Descomplicando – Válvulas Redutoras de Pressão
Aprenda tudo sobre as válvulas hidráulicas redutoras de pressão
Por Gustavo Marinho, CFPHS | 18 de Dezembro de 2021
As válvulas de controle de pressão são absolutamente críticas para a segurança, confiabilidade e precisão de equipamentos hidráulicos. Como qualquer um poderia supor pelo nome, válvulas de controle de pressão são componentes hidráulicos responsáveis por controlar e / ou limitar a pressão do fluido.
Embora seja possível que um sistema hidráulico opere sem uma válvula de pressão, praticamente todo maquinário industrial hidráulico terá ao menos uma dessas válvulas de certeza em seu circuito.
Sumário
Funcionamento
Na maioria das vezes, as válvulas de controle de pressão são basicamente uma mola empurrando contra uma esfera, gatilho ou carretel, contida dentro de algum tipo de cavidade ou corpo com orifício.
A mola empurra a esfera, gatilho ou carretel contra uma sede, ponto em que a válvula é considerada fechada. Quando a pressão no circuito sobe até um ponto suficiente para comprimir a mola, a válvula começa a abrir e o fluido é direcionado para o tanque a uma taxa equivalente ao quão aberta está a válvula.
Uma pressão mais elevada resultará na abertura da válvula ainda mais para “sangrar” o fluido em uma tentativa de diminuir a pressão. As válvulas de controle de pressão são em maioria muito semelhantes em sua operação, mas, de acordo com seu princípio construtivo irão possuir algumas diferenças mais relevantes em suas respectivas aplicações.
As válvulas de controle de pressão mais comuns são a válvula de alívio/segurança, a válvula redutora de pressão, a válvula de contrabalanço e a válvula de sequência, sendo esta última menos comum atualmente.
Funções
Dentre as principais funções dessas válvulas podemos destacar as seguintes:
• Fornecer proteção á sobrecarga limitando a pressão do sistema;
• Aliviar a pressão de volta para o reservatório enquanto a pressão principal do circuito é mantida;
• Manutenção de um mínimo de pressão residual (ou back pressure) em uma linha;
• Sequenciamento de diferentes opções do circuito;
• Sustentação de uma carga suspensa até que um sinal oposto seja aplicado;
• Atuação como freio para motores hidráulicos;
• Operação de um sub-circuito á uma pressão inferior da encontrada no circuito principal.
Tipos de Válvulas de Controle de Pressão
Das principais válvulas de controle de pressão usadas, a válvula redutora de pressão é única porque apenas ela está normalmente aberta. Para evitar confusão para qualquer eletricista ou engenheiro elétrico lendo isto, normalmente aberto no sistema hidráulico significa fluxo normal.
Portanto, no estado neutro da válvula redutora, o fluido passa livremente por ela. Todas as outras válvulas de pressão estão normalmente fechadas, o que significa que não estão fluindo em seu estado neutro.
A válvula redutora de pressão também é diferente da maioria das outras válvulas de controle de pressão porque detecta a pressão a jusante de si mesma. Em contraste com isso, uma válvula de alívio, por exemplo, detecta a pressão a montante de si mesma.
Por exemplo, se você der a saída de uma válvula de alívio diretamente após a bomba, qualquer conduíte conectado abertamente a essa porta estará sujeito ao controle dessa válvula de alívio.
Uma válvula redutora de pressão instalada após uma válvula de alívio apenas monitora e controla a pressão após ela mesma. No circuito de exemplo abaixo, a válvula de alívio é configurada para 2.000 psi e a válvula redutora de pressão é configurada para 1.000 psi. No entanto, apenas a porta 2 da válvula redutora detecta a pressão, neste caso para um máximo de 1.000 psi.
Se a válvula de controle direcional A for operada sozinha, o cilindro A terá 2.000 psi disponíveis com base no fato de ser instalado em paralelo com a válvula de alívio. Se a pressão de carga subir acima de 2.000 psi, ou se o cilindro atingir o final do curso, o fluido será retornado passará pela válvula de alívio.
Se a válvula de controle direcional B for operada sozinha e as mesmas forças de carga afetarem o cilindro B durante a extensão, a pressão no pórtico 2 da válvula de redução aumentará e começará a fechar o pórtico 1, como você pode ver pela direção que as linhas piloto estão empurrando. Isso evita que fluido adicional saia do pórtico 2 em direção ao cilindro.
Conforme a pressão a jusante diminui, a pressão no pórtico 2 cai abaixo de 1.000 psi e a válvula mais uma vez se abre para permitir que o fluxo da bomba circule pelo cilindro. O efeito não é “digital”, como pode ser visto com uma válvula de retenção operada por piloto, por exemplo, mas em vez disso, o fluxo é medido suavemente para reduzir a energia hidráulica que entra no cilindro B.
Válvulas Redutoras / Aliviadoras (Relieving)
Algumas válvulas redutoras de pressão também são válvulas de alívio (relieving) de pressão. Uma válvula de “redução / alívio” possui uma terceira porta que é conectada ao tanque. Não apenas fornece um dreno para a câmara da mola, garantindo que a redução da pressão não seja afetada pela pressão residual do vazamento, mas também permite a pressão excedente do circuito algum lugar para ir, mesmo se a porta 1 estiver bloqueada.
Imagine no exemplo anterior que a pressão sobe para 2.000 psi no pórtico 1 e a válvula redutora fecha totalmente. Embora nenhuma energia hidráulica adicional esteja entrando no sub-circuito do lado B, a pressão induzida pela carga ainda pode permanecer igual ou acima de 1000 psi após o pórtico 2. A função de alívio agora “sangraria” qualquer pressão acima de 1.000 psi do pórtico 3 de volta ao tanque, garantindo que a pressão não aumentasse além de 1.000 psi.
Se você desse um passo adiante e montasse a válvula redutora entre a DCV e o cilindro, a válvula redutora poderia controlar a pressão mesmo se a máquina fosse desligada. Qualquer carga ou aumento de pressão induzido termicamente acima de 1.000 psi seria simplesmente “sangrado” de volta para o tanque.
Uma aplicação típica seria para fornecer redução de pressão com alta precisão para um circuito secundário de um sistema com redução de pressão existente.
Abaixo podemos ver um outro exemplo de circuito associado exatamente com a aplicação mencionada acima.
Conclusão
Uma vantagem das válvulas redutoras de pressão é que elas podem ser conectadas em paralelo e fornecer tantos ajustes de pressão quantos forem os atuadores no sistema. Válvulas redutoras podem ser usadas para controlar a força, como pode ser exigido por uma função de fixação onde a peça de trabalho é facilmente danificada.
Eles também podem ser usados para melhorar a confiabilidade de um subcircuito da máquina. Um exemplo disso pode ser em uma prensa hidráulica que requer tonelagem de prensa total de 5.000 psi da bomba de pistão, mas as funções auxiliares podem gerenciar com 2.000 psi.
Uma válvula redutora de pressão no subcircuito auxiliar reduz a pressão para que uma filtragem de qualidade inferior possa ser usada. Isso significa que as vedações duram mais e menos energia térmica é desperdiçada pela queda de pressão.
Os designes de válvula redutora mais comuns incluem válvulas de cartucho, corpos em linha e válvulas sanduíche. Assim como todos os componentes hidráulicos, as válvulas redutoras de pressão podem variar de baixa a alta qualidade. A taxa de vazamento, histerese, precisão e confiabilidade são fatores ao selecionar o correto para sua aplicação, portanto, gaste um tempo considerando quais são seus requisitos.
