 podemos ver alguns obturadores decaractersticas igual porcentagem .

nN H I ,M

~L-J I iI1 i IIi IlnJLJ di 1eJ

Fig. 22 - TIPOS DE OBTURADOR DE IGUALPORCENTAGEM2. Internos Reduzidos

SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO

a parte a parte da vlvula por onde passa o fluidnele est contido os internos da vlvula. funocorpo da vlvula regular a vazo do agente,controle de uma determinada forma, quer seja o eou a haste que recebe movimento do atuador. Pexecutar a contento estafuno, o corpo no devevazamento, deve ter suficiente capacidade, deveresistente eroso e corroso. Deve possuirelemento intemo capaz de ser posicionado de accom o atuador.Classe de Presso: um conjugado entre a presexigida e a temperatura para um determinado tipocorpo de vlvula.Ex.: 600 Ibs (tem haver com a espessura da paredo material).7.3.2 - CLASSIFICAO DAS VLVULAS QUANTAO DESLOCAMENTO DA HASTEa) Deslocamento Linear: O movimento do obturad(plug) retilneo, acionado por uma haste deslizanEx.: Vlvula Globo, diafragma, etc.b)Deslocamento Rotativo: O movimento do pluuma rotao acionada por um eixo girante.Ex.: Vlvula Esfera, Borboleta, Obturador Excntricetc.7.3.3 - TIPOS DE VLVULAS DE CONTROLEa) Globo Sede Simples:Uma vlvula globo de sede simples reversvelmostrada na figo 23. O obturador guiado na base,topo e/ou em sua saia, e sua montagem faz com qa vlvula feche ao descer a haste.

- 7.


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Fig. 23 - VLVULA GLOBO SEDE SIMPLESCORPO REVERSIVEL

Caractersticas: Reversvel: podemos utilizar do mesmo corpo,mesmo posicionador para mudar a ao da vlvula(c/flange). Irreversvel: no possui flange. Desbalanceada: quando a presso ou vazo amontante, exerce uma fora no plug sem que varie osinal de sada (controle). Classe IV: 0,01 Oma. (ndice mnimo devazamento = bolhas/min). cP > 1 , ocorre o fenmeno do chattering(martelamento do plug na sede), quando o fluxo navlvula est relacionada para fechar. cP < 1 , as vlvulas podem trabalhar com fluxo emqualquer direo. vantagens: menor custo, fcil manuteno, fechamcom pouco ou nenhum vazamento. desvantagem: cp > 2 , necessita de atuador de reamaior.b) Globo Sede Dupla provavelmente a mais usada que a de sedesimples. Ela foi desenvolvida para atender anecessidade de uma vlvula que poderia serposicionada com fora relativamente pequena doatuador, bom desempenho, conforme mostrado nafig.24.As vlvulas de sede dupla so dotada de umobturador quase totalmente balanceado, e utilizamatuadores pequenos e de fora relativamentepequena, porm possuem a desvantagem de permitirum certo vazamento entre o obturador e a sede(classe = 0,5 Omax: ndice de vazamento).

Fig. 24 - VLVULA GLOBO SEDE DUPLACORPO REVERSVELDemais caracteristicas: Diferena de


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- 7.8 -

Fig. 25 - VLVULA DE CORPO BIPARTIDOd) Vlvula AngularA vlvula angular foi desenvolvida especificamentepara aplicaes com os hidrocarbonos coqueificados.O seu formato interno evita a acumulao de slidosna base do corpo. Esta vlvula de sede-simples, deformato especial do corpo por exigncias especficasda tubulao ou da vazo. Possui um vazamentomximo de 0,01 da sua mxima capacidade devazo e o seu obutador guiado no topo. Esse tipo devlvula permite obter um fluxo regular semexcessivas turbulncias e adequada para diminuir aeroso quando esta for considervel, atravs do usodo corpo com a direo do fluxo tendendo a fechar avlvula. A vlvula angular pode tambm ser usadaquando o lay-out da tubulao no permitir ainstalao de uma vlvula globo, em' servios comvaporizao, grande presso diferencial e fluidos comslidos em suspenso. Ver a fg. 26.

Fig. 26 - VLVULA ANGULARe) Vlvula Borboleta (Deslocamento Rotativo daHaste)As vlvulas borboletas tem encontrado aplicaes

crescentes como vlvulas de controle; a caractersde vazo inerente surpreendentementeconforme mostra a figo 27.

