Uma válvula de retenção de disco basculante impede o refluxo utilizando um disco que gira em torno de um ponto de articulação localizado acima da linha central do furo da válvula. Essa posição de articulação é o que a diferencia de uma válvula de retenção de balanço padrão. O disco não gira em uma dobradiça superior. Ele se inclina. Esse movimento de inclinação reduz a distância que o disco precisa percorrer para abrir e fechar, razão pela qual esse projeto fecha mais rapidamente, com menos golpe de aríete e com menor perda de carga do que os projetos de válvulas de retenção de balanço convencionais na maioria das condições de operação.
O que é uma válvula de retenção de disco basculante?
Uma válvula de retenção de disco basculante é uma válvula unidirecional autoacionada onde um disco gira em torno de um eixo posicionado ligeiramente acima e à frente do centro de gravidade do disco. Essa geometria de pivô descentralizada significa que o disco está sempre em um estado ligeiramente desequilibrado. O fluxo direto o inclina facilmente para abrir. A redução do fluxo ou a reversão permitem que o peso do disco e qualquer pressão reversa o inclinem de volta em direção à sede rapidamente.
O corpo da válvula é geralmente de passagem plena e está disponível nas configurações wafer, lug ou flangeada. As configurações de corpo de válvula de retenção de disco basculante oferecem as mesmas opções de instalação que as válvulas de retenção de balanço, porém com dimensões face a face mais compactas. O perfil do disco é projetado para acompanhar de perto o diâmetro interno do tubo quando aberto, minimizando a obstrução do fluxo e a turbulência que causa a queda de pressão.
Como funciona o mecanismo de disco basculante
O eixo de articulação fica acima da linha central da válvula e ligeiramente a montante do centro de massa do disco. Na posição fechada, o disco assenta planamente contra a sede. A pressão do fluxo frontal cria um momento em torno do pivô que inclina a borda dianteira do disco a jusante, girando-o para a posição aberta. O disco assenta numa posição quase paralela à direção do fluxo quando totalmente aberto, apresentando uma área de secção transversal mínima ao fluxo.
Quando a velocidade do fluxo diminui, o momento gravitacional em torno do pivô começa a puxar o disco de volta em direção à sede antes que o fluxo pare completamente. O disco não espera pela pressão do fluxo reverso para se fechar. O fechamento do disco pela gravidade e pelo momento começa durante a fase de desaceleração do ciclo de fluxo. Essa é a vantagem de temporização que reduz o golpe de aríete em comparação com os projetos convencionais de válvulas de retenção oscilantes, onde o disco permanece aberto até que o fluxo reverso o empurre fisicamente para fechá-lo.
A velocidade de fechamento depende da geometria do disco, da distância de deslocamento do pivô e da taxa de desaceleração do fluxo. Em sistemas com desligamento rápido da bomba ou fluxo de alta velocidade, a geometria do disco basculante proporciona um fechamento mais rápido do que um disco de retenção oscilante de diâmetro equivalente.
Vantagens das válvulas de retenção de disco oscilante em relação às válvulas de retenção de balanço: Válvula de retenção de disco oscilante vs. Válvula de retenção de balanço
A comparação entre válvulas de retenção de disco basculante e válvulas de retenção de balanço surge constantemente em especificações para geração de energia, petróleo e gás e dutos de grande diâmetro. As diferenças são reais e afetam o desempenho do sistema de forma mensurável.
A tabela abaixo compara os dois tipos em relação aos fatores que influenciam as decisões de seleção em engenharia.
| Fator | Válvula de retenção de disco basculante | Válvula de retenção oscilante |
| Mecanismo de fechamento | Gravidade e momento, proativo | Fluxo reverso dependente, reativo |
| risco de golpe de aríete | Inferior, fecha durante a desaceleração. | Alta, fecha após início de reversão |
| queda de pressão | Disco inferior quase paralelo ao fluxo | Mais acima, o disco obstrui parcialmente o furo. |
| Duração de uma conversa presencial | Mais curto que um cheque de balanço equivalente | Corpo mais comprido necessário |
| faixa de velocidade de fluxo | Adequado para serviços de alta velocidade | Melhor para velocidades mais baixas. |
| Instalação | Horizontal ou vertical com fluxo ascendente | Preferência horizontal |
Classe de pressão: CLASSE 150-CLASSE 2500 (PN10-PN420)
A queda de pressão é uma vantagem significativa em aplicações de alto fluxo. O disco basculante, na posição aberta, alinha-se perfeitamente com a direção do fluxo. O disco de retenção oscilante, na posição aberta, apresenta uma face parcialmente transversal ao furo, mesmo totalmente aberto. Essa diferença geométrica se traduz diretamente em menor perda de energia no projeto do disco basculante em serviços de alta velocidade.
