Uma válvula de retenção com mola impede o refluxo utilizando um disco acionado por mola que se fecha antes que o fluxo realmente se inverta. Essa é a principal diferença em relação a uma válvula de retenção tipo swing. As válvulas de retenção tipo swing esperam que o fluxo reverso empurre o disco para fechar. Os modelos com mola fecham assim que a velocidade do fluxo diminui. Essa diferença de tempo é o que causa o golpe de aríete em um modelo e o previne no outro.
O que é uma válvula de retenção com mola?
Uma válvula de retenção com mola é uma válvula unidirecional com uma mola comprimida que mantém o disco pressionado contra a sede quando não há fluxo direto. A pressão direta vence a resistência da mola e abre a válvula. Quando o fluxo direto cai abaixo da pressão de abertura, a mola empurra o disco de volta contra a sede antes que o fluxo reverso possa ocorrer.
A pressão de abertura é a pressão mínima a montante necessária para abrir a válvula contra a mola. A maioria das aplicações industriais opera entre 0,5 e 5 PSI. Pressões de abertura mais baixas são adequadas para sistemas de baixo fluxo. Pressões mais altas são adequadas para sistemas onde a contrapressão é significativa e o fechamento hermético com fluxo próximo de zero é um requisito fundamental.
Como funciona o mecanismo de mola
A mola fica posicionada entre o disco e o corpo da válvula a jusante. Posição fechada: a mola mantém o disco pressionado contra a sede. A pressão anterógrada aumenta acima da pressão de abertura: o disco se levanta e o fluido flui através do espaço ao seu redor. A bomba para ou a pressão anterógrada cai: a mola começa a fechar o disco antes que a coluna de fluxo se inverta.
Esse é o ponto. O fechamento da mola ocorre antes da reversão, não por causa dela. Um disco de retenção oscilante permanece aberto até que o fluxo reverso o empurre fisicamente para fechá-lo. Nesse momento, o pico de pressão já está se formando. O disco acionado pela mola já está fechando enquanto o fluxo direto ainda está desacelerando. O pico de pressão não tem espaço para se desenvolver.
A constante elástica da mola é importante. Uma mola mais rígida fecha mais rapidamente, aumentando a pressão de abertura, oferecendo maior resistência ao fluxo e, consequentemente, maior queda de pressão. Uma mola mais macia fecha mais lentamente, resultando em menor pressão de abertura e menor queda de pressão. A constante elástica ideal da mola depende da velocidade do fluxo, da queda de pressão aceitável e do risco de golpe de aríete que o sistema pode tolerar.
Válvula de retenção com mola versus válvula de retenção oscilante: válvula de retenção sem golpe de aríete versus válvula de retenção com mola
Sem golpe A comparação entre a válvula de retenção e a válvula de mola é a que os engenheiros utilizam ao decidir entre os dois modelos para uma aplicação específica.
A tabela abaixo mostra onde cada tipo se encaixa nos fatores que influenciam a decisão de seleção.
| Fator | Válvula de retenção com mola | Válvula de retenção oscilante |
| Mecanismo de fechamento | Com assistência de mola, fecha antes da reversão. | Dependente da gravidade e do fluxo reverso |
| risco de golpe de aríete | Baixo | Mais alto, o disco bate com força no fluxo reverso |
| queda de pressão | Maior devido à resistência da mola | Fluxo inferior e desobstruído |
| Orientações de instalação | Qualquer orientação | Horizontal ou vertical específico apenas |
| Manutenção | Inspeção periódica de primavera necessária | Mais simples, com menos componentes. |
| Ideal para | Descarga da bomba, linhas verticais, fluxo pulsante | Alto fluxo horizontal, baixo risco de golpe de aríete |
O design com mola reduz significativamente o golpe de aríete na maioria das aplicações. A eliminação completa depende de fatores do sistema que vão além da válvula. O comprimento da tubulação, a velocidade do fluxo e a taxa de desligamento da bomba contribuem para esse efeito. A válvula fecha o disco de forma proativa. O projeto do sistema determina se isso é suficiente.
Redução de ruído e golpe de aríete
O golpe de aríete é o aumento repentino de pressão que ocorre quando uma coluna de fluido em movimento para ou inverte seu sentido repentinamente. A válvula de retenção oscilante permanece aberta até que o fluxo se inverta. Então, ela se fecha bruscamente. Esse impacto cria uma onda de pressão que se propaga pela tubulação, causando ruído e tensão mecânica em todas as conexões e juntas do sistema.
