A válvula pneumática é um componente central no tratamento de água industrial e no tratamento de águas residuais, que é operado pelo controlo do ar comprimido. É utilizada para a regulação, controlo ou bloqueio direcionados de fluxos de meios como água, águas residuais, fluidos de processo ou produtos químicos. Estas válvulas são indispensáveis em sistemas automatizados, uma vez que permitem um funcionamento rápido e preciso com elevada fiabilidade.
Neste artigo, analisamos em pormenor a conceção, a função, os tipos, as áreas de aplicação e as vantagens e desafios técnicos das válvulas pneumáticas, centrando-nos sempre em aplicações práticas na tecnologia da água e das águas residuais.
Índice
Conceção e funcionamento de uma válvula pneumática
Uma válvula pneumática utiliza ar comprimido como meio de acionamento para mover um mecanismo interno que controla o fluxo de líquidos ou gases. A conceção básica inclui os seguintes componentes:
Corpo da válvula:
- Consiste em materiais resistentes à corrosão, como o aço inoxidável, o plástico (por exemplo, PVC, PP) ou o latão.
- Contém os canais para o fluxo e as superfícies de assentamento para a vedação.
Mecanismo de acionamento:
- Um pistão ou diafragma pneumático que é movido por ar comprimido.
- Este movimento abre ou fecha a válvula.
Câmara fiscal:
- O ar comprimido é fornecido aqui para acionar o acionamento.
Vedações:
- Certificar-se de que não existem fugas.
- Fabricados em materiais como EPDM, FKM ou PTFE, consoante a resistência química.
Ligações:
- Ligações de entrada e de saída para o fluido a controlar.
- Ligações para a alimentação de ar do piloto.
Elementos facultativos:
- Interruptor de posição limite: Para sinalizar o estado da válvula.
- Válvulas solenóides: Para controlar o ar de comando.
Tipos de válvulas pneumáticas
As válvulas pneumáticas podem ser classificadas em diferentes tipos, consoante a sua função e utilização prevista:
Válvulas de assento:
- Adequado para abertura e fecho rápidos.
- Aplicação: Controlo de produtos químicos em sistemas de dosagem.
Válvulas de membrana:
- Possuem uma membrana flexível que abre ou bloqueia o fluxo.
- Aplicações: Preferido no tratamento de águas devido à sua resistência química.
Válvulas de esfera com atuador pneumático:
- Esfera como elemento de fecho que se abre ou fecha por rotação.
- Aplicação: Utilização em redes de tubagens para água e águas residuais.
Válvulas deslizantes:
- Movimento de uma placa ou cunha para controlo do fluxo.
- Aplicação: Para águas residuais ou lamas altamente contaminadas.
Válvulas de controlo:
- Permitem um controlo preciso do caudal.
- Aplicação: Controlo dos fluxos de água de processo.
Válvulas direcionais:
- Controlar o caudal de ar comprimido no circuito pneumático.
- Aplicação: Controlo indireto de componentes pneumáticos, por exemplo, em sistemas de ventilação.
Foto: Os nossos filtros de cascalho e multicamadas (ALMA Fil) com válvulas de membrana acionadas pneumaticamente
Áreas de aplicação das válvulas pneumáticas na tecnologia da água e das águas residuais
- Controlo de válvulas de retrolavagem em filtros de areia, de carvão ativado ou de membrana.
- Otimização da eficiência da limpeza através de uma comutação precisa.
- Regulação do caudal de precipitantes, floculantes ou anti-incrustantes.
- Utilização de válvulas de diafragma resistentes a produtos químicos.
Aeração em estações de tratamento biológico:
- Controlo do fornecimento de ar aos elementos de ventilação.
- Controlo preciso para otimizar a entrada de oxigénio.
Osmose inversa e sistemas de membranas:
- Controlo das fases de pré-tratamento e das descargas de concentrado.
- Utilização de válvulas de esfera ou válvulas de controlo.
- Controlo da alimentação ácida e alcalina para regulação do valor do pH.
Foto: Contentor de empilhamento e reator descontínuo com válvulas de comando pneumático num dos nossos centros de investigação, instalados no contentor da sala técnica (ALMA MODUL)
Vantagens das válvulas pneumáticas
Tempos de comutação rápidos:
- Permite um funcionamento praticamente instantâneo.
- Importante para processos dinâmicos como a retrolavagem.
Fiabilidade:
- A simplicidade mecânica minimiza o risco de falha.
- Particularmente adequado para ambientes corrosivos e abrasivos.
Resistência química:
- A seleção de materiais permite a utilização com meios agressivos.
Capacidade de automatização:
- Fácil de integrar em sistemas de controlo (por exemplo, controlos PLC).
- Feedback do estado da válvula através de interruptores de limite.
Design compacto:
- Economiza espaço e pode ser integrado de forma flexível em sistemas existentes.
Desafios e soluções
Qualidade do ar comprimido:
- O ar comprimido contaminado pode afetar o funcionamento.
- Solução: Utilização de filtros e secadores de ar comprimido.
Desgaste do material:
- Elevada tensão devido a meios abrasivos ou químicos.
- Solução: Utilização de materiais de alta qualidade, como o PTFE ou o aço inoxidável.
Fugas:
- Pode prejudicar a eficiência energética.
- Solução: Manutenção regular e substituição dos vedantes.
Custos:
- Custos de aquisição mais elevados em comparação com as válvulas acionadas manualmente.
- Solução: Poupanças a longo prazo através da redução dos custos de funcionamento.
Conclusão
As válvulas pneumáticas são componentes essenciais no tratamento industrial de água e de águas residuais. A sua versatilidade, fiabilidade e capacidade de automatização fazem delas a escolha preferida para numerosas aplicações, desde o doseamento de produtos químicos ao tratamento de lamas. Uma seleção cuidadosa, uma manutenção regular e a otimização da qualidade do ar comprimido garantem uma elevada fiabilidade operacional e uma boa relação custo-eficácia. As válvulas pneumáticas são, portanto, um componente indispensável na moderna tecnologia da água.
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