7_-_Valvulas_de_controle_direcional

Sistemas hidráulicos e pneumáticosSistemas hidráulicos e pneumáticos

Laboratório de Sistemas Hidráulicos e PneumáticosDepartamento de Engenharia Mecânica

Disciplina nDisciplina noo: 70605: 70605Faculdade SATC Faculdade SATC –– Engenharia MecânicaEngenharia MecânicaDisciplina da 6ª faseDisciplina da 6ª faseCapítulos:Capítulos:•• Válvulas controladorasVálvulas controladoras

1.1. de direçãode direção2.2. de pressãode pressão3.3. de de vazãovazão4.4. de bloqueiode bloqueio DocenteDocente: Richard de Medeiros Castro: Richard de Medeiros Castro


Departamento de Engenharia Mecânica

IntroduçãoIntroduçãoOO controlecontrole dada energiaenergia hidráulicahidráulica emem sistemassistemas dede potênciapotência hidráulicahidráulica ééfeitofeito porpor meiomeio dede válvulasválvulas dede controlecontrole ouou açãoação dede bombasbombas variáveisvariáveis..OsOs requisitosrequisitos dede controlecontrole sãosão impostosimpostos pelapela funçãofunção dodo sistemasistema.. OsOsparâmetrosparâmetros dede potênciapotência mecânicamecânica queque sãosão entregueentregue àà carga,carga, sãosãogeridasgeridas hidraulicamentehidraulicamente atravésatravés dodo controlecontrole aa pressão,pressão, vazão,vazão, ouou aadireçãodireção dodo fluxofluxo..OO controlecontrole dessasdessas variáveisvariáveis podempodem serser feitosfeitos atravésatravés duasduas formasformasqueque sãosão::

ControleControle resistivoresistivo ControleControle conservativoconservativo



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalAsAs válvulasválvulas direcionaisdirecionais tambémtambém chamadaschamadas comocomo “distribuidores”“distribuidores”,,sãosão responsáveisresponsáveis pelopelo direcionamentodirecionamento dodo fluidofluido dentrodentro dodo sistema,sistema,possibilitandopossibilitando aa extensãoextensão ouou aa retraçãoretração dede atuadoresatuadores lineares,lineares,acionamentoacionamento ouou inversãoinversão dede atuadoresatuadores rotativos,rotativos, enfimenfim desviandodesviando eedirecionandodirecionando oo fluxofluxo parapara ondeonde eleele sejaseja necessárionecessário..



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalAsAs válvulasválvulas direcionaisdirecionais sãosão classificadasclassificadas basicamentebasicamente dada seguinteseguinteformaforma:: VálvulasVálvulas direcionaisdirecionais dede assentoassento (princípio(princípio construtivo)construtivo);;

EEsféricosférico CônicoCônico PlanoPlano



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalAsAs válvulasválvulas direcionaisdirecionais sãosão classificadasclassificadas basicamentebasicamente dada seguinteseguinteformaforma:: VálvulasVálvulas direcionaisdirecionais dede assentoassento;;



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional

VálvulasVálvulas direcionaisdirecionais dede carretelcarretel deslizantedeslizante;;



VálvulasVálvulas direcionaisdirecionais rotativasrotativas;;




Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalAsAs válvulasválvulas direcionaisdirecionais dede assentoassento sãosão válvulasválvulas nasnas quaisquais asas direçõesdireçõesdodo escoamentoescoamento sãosão obtidasobtidas pelopelo deslocamentodeslocamento dede umum ouou maismaiselementoselementos dede assentoassento montadosmontados nono interiorinterior dede umum corpo,corpo, formandoformandocombinaçõescombinações convenientesconvenientes dede retençõesretenções.. São,São, porpor essaessa razão,razão, válvulasválvulaspraticamentepraticamente isentasisentas dede vazamentosvazamentos internosinternos entreentre asas viasvias..

VálvulasVálvulas dede assentoassento

AoAo ladolado podepode--sese observarobservar umaumaválvulaválvula direcionaldirecional dede assentoassentoesféricoesférico dede trêstrês viasvias ee duasduasposiçõesposições,, normalmentenormalmente abertaaberta..