~L

~~n..........Q.l.ld.H ...I........~..'' .............. ~~ _rB

Fig. 27 - VLVULA BORBOLETAEste tipo de vlvula tem grande capacidadevazo, pois o dimetro do furo do cilindrousualmente o dimetro interno da tubulao naesto instaladas e a nica obstruo o seu diEm tamanhos grande elas so mais econmicasque as vlvulas globo.Demais Caractersticas: Sempre o sentido do fluxo tende a fechar a vlv Movimento linear da haste, transformadamovimento rotativo atravs de engrenagens. Consde um corpo cilndrico com disco solidrio a uminstalado perpendicularmente ao eixo cilndrico, Maior durao (vida til) das gaxetas, Requer mnimo espao fsico para instalao (manuteno), Para


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moderadamente, utilizada como vlvula de serviomodular (throttling). extremamente utilizada emfbricas de celulose e papel, ou com fluidos muitoviscosos com fibras ou slidos em suspeso,conforme mostrado na fig.28.

Fig. 28 - VLVULA TIPO ESFERADemais caractersticas: Duplo orifcio, i lP pequeno entre montante e jusante, Cavitao - um processo erosivo (formao debolhas que implodem no corpo da vlvula), 6 no recomendado, Menor custo, simples manutenoh) Vlvula Camflexo conceito da vlvula Camflex baseado em umobturador esfrico de rotao excntrica,


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ABERTA.

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FECHADA

CENTRODO EIXOCENTRO DOOBTURADOR

Fig. 30 - VLVULA CAMFLEXA caracterstica de fluxo deste tipo de vlvula linearmodificada em ambos os sentidos de fluxo. Estacaracterstica facilmente alterada para linear, igualporcentagem ou porcentagem modificada com o usode posicionadores de came, conforme mostrado nafig 31

BRAasFLEXlvEIS

Fig. 31 - DETALHES DA VLVULA CAMFLEXCom este tipo de vlvula possvel manipular fludosem processos com larga faixa de temperatura -200a 400 C) devido ao seu castelo alongadointegralmente fundido no corpo. Isto confere a vlvulauma ampla superfcie de radiao para normalizar atemperatura das gaxetas.i) Vlvula Trs ViasA vlvula de controle de trs vias, utilizada paramistura ou combinao combining) ou separaodiverting) de fluidos ou ainda apenas para desviar ofludo de um ramal da tubulao para outro, sendouma adapatao da vlvula globo sede simples ousede dupla, conforme pode ser visto na figo 32.

Fig. 32 - VLVULA TRS VIASDemais funes: Diviso de fluxos divergente) - balanceapresses iguais), Mistura de fluxos convergente)balanceada/desbalanceada presses diferentes)gases, variao de pH, etc., No se tem vazo no controlada) e simproporo dos fluidos que chegam ou que saem, As reas de passagem so opostas, enquanto uabre, a outra fecha, By-pass trocador de calor).7.3.4 - SELEO DO CORPO DA VLVULAa) GeneralidadesEscolher um corpo para uma determinada aplicaem um processo, muitas vezes tornar-se difenvolvendo muitas consideraes. Em geral,fatores que devem ser levados em consideraoos seguintes:o Presso e perda de carga,O Temperatura,O Propriedades corrosivas, txicas, inflamveis, eExigncias do controle:O Estrangulamento varivel,O Tudo ou nada,O Grau de vedao,O Servios de mistura ou combinao,O Caractersticas dos internos.

b) InformaesAps o estabelecimento desses fatores,apresentada a seguir, uma srie de informaes,condensadas, podero auxiliar na escolha de umde vlvula para uma aplicao particular.


