Como uma válvula de diafragma no fundo do tanque difere de outros tipos de válvulas?

Ums válvulas são componentes fundamentais nos processos industriais, servindo como pontos de controle para regular, direcionar ou interromper o fluxo de líquidos, gases e lamas. Entre os muitos tipos de válvulas disponíveis, a válvula de diafragma inferior do tanque é uma solução especializada comumente usada em indústrias como processamento químico, farmacêutico, alimentos e bebidas e tratamento de água. Seu design, funcionalidade e vantagens operacionais a distinguem das válvulas convencionais, tornando-a a escolha preferida em determinadas aplicações. Este artigo explora como uma válvula de diafragma no fundo do tanque difere de outros tipos de válvulas, incluindo válvulas esfera, válvulas gaveta, válvulas borboleta e válvulas globo, com foco em projeto, operação, materiais, manutenção e adequação para processos específicos .

O que é uma válvula de diafragma no fundo do tanque?

A válvula de diafragma inferior do tanque é um tipo de válvula instalada no fundo de tanques de armazenamento, reatores ou vasos de processo para controlar a descarga de líquidos ou lamas. O componente principal da válvula é um diafragma flexível que veda a sede da válvula quando fechada e se eleva para permitir o fluxo quando aberta. O diafragma é acionado manualmente com volante ou automaticamente por meio de atuadores pneumáticos ou elétricos.

As principais características das válvulas de diafragma no fundo do tanque incluem:

• Design montado na parte inferior para drenagem completa dos tanques.
• Selo de diafragma flexível que evita vazamentos.
• Sem zonas mortas no caminho do fluxo, reduzindo resíduos e contaminação.
• Compatibilidade de materiais com fluidos corrosivos, abrasivos ou sanitários.

Diferenças de design

1. Válvula de diafragma inferior do tanque

• Caminho de fluxo: O diafragma se afasta da sede da válvula, criando um caminho de fluxo completo que permite a drenagem completa do tanque.
• Formato do corpo: Design tipicamente em forma de T ou reto, otimizado para instalação inferior.
• Mecanismo de vedação: O diafragma forma uma vedação à prova de vazamentos, eliminando a necessidade de contato metal com metal.
• Operação: Pode ser operado manualmente ou automatizado por meio de atuadores pneumáticos ou elétricos.

2. Válvula de esfera

• Caminho de fluxo: Usa uma bola esférica rotativa com um orifício para controlar o fluxo. A bola gira 90 graus para abrir ou fechar.
• Mecanismo de vedação: A esfera é vedada por assentos macios (PTFE ou borracha) contra o corpo.
• Diferença principal: As válvulas de esfera não são ideais para fundos de tanques onde é necessária uma drenagem completa, pois o fluido pode permanecer preso ao redor da esfera.

3. Válvula gaveta

• Caminho de fluxo: Usa uma comporta plana ou em forma de cunha para bloquear ou permitir o fluxo.
• Mecanismo de vedação: Vedação metal-metal ou macia entre a comporta e a sede da válvula.
• Diferença principal: As válvulas gaveta requerem folga vertical para operar a gaveta e não são adequadas para lidar com lamas abrasivas ou aplicações sanitárias onde os resíduos devem ser minimizados.

4. Válvula Borboleta

• Caminho de fluxo: Usa um disco giratório que gira dentro do tubo para permitir ou bloquear o fluxo.
• Mecanismo de vedação: As vedações são normalmente elastoméricas ou metálicas.
• Diferença principal: As válvulas borboleta podem deixar zonas mortas ao redor do disco e são menos eficazes na drenagem completa dos tanques em comparação com as válvulas de diafragma.

5. Válvula globo

• Caminho de fluxo: Usa um plugue ou disco móvel contra uma sede estacionária para controlar o fluxo.
• Mecanismo de vedação: Fornece estrangulamento preciso com sedes metálicas ou macias.
• Diferença principal: As válvulas globo são excelentes para regular o fluxo, mas podem criar turbulência e são menos adequadas para drenagem completa ou aplicações sanitárias.

Resumo: As válvulas de diafragma no fundo do tanque são únicas em sua capacidade de fornecer drenagem completa, zonas mortas mínimas e operação sanitária, o que outras válvulas podem não conseguir.

Vantagens Operacionais

1. Drenagem Completa
   As válvulas de diafragma no fundo do tanque garantem que tanques, vasos ou reatores possam ser completamente esvaziados, evitando o acúmulo de resíduos. Isto é particularmente importante no indústrias farmacêuticas e alimentícias , onde a contaminação cruzada deve ser evitada.

2. Corrosão e Resistência Química
   O diafragma flexível pode ser feito de materiais como PTFE, EPDM ou Viton, permitindo que a válvula lide com fluidos corrosivos e abrasivos que degradariam rapidamente as válvulas metálicas.

