Uma válvula de esfera flutuante usa dois anéis de vedação de sede de válvula na entrada e na saída para fixar um núcleo esférico central. Girar a haste da válvula faz com que o núcleo esférico gire 90 graus, abrindo e fechando assim a válvula. Quando o núcleo esférico é fechado, a ranhura semi{3}}circular na parte superior da haste da válvula e a ranhura semi{4}}circular do núcleo esférico ficam alinhadas. Sob a pressão do meio, o núcleo esférico se move em direção à saída, daí o nome "válvula esférica flutuante".
As sedes das válvulas de entrada e saída possuem uma certa pré-carga de vedação, envolvendo o núcleo esférico. Quando a válvula é fechada, a pressão média empurra o núcleo esférico, fazendo com que ele pressione firmemente contra o anel de vedação da sede da válvula de saída, aumentando o desempenho de vedação da sede da válvula de saída e garantindo assim a vedação geral da válvula esférica.
Além da carga da pressão de pré-carga e do próprio peso do núcleo esférico, a carga na sede da válvula de saída proveniente da pressão média que empurra o núcleo esférico também deve ser considerada em uma válvula esfera flutuante. É especialmente importante considerar isso em válvulas de esfera de alta-pressão e grande-diâmetro. É crucial evitar exceder a pressão específica permitida do material da sede da válvula, que pode ser danificada pelo núcleo esférico, causando vazamento interno.
Os materiais comuns da sede da válvula incluem PTFE (politetrafluoroetileno), PPL (sulfeto de polifenileno), náilon, PEEK e vedações metálicas rígidas.
Características estruturais
Estrutura Simples: As válvulas esfera flutuantes possuem uma estrutura relativamente simples, o que as torna fáceis de fabricar e manter.
Bom desempenho de vedação: O material da superfície de vedação entre a esfera e a sede da válvula é de excelente qualidade, como liga dura ou PTFE, oferecendo resistência ao desgaste, resistência à corrosão e excelente desempenho de vedação.
Baixa resistência a fluidos: A esfera só precisa girar 90 graus na tubulação para abrir e fechar, resultando em baixa resistência ao fluxo de fluido.
Abertura e fechamento rápidos: Devido à característica flutuante da esfera na sede da válvula, as ações de abertura e fechamento são mais rápidas e flexíveis.
Várias estruturas adicionais: as válvulas de esfera flutuantes são normalmente equipadas com dispositivos de travamento, estruturas anti{0}}de haste, dispositivos anti{1}estáticos e estruturas à prova de fogo para melhorar sua segurança e confiabilidade.
Aplicações:
As válvulas de esfera flutuantes são amplamente utilizadas para meios de trabalho em geral, como água, solventes, ácidos e gás natural, bem como para meios com condições de trabalho adversas, como oxigênio, peróxido de hidrogênio, metano e etileno. Além disso, eles são adequados para indústrias como química, petróleo, gás natural e metalurgia, e para tubulações de gás natural de longa distância contendo sulfeto de hidrogênio, altos níveis de impurezas e corrosão severa.
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