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I - Globo Sede Simples:-tSo manufaturadas, geralmente, nos dimetros de a 6 ,...Geralmente, so utilizados em aplicaes onde sedeseja vedao estanque,...Em dimetros de Y: e maiores, devemos levar emconsiderao o deslocamento de foras no obturador,em relao ao atuador normalmente fornecido.11-Globo Sede Dupla:...Dimetro de 2 a 12 .... No deve ser especificada se vazamento mnimoentre o obturador e as sedes no for tolervel,-t Para servios pesados, imprescindvel que oobturador seja guiado pela base (botton) e pelo topo(top) ,-t Guias nas saias tem um custo menor quando sepensa em servios on-off'.111 Borboleta:-t Usada geralmente quando se tem pequenaspresses diferenciais, bem como pequenas pressesde entrada,-t Ideal para grandes vazes,-t Econmica em grandes dimetros,-t Adequada para manipular slido-lquidos.IV - Saunders:-t Adequada para fluidos corrosivos ou agressivos epastas,...Desaconselhvel para presses elevadas,-t 8 vedao estanque,-t Usada geralmente em aplicaes on-off.V - Trs Vias:-t Servios de combinao de fluidos,-t Servios de separao ou fracionamento defluidos,-t Servios de desvio de fluido para dois ramais datubulaoVI - Camflex:-t Tem aplicao em crca de 86 dos locais ondese requer uma vlvula de controle,-t Combina as melhores caractersticas das vlvulasglobo, borboleta e esfera,... Excelente capacidade e caractersticas de vazo,...tima vedao,-t Requer pequena fra de atuao,... dinamicamente estvel em ambas as direes dofluxo,... Pode ser instalvel entre flanges de qualquernorma ou padro, at 600 libras ANSI (ouequivalente),-t Opera numa faixa de temperatura que vai desde-200C at 400C,-t Requer pequena fra de atuao,-t dinamicamente estvel em ambas as direes dofluxo,-t Pode ser instalvel entre f1anges de qualquernorma ou padro, at 600 libras ANSI (ouequivalente),

7.3.5 - COEFICIENTE DE VAZO (Cv)O coeficiente de vazo um fator destinadosimplificar os clculos de vlvulas de controle. Eldefinido como sendo: o nmero de gales/minuUSA de gua 60F, que passa atravs de uvlvula completamente aberta, provocando uperda de carga presso diferencial ou quedapresso) de 1PSI . Em unidades mtricas, serinmero de litros/minuto de gua 15C, criando uperda de 5 g/cm2. Desta maneira, uma vlvula cCv = 15 significa que, em posio aberta a passagede 15 gales/min de gua provocar uma perdacarga de 1 PSI.Apesar da definio do Cv se referir essencialmen gua 60F(15C), os fatres do Cv podemaplicados com as devidas correes a outros fluidlevando em considerao aos fatores e correadquadas.Equao: A frmula para lquidos pode ser aplicasem correo, quando se tratar de lquidos ctemperatura abaixo de 15C. Acima deste valornecessrio levar em considerao a influnciatemperatura sobre a vazo em gales/min edensidade relativa.

Onde:Q = Vazo mxima em gales/min (USA)llP = Queda de presso em PSI nas condies dD, = Densidade relativa do lquido em relao 7.4 - ACESSRIOS DA VLVULACONTROLEAcessrio de uma Vlvula de Controle um dispositiauxiliar acoplado vlvula com o objetivo de obdeterminadas adaptaes ao controle das variveisum processo. Existem vrios tipos de acessrios paravlvulas de controle: posicionadores, vlvusolenides, reguladores de ar, transdutores eletpneumticos, volantes manuais, etc.O posicionador sem sombra de dvida, o acessmais utilizado nas vlvulas de controle. Eles c1assificase em posicionadores pneumticos e eletro-pneumtico

7.4.1- Posicionador PneumticoO posicionador pneumtico um dispositivo qrecebe um sinal de presso proviniente do controlad(pneumtico), compara a presso recebida composio do obturador e de acordo com a diferentransmite um sinal de presso ao atuador para


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7.4.1- Posicionador Pneumticoo posicionador pneumtico um dispositivo querecebe um sinal de presso proviniente do controlador(pneumtico), compara a presso recebida com aposio do obturador e de acordo com a diferena,transmite um sinal de presso ao atuador para acorreo da posio do obturador. Os posicionadorespneumticos podem ser de ao simples ou aodupla. Os posicionadores de ao simples soaplicados as vlvulas que possuem um retorno doobturador pela ao de uma mola. O posicionador deao dupla, por sua vez, aplicado nos pistespneumticos, sem retorno por ao de mola .

para aumentar a fora de assentamento nas vlvudo tipo sede simples, para aumentar a velocidaderesposta das vlvulas para operar atuadopneumticos sem mola, para permitir operaofaixa dividida, para inverter a ao da vlvula, e pmodificar a caracterstica de vazo das vlvulas.

7.4.2 - Posicionador Eletro-pneumtico:A funo do posicionador eletro-pneumtico sima do posicionador pneumtico, sendo a diferena bsica a natureza do sinal de entr(Corrente ou Tenso DC). A fig. 34 mostraposicionador eletra-pneumtico.