SãoSão válvulasválvulas utilizadasutilizadas parapara sistemassistemas comcom pressõespressões máximasmáximas dedeaproximadamenteaproximadamente 630630 barbar;;

AsAs válvulasválvulas comcom açõesações diretasdiretas trabalhamtrabalham comcom vazõesvazões máximasmáximas ememtornotorno dede 3636 lpmlpm;;

AA medidamedida queque aumentaaumenta oo númeronúmero dede viasvias ee posições,posições, crescecresce aacomplexidadecomplexidade dede construçãoconstrução dessedesse tipotipo dede válvulaválvula;;

VálvulasVálvulas dede assentoassentoCaracterísticasCaracterísticas relevantesrelevantes ee limitaçõeslimitações





BasicamenteBasicamente essasessas válvulasválvulas sãosão constituídasconstituídas dede umum corpocorpo perfuradoperfuradocomcom câmarascâmaras dede acesso,acesso, nono interiorinterior dodo qualqual deslizadesliza umum cilindrocilindro comcomrebaixorebaixo usinadosusinados comcom grandegrande precisãoprecisão,, emem formaforma assemelhadaassemelhada àà umumcarretelcarretel..

VálvulasVálvulas dede carretelcarretel deslizantedeslizante

CadaCada posiçãoposição assumidaassumida pelopelo carretelcarretel ememrelaçãorelação àsàs câmarascâmaras dede acessoacesso determinadeterminaaa direçãodireção ouou direçõesdireções dodo escoamentoescoamento,,ouou seja,seja, cadacada posiçãoposição estabeleceestabelece ligaçõesligaçõesentreentre asas diversasdiversas viasvias dada válvulaválvula..

VD - 3 posições.pr5




SãoSão válvulasválvulas utilizadasutilizadas parapara sistemassistemas comcom pressõespressões máximasmáximas dedeaproximadamenteaproximadamente 350350 barbar;; AsAs válvulasválvulas comcom açõesações diretasdiretas trabalhamtrabalham comcom vazõesvazões máximasmáximas emem tornotornodede 120120 lpmlpm parapara válvulasválvulas dede açõesações diretasdiretas;; FacilidadeFacilidade construtivaconstrutiva ee flexibilidadeflexibilidade àà trocatroca dodo tipotipo dede centrocentro parapara aamesmamesma válvulaválvula;; SãoSão válvulasválvulas comcom considerandoconsiderando comcom asas dede assentoassento possuempossuem umum maiormaiorvazamentovazamento internointerno porpor nãonão possuirpossuir umauma boaboa vedaçãovedação entreentre carcaçacarcaça eecarretelcarretel ((spoolspool))..

CaracterísticasCaracterísticas relevantesrelevantes ee limitaçõeslimitações

Válvulas de carretelVálvulas de carreteldeslizantedeslizante



Norma DIN 24340Norma DIN 24340CaracterísticasCaracterísticas dede subsub--basesbasesVálvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional



Norma DIN 24340Norma DIN 24340Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional

Tamanhos Tamanhos nominaisnominais



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional SimbologiasSimbologias



Vazões, pressões eVazões, pressões etipos de acionamentostipos de acionamentos

DeDe modomodo geral,geral, oo tipotipo dede acionamentoacionamento estáestá muitomuito relacionadorelacionado aoao tamanhotamanhonominalnominal dada válvulaválvula dede controle,controle, normalmentenormalmente expressoexpresso pelapela vazãovazão máximamáximaparapara aa perdaperda dede cargacarga admissíveladmissível..ParaPara queque aa perdaperda dede cargacarga sese mantenhamantenha dentrodentro dede valoresvalores relativamenterelativamentebaixos,baixos, quantoquanto maiormaior aa vazãovazão nominal,nominal, maioresmaiores deverãodeverão serser asas dimensõesdimensõesinternasinternas dada válvula,válvula, comocomo diâmetrosdiâmetros dodo carretelcarretel ee pórticospórticos,, ee oo ganhoganho dadaáreaárea.. EmEm conseqüência,conseqüência, aumentamaumentam asas massasmassas aa sese movimentar,movimentar, requerendorequerendomolasmolas dede maiormaior rigidezrigidez.. ComCom oo aumentoaumento dada vazãovazão amplificaamplifica--sese asas forçasforças dedeescoamentoescoamento.. OO somatóriosomatório dessasdessas forçasforças comcom asas forçasforças dede atritoatrito produzemproduzemumum aumentoaumento substancialsubstancial dada forçaforça necessárianecessária aoao acionamentoacionamento dada válvulaválvula..




Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional Vazões, pressões eVazões, pressões etipos de acionamentostipos de acionamentos

PorPor razõesrazões dessadessa natureza,natureza, parapara válvulasválvulas comcom acionamentoacionamento diretodireto manualmanualporpor alavanca,alavanca, sãosão admitidasadmitidas vazõesvazões dede atéaté 500500 lpmlpm ee pressõespressões operacionaisoperacionaisdede atéaté 350350 barbar..AsAs válvulasválvulas dede acionamentoacionamento mecânicomecânico porpor roleterolete ouou botãobotão giratório,giratório, bembemcomocomo asas válvulasválvulas acionadasacionadas diretamentediretamente porpor pressãopressão piloto,piloto, admitemadmitem vazõesvazõesdede atéaté 8080 lpmlpm ee pressõespressões dede atéaté 300300 barbar..JáJá asas válvulasválvulas dede acionamentoacionamento eletromecânicoeletromecânico diretodireto porpor solenóidessolenóides dedecorrentecorrente contínuacontínua ouou alternadaalternada operamoperam comcom vazõesvazões dede atéaté 120120 lpmlpm eepressõespressões dede atéaté 350350 barbar..