O golpe de aríete é outra grande vantagem. O pico de pressão no desligamento da bomba é a condição que causa mais danos em aplicações de válvulas de retenção. O disco basculante começa a fechar à medida que o fluxo desacelera. O disco de retenção oscilante permanece aberto até que a reversão comece. Esses tempos de fechamento são diferentes e produzem picos de pressão consideravelmente diferentes na tubulação a jusante da bomba.
Qual é a principal vantagem de uma válvula de retenção de disco basculante em relação a uma válvula de retenção de balanço em serviços de alta velocidade?
Menor queda de pressão e fechamento mais rápido. O disco basculante alinha-se quase paralelamente ao fluxo quando aberto, reduzindo a resistência ao fluxo em comparação com o disco de retenção oscilante que obstrui parcialmente a passagem. Além disso, o disco inicia o fechamento durante a desaceleração do fluxo, em vez de esperar pela reversão, o que reduz o pico de pressão no desligamento da bomba.
Aplicações típicas: Geração de energia e petróleo e gás.
As válvulas de retenção de disco basculante são frequentemente utilizadas em aplicações onde alta velocidade de fluxo, ciclos frequentes da bomba e proteção contra golpes de aríete são requisitos simultâneos.
A geração de energia é o principal setor de aplicação. As linhas de descarga das bombas de água de alimentação de caldeiras operam em alta velocidade e ciclam frequentemente conforme a carga varia. A válvula de retenção de disco basculante lida tanto com a alta velocidade, com menor perda de carga, quanto com os ciclos frequentes, com fechamento mais rápido do que as válvulas de retenção oscilantes convencionais. Os sistemas de água de resfriamento em usinas de energia utilizam essas válvulas em coletores de descarga de bombas de grande diâmetro, onde a combinação de grande diâmetro, alta vazão e sensibilidade ao golpe de aríete torna o projeto de disco basculante a especificação padrão.
Em aplicações de oleodutos e gasodutos, as válvulas de retenção de disco basculante são utilizadas nas linhas de descarga de estações de compressão e nos coletores de saída de estações de bombeamento. O fluxo de gás ou líquido em alta velocidade é ideal para as características de baixa perda de carga do projeto de disco basculante. O fechamento rápido com o desligamento do compressor ou da bomba reduz o pico de pressão no segmento de tubulação a jusante.
As tubulações de distribuição de água utilizam projetos de disco basculante em linhas de descarga de bombas de grande diâmetro, onde as válvulas de retenção convencionais gerariam golpes de aríete inaceitáveis em caso de desligamento da bomba.
A CTGV fabrica válvulas de retenção oscilantes de passagem plena e válvulas de retenção de elevação em aço inoxidável, construídas para API 6D, API 594 e ASME B16.34 Em classes de pressão de 150 a 4500, a CTGV oferece recomendações técnicas para engenheiros que precisam especificar configurações de válvulas de retenção de disco basculante versus válvulas de retenção de balanço para aplicações de transmissão de energia, petróleo e gás ou água. Entre em contato para discutir as condições da sua linha e receber uma recomendação de especificação de válvula.
Perguntas frequentes
O que é uma válvula de retenção de disco basculante?
Uma válvula unidirecional autoacionada onde um disco gira em torno de um eixo acima da linha central da válvula. O fluxo direto inclina o disco, abrindo-o. A redução do fluxo permite que a gravidade e o momento do disco o fechem antes da reversão completa. Proporciona menor perda de carga e fechamento mais rápido do que as válvulas de retenção convencionais.
Qual é o princípio de funcionamento da válvula de disco?
Um disco se move para abrir ou fechar a passagem do fluxo em resposta à diferença de pressão ou às condições de fluxo. Em uma válvula de retenção, a pressão do fluxo direto abre o disco. O fluxo reverso ou a redução da pressão direta o fecham. A geometria do disco e a posição do pivô determinam a velocidade de fechamento e as características de queda de pressão.
Qual é o princípio de funcionamento de uma válvula de retenção?
Uma válvula de retenção abre automaticamente sob pressão de fluxo direto e fecha quando o fluxo para ou se inverte. Não requer controle manual ou acionado. A pressão da linha realiza o trabalho. O mecanismo de fechamento varia conforme o projeto: disco oscilante por gravidade, disco basculante por gravidade e momento, disco com mola por força da mola.
Qual a diferença entre uma válvula de retenção tipo swing e uma válvula de retenção tipo disco basculante?
As válvulas de retenção tipo swing utilizam um disco articulado na parte superior que se fecha por gravidade e pressão de fluxo reverso. As válvulas de retenção tipo disco basculante utilizam um disco com pivô deslocado que se fecha por gravidade durante a desaceleração do fluxo, antes do início da reversão. Os modelos de disco basculante apresentam menor perda de carga, fechamento mais rápido e melhor desempenho em relação ao golpe de aríete em serviços de alta velocidade.
