Tópicos:
- Válvula de retenção com mola
- Válvula de alívio de ação direta e acionada por mola
- Calcule a válvula de sobrepressão de pressão de mola necessária
- Válvula de alívio de pressão indireta
- Válvula redutora
- Válvula de sequência
Válvula de retenção com mola:
Uma válvula limitadora de pressão protege o circuito hidráulico contra pressão excessiva. Uma válvula de alívio de pressão também é chamada de válvula limitadora de pressão ou válvula de segurança. Sem esta válvula, a pressão no sistema pode subir muito, causando vazamento nas vedações ou falha nos componentes.
A modalidade mais simples é a válvula de retenção com mola, mostrada na figura a seguir. A bomba de óleo com filtro e sistema de proteção de um motor a combustão é utilizada como exemplo. A bomba de óleo é acionada pelo virabrequim. Assim que a pressão do óleo supera a pressão da mola na esfera da válvula de retenção, é criada uma abertura e o óleo flui de volta para o reservatório. Este tipo de proteção de pressão é encontrado em sistemas de lubrificação onde a pressão máxima do óleo não pode exceder aproximadamente 5 bar.
Além da válvula de retenção com mola, também encontramos frequentemente válvulas de alívio de pressão direta e indireta em hidráulica.
Válvula de alívio com ação direta e acionada por mola:
A válvula de retenção de ação direta é muito semelhante à válvula de retenção com mola acima. No entanto, as diferenças e vantagens da válvula limitadora de pressão de ação direta são:
- uma construção relativamente simples e barata;
- resposta rápida a picos de pressão e flutuações no sistema;
- as válvulas de assento vedam sem vazamentos.
As duas imagens abaixo mostram o esquema com válvula de retorno com mola com o símbolo (esquerda) e desenho do componente (direita).
A válvula limitadora de pressão é fechada por mola como padrão; nenhuma passagem de líquido é possível. No diagrama vemos a mola com uma seta: isto significa que a mola é ajustável manualmente. Na imagem à direita vemos o parafuso com o qual a mola pode ser tensionada. Quanto mais o parafuso for aparafusado, maior será a pressão de abertura.
Quando a pressão do fluido atinge a pressão definida, ele empurra o êmbolo cônico para dentro contra a força da mola. É criada uma abertura através da qual o líquido pode fluir diretamente para o retorno. A pressão no lado da bomba (linha vermelha) não aumenta mais.
A desvantagem da válvula limitadora de pressão de ação direta é que sempre há vazamento interno.
Calcule a válvula de alívio de pressão da força da mola necessária:
O cálculo a seguir fornece informações sobre quanta força da mola é necessária para manter a válvula fechada a uma determinada pressão. Usamos os seguintes dados:
- pressão a ser ajustada (p) = 10 bar (equivalente a 1.000.000 Pa);
- passagem da válvula = 25 mm.
A força que a mola deve fornecer é bastante elevada. Em pressões mais elevadas é necessária uma construção de mola pesada.
Uma alternativa é uma válvula de alívio de pressão indireta ou uma válvula de alívio de pressão operada por piloto.
Válvula de alívio de pressão indireta:
O parágrafo anterior mostra que a força da mola para uma válvula de alívio de pressão direta não deve ser inferior a 491 N para manter a válvula fechada a uma pressão de 10 bar.
Isto torna a válvula de alívio de pressão direta inadequada para sistemas hidráulicos que operam com pressões mais altas (>100 bar) e grande vazão. Para evitar construções pesadas de molas, os sistemas com altas pressões operacionais utilizam uma válvula de alívio de pressão indireta. Na válvula de alívio de pressão indireta, há pressão de fluido em ambos os lados da válvula principal, de modo que a mola pode ser menor. As três imagens abaixo mostram o princípio esquemático deste tipo de válvula reguladora de pressão. A válvula limitadora de pressão indireta contém duas válvulas, cada uma delas fechada na posição de repouso com sua própria mola:
- válvula piloto;
- válvula principal.