3. Baixa manutenção
   Ao contrário das válvulas gaveta ou esfera, as válvulas de diafragma no fundo do tanque têm menos peças metálicas móveis em contato com o fluido, reduzindo o desgaste e a frequência de manutenção. O próprio diafragma é a principal peça substituível, simplificando a manutenção.

4. Vedação à prova de vazamentos
   O diafragma flexível garante uma vedação hermética mesmo com sedes de válvula irregulares ou ásperas, evitando vazamento de fluidos perigosos ou tóxicos.

5. Controle de fluxo suave
   As válvulas de diafragma criam um fluxo laminar suave, minimizando a turbulência. Isto é importante em reações químicas ou manuseio de lama , onde a tensão de cisalhamento pode danificar produtos sensíveis.

Considerações materiais

A seleção de materiais para válvulas de diafragma no fundo do tanque é fundamental para o seu desempenho:

• Materiais do diafragma: PTFE, EPDM, NBR ou Viton, escolhidos com base na compatibilidade química e resistência à temperatura.
• Materiais do corpo da válvula: Aço inoxidável (304, 316L) para aplicações sanitárias ou corrosivas; aço carbono para uso industrial em geral; ou compósitos plásticos para manuseio de produtos químicos leves.

Comparação: Outras válvulas, como válvulas de esfera ou gaveta, geralmente dependem do contato metal com metal e podem exigir revestimentos ou ligas especiais para obter a mesma resistência química.

Manutenção e facilidade de manutenção

Válvulas de diafragma no fundo do tanque

• Fácil manutenção porque o diafragma é a única parte em contato direto com o fluido.
• A substituição do diafragma é simples e geralmente não requer a remoção de toda a válvula do tanque.
• É necessária uma lubrificação mínima e a operação da válvula permanece suave mesmo após anos de uso.

Outros tipos de válvula

• As válvulas esfera podem exigir a substituição da sede e podem ser de difícil manutenção em espaços apertados.
• As válvulas gaveta têm muitas peças metálicas propensas à corrosão e requerem manutenção mais extensa.
• As válvulas borboleta e globo podem precisar de inspeções e ajustes frequentes nas vedações para manter um desempenho livre de vazamentos.

Diferença principal: As válvulas de diafragma são mais fáceis de manter, especialmente em aplicações que envolvem fluidos corrosivos ou sanitários.

Aplicações onde as válvulas de diafragma do fundo do tanque se destacam

1. Indústria Farmacêutica
   Utilizado em reatores e tanques de armazenamento para drenagem completa e manuseio sanitário de fluidos sensíveis.

2. Indústria de Alimentos e Bebidas
   Ideal para tanques de leite, suco ou molho onde a higiene e a drenagem completa são essenciais.

3. Indústria Química
   Resistente a ácidos corrosivos, álcalis e lamas abrasivas, reduzindo o tempo de inatividade e os custos de manutenção.

4. Tratamento de Água e Esgoto
   Adequado para descarga de lodo ou lama de tanques, evitando entupimento ou acúmulo de resíduos.

Outras válvulas pode funcionar adequadamente em algumas dessas aplicações, mas muitas vezes fica aquém quando a drenagem completa, as condições sanitárias ou a resistência química são críticas.

Limitações das válvulas de diafragma no fundo do tanque

Embora as válvulas de diafragma no fundo do tanque ofereçam inúmeras vantagens, elas também apresentam algumas limitações:

• Taxa de fluxo: As válvulas de diafragma são geralmente mais lentas na abertura e no fechamento completos em comparação com as válvulas de esfera ou borboleta, o que pode ser uma preocupação em processos de alta velocidade.
• Limites de pressão: Nãormalmente adequado para pressão baixa a média; aplicações de alta pressão podem exigir diafragmas reforçados ou tipos de válvula alternativos.
• Limites de temperatura: Os diafragmas de elastômero podem degradar-se em temperaturas extremamente altas, exigindo PTFE ou materiais especializados.

Apesar destas limitações, para aplicações de drenagem de fundo, sanitárias ou corrosivas, as vantagens superam em muito as desvantagens.

Resumo das principais diferenças

Conclusão

As válvulas de diafragma no fundo do tanque se destacam de outros tipos de válvulas devido à sua combinação única de capacidade de drenagem total, vedação à prova de vazamentos, resistência química e facilidade de manutenção . Embora válvulas esfera, válvulas gaveta, válvulas borboleta e válvulas globo tenham suas vantagens em processos industriais em geral, elas não podem igualar o desempenho das válvulas de diafragma em aplicações sanitárias, corrosivas ou de manuseio de lama , especialmente quando é necessária uma drenagem completa.

A escolha da válvula depende dos requisitos do processo, pressão, temperatura e características do fluido. No entanto, para indústrias onde a higiene, a resistência química e o mínimo de resíduos são essenciais, a válvula de diafragma no fundo do tanque é muitas vezes a solução superior. Compreender as diferenças operacionais ajuda engenheiros e gerentes de instalações a selecionar o tipo de válvula mais adequado, garantindo eficiência do processo, segurança e confiabilidade a longo prazo.