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional SimbologiasSimbologiasTipos de AcionamentosTipos de Acionamentos



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional SimbologiasSimbologiasTipos de CentrosTipos de Centros



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalTransição da posição Transição da posição

das válvulasdas válvulas



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional Transição da posição Transição da posição das válvulasdas válvulas

DuranteDurante aa comutaçãocomutação dedeposições,posições, parapara osos doisdois sentidossentidosdede acionamento,acionamento, oo carretelcarretelpassapassa porpor umauma sériesérie dedeposiçõesposições intermediáriasintermediárias,, istoisto é,é,

assumeassume diversasdiversas posiçõesposições emem relaçãorelação àsàs câmarascâmaras internasinternas usinadasusinadas nonocorpo,corpo, estabelecendoestabelecendo diferentesdiferentes ligaçõesligações entreentre viasvias,, ocasionandoocasionando comocomomostramostra nana figurafigura umum fechamentofechamento momentâneomomentâneo entreentre todastodas asas viasvias..CostumaCostuma--sese representarrepresentar simbolicamentesimbolicamente essaessa posiçãoposição dede transiçãotransição comcom umumouou maismais quadroquadro adicional,adicional, identificandoidentificando essasessas posiçõesposições instáveisinstáveis..




UmaUma outraoutra concepçãoconcepção dede válvulaválvuladirecionaldirecional 44//22 viasvias parapara oo qualqual oorebaixorebaixo dodo pórticopórtico dede pressão,pressão,possuipossui maiormaior comprimentocomprimento ee aadistânciadistância entreentre ressaltosressaltos dodo carcar--

retelretel éé maiormaior éé mostradamostrada conformeconforme figurafigura acimaacima ..AA modificaçãomodificação comcom respeitorespeito aa válvulaválvula anterioranterior resultaresulta emem umauma novanova relaçãorelaçãoparapara osos pontospontos dede aberturaabertura ee fechamentofechamento entreentre osos pórticospórticos.. NessaNessa concepçãoconcepçãoocorreocorre aa interligaçãointerligação momentâneamomentânea entreentre todastodas asas vias,vias, constituindoconstituindo umaumaválvulaválvula comcom transiçãotransição abertaaberta..




ParaPara osos casoscasos dada válvulaválvula mostradamostrada anteriormente,anteriormente, apesarapesar dede oocomportamentocomportamento estávelestável serser oo mesmo,mesmo, oo comportamentocomportamento dada transiçãotransição(dinâmico)(dinâmico) mostramostra--sese intrinsecamenteintrinsecamente diferentediferente parapara cadacadaconcepçãoconcepção dede válvulaválvula.. EssasEssas formasformas dede transiçãotransição podempodem afetarafetarsignificadamentesignificadamente oo comportamentocomportamento dodo sistemasistema hidráulicohidráulico,, dedemodomodo queque éé convenienteconveniente considerarconsiderar seusseus efeitosefeitos jájá nana fasefase dede projetoprojetododo sistemasistema,, ee posteriormenteposteriormente emem indicaçõesindicações objetivasobjetivas dedemanutenção,manutenção, evitandoevitando aa substituiçãosubstituição nãonão criteriosacriteriosa porpor válvulasválvulascomcom transiçãotransição diferentediferente dada dede projetoprojeto..



Transição da posição Transição da posição das válvulasdas válvulas

OO segundosegundo efeitoefeito ocorreocorre nasnas linhaslinhas dosdos pórticospórticos AA ee B,B, quandoquando dadaaberturaabertura e/oue/ou fechamentofechamento dasdas viasvias.. (choque(choque hidráulico)hidráulico)

a) Fechadaa) Fechada b) Abertab) Aberta

c) Críticac) Crítica




Transição da posição Transição da posição das válvulasdas válvulas

TaisTais efeitos,efeitos, felizmente,felizmente, podempodem serser reduzidosreduzidos porpor diferentesdiferentes soluçõessoluçõestécnicas,técnicas, pelapela inserçãoinserção dede capacitânciascapacitâncias nono sistema,sistema, comocomo asasproduzidasproduzidas porpor acumuladoresacumuladores hidropneumáticoshidropneumáticos ee mesmomesmomangueirasmangueiras hidráulicashidráulicas queque possuempossuem elasticidadeelasticidade relativamenterelativamenteelevadaelevada..OutraOutra formaforma dede minimizarminimizar aa ocorrênciaocorrência dedechoquechoque hidráulicohidráulico podepode serser obtidaobtida atravésatravés dadaconfecçãoconfecção dede entalhesentalhes nono carretelcarretel dada válvulaválvuladede modomodo aa estabelecerestabelecer restriçõesrestrições variáveisvariáveisantesantes dodo fechamentofechamento ee aberturaabertura dasdas viasvias




Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalFolga diametral nas válvulas de carretelFolga diametral nas válvulas de carretel



Limite de capacidade Limite de capacidade dinâmicadinâmica

OO limitelimite dede capacidadecapacidade dedecomutaçãocomutação (vazão(vazão máximamáximaadmissíveladmissível emem funçãofunção dada pressão)pressão)éé determinadodeterminado porpor::•• TamanhoTamanho nominalnominal dada válvulaválvula;;•• TipoTipo dede acionamentoacionamento;;•• SímbolosSímbolos dede comutaçãocomutação dadaválvulaválvula;;•• OO fluxofluxo volumétricovolumétrico passapassa porporquaisquais conexõesconexões ee emem queque sentidosentido..




Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional Diferença de pressão Diferença de pressão (perda de carga)(perda de carga)

DevidoDevido asas restriçõesrestrições dosdosorifíciosorifícios dasdas válvulas,válvulas, sejaseja elaelacomcom qualquerqualquer tipotipo dede centrocentroqueque seja,seja, existiráexistirá umauma perdaperda dedecargacarga queque devedeve serserconsideradaconsiderada emem qualquerqualquerprojetoprojeto hidráulicohidráulico..AsAs curvascurvas somentesomente consideramconsideramnasnas válvulas,válvulas, sendosendo necessárianecessáriaadicionaradicionar asas perdasperdas nosnos blocosblocosdede montagensmontagens..



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle DirecionalAcionamento elétricoAcionamento elétrico



Acionamento manual Acionamento manual e mecânicoe mecânico




Acionamento piloto Acionamento piloto pneumático/hidráulicopneumático/hidráulico




Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional Válvulas direcionais Válvulas direcionais pré pré -- operadasoperadas

AsAs válvulasválvulas direcionaisdirecionais dede doisdois estágios,estágios, tambémtambém denominadasdenominadas válvulasválvulaspilotadaspilotadas ouou prépré--operadas,operadas, sãosão fabricadasfabricadas parapara vazõesvazões dede atéaté 45004500 lpmlpmee pressõespressões dede operaçãooperação dede atéaté 350350 barbar.. ParaPara acionáacioná--las,las, sãosão utilizadasutilizadasválvulasválvulas menoresmenores (vazão(vazão nominalnominal 6060 lpm),lpm), usualmenteusualmente acionadasacionadas porporsolenóidessolenóides..ParaPara vazõesvazões aindaainda maiores,maiores, dada ordemordem dede atéaté 70007000 lpmlpm,, aa vazãovazão dedepilotagempilotagem éé dede taltal montamonta queque exigeexige aa utilizaçãoutilização dede válvulaválvula pilotopiloto..NormalmenteNormalmente parapara esseesse tipotipo dede acionamentoacionamento existeexiste umauma pressãopressãomínimamínima dede acionamentoacionamento dada ordemordem dede 44 àà 66 barbar,, porpor issoisso queque emem algunsalgunscasoscasos aa pilotagempilotagem podepode serser feitafeita pneumaticamentepneumaticamente..



Válvulas de Controle DirecionalVálvulas de Controle Direcional Válvulas pré Válvulas pré –– operadas operadas centrada por molascentrada por molas



Válvulas pré Válvulas pré –– operadas operadas centrada por molascentrada por molas


Controle de fluxoControle de fluxoacopladoacoplado



Válvulas pré Válvulas pré –– operadas operadas piloto externo/interno.piloto externo/interno.



Laboratório de Sistemas Hidráulicos e PneumáticosDepartamento de Engenharia Mecânica

Disciplina nDisciplina noo: 70605: 70605

Faculdade SATC Faculdade SATC –– Engenharia MecânicaEngenharia MecânicaDisciplina da 6ª faseDisciplina da 6ª faseConclusão de:Conclusão de:

•• Válvulas de controle direcionalVálvulas de controle direcional

DocenteDocente: Richard de Medeiros Castro: Richard de Medeiros Castro

7_-_Valvulas_de_controle_direcional

Documents

Transcript of 7_-_Valvulas_de_controle_direcional