A supressão do golpe de aríete é o motivo pelo qual os designs com mola são comuns em linhas de descarga de bombas, colunas verticais e sistemas onde os ciclos de partida e parada da bomba são frequentes. Em sistemas de climatização e instalações prediais, onde o ruído se propaga pelas tubulações até os espaços ocupados, a diferença entre um fechamento brusco e um silencioso pode resultar em reclamações operacionais.
Qual a diferença entre uma válvula de retenção silenciosa e uma válvula de retenção tipo swing padrão?
Uma válvula de retenção silenciosa utiliza um sistema de fechamento assistido por mola para fechar o disco antes que o fluxo se inverta. Uma válvula de retenção tipo swing padrão depende da gravidade e da pressão do fluxo reverso para fechar o disco. A válvula de retenção silenciosa elimina o impacto do disco e o pico de pressão associado. O modelo tipo swing é mais simples e apresenta menor perda de carga, mas gera ruído e golpe de aríete ao fechar. Para sistemas onde tanto o ruído quanto o golpe de aríete são preocupações, o modelo com mola é a especificação correta.
Aplicações
As válvulas de retenção com mola são utilizadas sempre que a prevenção da reversão do fluxo e o controle do golpe de aríete são requisitos simultâneos.
As linhas de descarga de bombas são a principal aplicação. Sempre que uma bomba centrífuga para, a coluna de fluxo desacelera e tenta inverter o sentido de rotação através do impulsor. O fecho com mola impede isso antes mesmo de começar. Protege a bomba da rotação reversa. Protege a tubulação contra sobrepressão.
Tubulações verticais necessitam de assistência por mola, pois as válvulas de retenção tipo swing dependem da gravidade e não funcionam corretamente em fluxo vertical descendente. A mola proporciona força de fechamento independentemente da orientação, razão pela qual os projetos com mola são a especificação padrão para aplicações em colunas verticais.
Os circuitos de água gelada e água quente do sistema HVAC utilizam válvulas de retenção silenciosas para evitar o fluxo por termossifão quando as bombas estão desligadas e para eliminar o ruído em edifícios onde o som do sistema mecânico é uma queixa operacional real.
Os sistemas de injeção química utilizam válvulas de retenção de pistão com mola para impedir que o fluido do processo entre nas linhas da bomba dosadora. A pressão de abertura define um limite predefinido abaixo do qual a válvula permanece fechada, independentemente da flutuação da pressão a jusante.
A CTGV fabrica válvulas de retenção oscilantes de passagem plena e Válvulas de retenção de elevação em aço inoxidável Fabricadas de acordo com as normas API 6D, API 594 e ASME B16.34. Para sistemas que necessitam de fechamento assistido por mola, a linha de válvulas de retenção de elevação da CTGV abrange fechamento por disco guiado com opções de vedação metal-metal ou macia, nas classes ANSI 150 a 4500. Entre em contato e receba uma recomendação técnica em até 2 horas.
Classe de pressão: CLASSE 150-CLASSE 2500 (PN10-PN420)
Perguntas frequentes
Para que serve uma válvula de retenção com mola?
Impede o refluxo em linhas de descarga de bombas, tubulações verticais, circuitos de HVAC e sistemas de injeção química. A mola fecha o disco antes que o fluxo se inverta, protegendo as bombas da rotação reversa e evitando o golpe de aríete, que ocorreria em situações onde as válvulas de retenção convencionais fechariam bruscamente.
Como funciona uma válvula com mola?
A pressão direta vence a força da mola e abre o disco. Quando o fluxo direto cai abaixo da pressão de abertura, a mola fecha o disco antes que o fluxo reverso se desenvolva. O fechamento ocorre antes da reversão, e não por causa dela. Essa diferença de tempo elimina o pico de pressão.
Quando devo usar uma válvula de retenção?
Utilize uma válvula de retenção sempre que o refluxo puder danificar o equipamento, contaminar o fluido a montante ou criar um risco à segurança. Os gatilhos comuns incluem linhas de descarga de bombas, colunas verticais, sistemas com múltiplas zonas de pressão e qualquer situação em que o fluxo reverso cause golpe de aríete ou rotação reversa da bomba.
Qual é o uso mais comum de uma válvula com mola?
Proteção contra descarga da bomba. A mola fecha o disco à medida que a bomba desacelera, impedindo o fluxo reverso através do impulsor e o aumento de pressão que ocorre quando um disco de retenção oscilante se fecha bruscamente contra uma coluna de fluido em reversão.