Posicionador pneumtico de ao simples:A presso proveniente do controlador, age no fole deentrada que aproxima a palheta do bico. A pressoaumenta no interior do bico, empurra o conjuntodiafragma e obturador, abrindo a passagem do ar dealimentao para o atuador da vlvula. A presso noatuador da vlvula, empurra o conjunto diafragma,prato, haste, e mola para baixo, comprimindo a mola.O movimento da haste cessa-se quando a fora damola for igual a fora do diafragma. A haste ligadaao came, que um disco excntrico que serve pararealimentar o sistema. Com o movimento solidrio dahaste e do came, a palheta ir afastar o bico atencontrar um ponto de equilbrio. Desta forma, oposiconador garante a correta posio do obturadorda vlvula em funo de um sinal externo. Vejailustrao na fig. 33.

NCLEOMAGNET/CO

Fig. 34 - POSICIONADOR ELETRO-PNEUMTICO

POSICIONADOR

Fig. 33 - POSICIONADOR PNEUMTICO DE AOSIMPLES

\ALAVANCA DE RE ; UAMENTAAoMECNICA AO MESJ...{Q fEMPO. PALHETAi

Um sinal eltrico aplicado bobina que apraximpalheta do bico. A presso de sada do amplificadpneumtico aumenta e faz com que o atuadescreva um movimento descendente da haste. Umola conectada haste e a alavancarealimentao(barra), puxa a alavanca, que porvez reposiciona a palheta, numa condio equilibraDesta forma, assim como no pneumtico,posicionador eletro-pneumtico controla a posioobturador da vlvula de controle.

Limitaes no uso do posicionador: -Npodemos nos iludir com o fato de queposicionadores possuem uma gama vastaaplicaes e achar que o mesmo poder ser aplicaem qualquer condio de controle. Os posicionadorpossuem limitaes nos controles com temposatraso pequeno. O ganho na velocidade de respoque ele promove a vlvula prejudicial nesaplicaes, podendo levar o controle a instabilidadComo exemplo de limitao para usoposicionadores, citamos o controle de pressovazo de lquidos.

~SINAL DO REGULADOR3 A 150s1

~Ip.~ J IcLEj j Ili: ALlMENTAAoI I 20psi11U I

1 I~ I11 BOCAL \J~

Aplicaes de um posicionador: -Osposicionadores podem ser aplicados nos seguintescasos: para compensar a fora gerada pelo atrito,

1


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7.4.3 - Posicionador FIELDBUS 7.5 - I/P CONVERSOR OU TRANSDUTOR)Caractersticas do Fy-302:- Sensor de posicionamento por Efeito Hall,- Simples e dupla ao,- Duas 2) sadas de O a 100 PSlg,- Baixo consumo de ar,- Configurao remota,- Self diagnstico,- A prova de tempo, exploso e intrinsicamente seguro,- Troca de caractersticas da vlvul atravs de software,- Sensor de posio sem contato,- Linear ou rotativa,- Blocos de Funo Fieldbus Foundation PID, AO,disponveis) e- Alta imunidade a alta frequncia.

Este dispositivo onv rt o sinal eltrico de sadaum controlador eletrnico 4 a 20 mA/1 a 5Vdc), esinal pneumtico compatvel com o atuadpneumtico da vlvul de controle. Este transduttanto pode ser corrente para presso I/P),tenso para presso E/P). Ver a figo 35.sinal de entrada de corrente aplicado a ueletrom. campo magntico criado e a correnproduzem uma fora que desloca a palheta alteranda posio relativa entre a palheta e o bocal. Isso faumentar ou diminuir a presso no bocaumentando ou diminundo o sinal de presso paravlvul de controle. A faixa mais usual de I/P 4 amA para 3 a 15 PSI.

Fig. 36 - DIAGRAMA FUNCIONAL

DIAGRAMA FUNCIONALZERO

fULCRO

RESTRliOf

B OB IN A M AG NE TOALAVANCA

S IN AL D EENTRADA

RECEPTORg~~..C.SI~~LOESAlDAo A LI ME N r A OOSAiDAFig.35 - Desenho doPosicionador -Smar

Velocidade de resposta das vlvulas decontrole com o uso de acessrios: A tabela 2,mostra o aumento da velocidade de resposta dasvlvul s de controle com o uso dos posicionadores. INSTRUM_CAP _09WPD . 021 09/98 . PEM

rea do CursoEMPO DE RESPOSTA SEG)alvulaOMOMOMEMOL EN.OOSTECESS-IO3/45.1/200307060

Tabela 2 - VELOCIDADE DE RESPOSTA DAS VLVULAS- 7.14- SMAR - CENTRO DE TREINAMENTO

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