A pressão do sistema da bomba hidráulica é conectada diretamente à parte inferior da válvula de controle de pressão e atinge a válvula piloto (1) através de uma restrição na linha de alimentação e na válvula principal (2). Desde que a pressão do sistema não exceda a pressão definida pela válvula piloto, ambas as válvulas permanecem fechadas (imagem A). Quando a pressão sobe muito, por exemplo quando o cilindro atinge o seu batente final, a pressão do fluido empurra a válvula de controle (1) para dentro contra a pressão da mola (imagem B). O óleo agora flui através do acelerador e da válvula de controle aberta, através do canal de retorno para o reservatório.
O estrangulamento causa uma diferença de pressão na válvula principal, mesmo em um fluxo de baixo volume. Esta diferença de pressão faz com que a válvula principal abra contra a força da mola (imagem C). Desta forma, toda a vazão da bomba pode ser descarregada no reservatório através da válvula principal.
Válvula redutora:
A função da válvula redutora é reduzir a pressão no sistema hidráulico ou apenas em uma parte do sistema até um valor desejado e mantê-la constante.
O diagrama a seguir mostra o símbolo da válvula redutora de pressão na linha de pressão entre a válvula de controle e o cilindro. O símbolo é um pouco semelhante ao da válvula limitadora de pressão.
A válvula redutora permite a passagem da pressão do fluido desde que a pressão não atinja o valor ajustado. O cilindro pode assim ser controlado sem problemas.
Quando a pressão definida é atingida, a válvula redutora de pressão desliga a alimentação e inicialmente mantém a pressão constante. Se a pressão no lado do cilindro aumentar ainda mais, a válvula reduz (reduz) esta pressão descarregando-a para o retorno.
Os três diagramas abaixo mostram o princípio de funcionamento da válvula redutora em três situações. Por conveniência, apenas parte do diagrama é mostrada: a bomba hidráulica, a válvula limitadora de pressão, etc. são omitidas devido ao tamanho. A haste do pistão nas Fig. B e C também foi encurtada devido ao tamanho da imagem.
- A. A válvula redutora de pressão está em repouso. O líquido da bomba hidráulica flui ininterruptamente para a conexão A do cilindro;
- B. O pistão no cilindro atingiu o batente final. A pressão na linha de abastecimento aumenta. O êmbolo de controle na válvula redutora interrompe o fornecimento da válvula de controle para o cilindro. A pressão no cilindro é mantida constante (amarelo);
- C. À medida que a carga na extremidade da haste do pistão aumenta, isso afetará a pressão do fluido no cilindro. O êmbolo de controle se move ainda mais para cima devido ao aumento da pressão na parte inferior. Isto abre o canal de retorno e permite que o fluido flua do cilindro para o reservatório.
Após a queda da pressão do fluido, o processo ocorre ao contrário: com uma queda de pressão, o êmbolo fecha o canal de retorno e mantém a pressão constante, após o que o êmbolo se move mais para baixo e ocorre outro aumento de pressão. A pressão na qual a válvula redutora deve operar pode ser ajustada manualmente girando o parafuso ainda mais para dentro ou para fora.
Válvula de sequência:
Com uma válvula sequencial, por exemplo, dois cilindros podem ser controlados na sequência desejada pelo fabricante. A ordem de envio não pode ser controlada durante a operação; o cilindro carregado mais leve se moverá primeiro.
Na imagem abaixo, o cilindro esquerdo será ejetado primeiro. Assim que atinge o seu ponto final, a pressão na linha de alimentação vermelha aumenta. A válvula de sequência abre a uma determinada pressão predefinida. Uma vez superada a força da mola na válvula de sequência, o fluido flui para o cilindro direito, após o qual será colocado em movimento. Uma válvula de sequência é essencialmente uma válvula de alívio de pressão com uma válvula de retenção integrada. A válvula de retenção abre quando a válvula de controle muda a alimentação para a conexão B do cilindro e o retorno para A.
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