De qual válvula eu preciso?
Como escolher uma válvula com base na aplicação de vácuo necessária
A tecnologia de vácuo exige muito do funcionamento e da confiabilidade das válvulas, que muitas vezes são necessárias em grandes quantidades em uma planta. As exigências são atendidas somente se os dispositivos de desligamento corretos forem instalados para cada aplicação, dependendo do método de construção, método de operação e tamanho. Além disso, na construção e operação de plantas de vácuo, fatores como a condutância de fluxo e a estanqueidade das válvulas são de grande importância.
Construção de válvulas
As válvulas são construídas para que não acelerem a velocidade de bombeamento. Assim, quando totalmente abertas, sua condutância nas regiões de vácuo parcial e médio é igual à dos componentes do tubo correspondentes. Por exemplo, a condutância de uma válvula de ângulo reto será igual à condutância de um tubo dobrado com o mesmo ângulo e orifício nominal. Da mesma forma, a condutância da válvula para o fluxo molecular (ou seja, nas regiões de alto e ultra-alto vácuo) é tão alta que não ocorre estrangulamento significativo. Os valores reais para a condutância de vários componentes são fornecidos no catálogo.
Para atender às rigorosas exigências de estanqueidade, válvulas de vácuo de alta qualidade são projetadas para que moléculas de gás que aderem à superfície do eixo da válvula não sejam transferidas da atmosfera externa para o vácuo durante a operação. Tais válvulas são, portanto, equipadas com foles metálicos para isolar o eixo da válvula da atmosfera, ou alternativamente, são totalmente encapsuladas, ou seja, existem apenas vedações estáticas entre a atmosfera e o vácuo. Esse grupo é composto por todas as válvulas de médio e alto vácuo da Leybold que são operadas de forma manual ou eletropneumática (Fig. 2.80) e (Fig. 2.79). A taxa de vazamento dessas válvulas é inferior a 10-9 mbar · l/s.
Fig. 2.79 Válvula de vácuo de ângulo reto com atuador solenoide
- Revestimento
- Disco da válvula
- Mola de compressão
- Bobina solenoide
Fig. 2.80 Válvula de vácuo de ângulo reto com atuador eletropneumático.
- Revestimento
- Disco da válvula
- Fole
- Fornecimento de ar comprimido
- Pistão
Uso de válvulas lubrificadas a óleo
Válvulas lubrificadas a óleo ou graxa podem ser usadas para demandas altamente rigorosas. Sua taxa de vazamento também é de cerca de 10-9 mbar · l/s. No entanto, um caso especial é a válvula gaveta tipo pêndulo. Apesar de sua vedação coberta por graxa, a taxa de vazamento entre vácuo e atmosfera externa é praticamente a mesma das válvulas seladas por fole, pois quando a válvula está em operação, o eixo realiza apenas um movimento rotativo para que nenhuma molécula de gás seja transferida para o vácuo.
Escolha da válvula com base nas considerações de pressão
Para pressões de trabalho até 10-7 mbar, válvulas de design padrão são suficientes porque suas vedações e os materiais de alojamento são tais que a permeação e desgaseificação são insignificantes para o processo real. Se pressões de até 10-9 mbar forem necessárias, geralmente é necessário aquecimento em até 200 °C (392 °F), o que requer materiais de vedação resistentes ao calor (por exemplo, VITILANK) e materiais de alta resistência mecânica, com superfícies preparadas (internas) e uma baixa taxa de desgaseificação. Essas válvulas são geralmente feitas de aço inoxidável. As conexões do flange são vedadas com juntas de alumínio, de modo que os problemas de permeação das vedações de elastômero são evitados. Na faixa UHV, essas questões são de especial importância, pelo que devem ser utilizadas vedações principalmente metálicas. As moléculas de gás ligadas à superfície dos materiais têm, em pressões abaixo de 10-9 mbar, uma grande influência. Elas só podem ser bombeadas dentro de um período razoável por desgaseificação simultânea. Temperaturas de desgaseificação de até 500 °C (932 °F) necessárias em sistemas UHV, apresentam requisitos especiais sobre materiais de vedação e toda a geometria de vedação. Devem ser utilizadas juntas de ouro ou cobre.
Escolha da válvula com base na aplicação de vácuo
As várias aplicações exigem válvulas com diferentes acionamentos, ou seja, válvulas operadas de forma manual, eletropneumática ou magnética e acionadas por motor, como válvulas de vazamento variável. A variedade é ainda maior pelos vários designs de carcaça. Além dos diversos materiais usados, são necessárias válvulas de ângulo reto e de passagem direta. Dependendo da largura nominal e da aplicação pretendida, os flanges instalados nas válvulas podem ser pequenos (KF), de fixação (ISO-K), aparafusados (ISO-F) ou UHV (CF).
Além das válvulas de vácuo, que realizam apenas uma função de isolamento (posição totalmente aberta – posição totalmente fechada), são necessárias válvulas especiais para funções especiais. Normalmente, são válvulas de vazamento variável que cobrem a faixa de vazamento de 10-10cm3/s (NTP) até 1,6 · 103cm3/s (NTP). Essas válvulas geralmente são acionadas por motor e adequadas para controle remoto e quando conectadas a um manômetro, as pressões do processo podem ser definidas e mantidas. Outras válvulas especiais cumprem as funções de segurança, como o corte rápido e automático de bombas de difusão ou sistemas de vácuo em caso de falha de energia. Por exemplo, as válvulas SECUVAC pertencem a este grupo. Em caso de falha de energia, eles cortam o sistema de vácuo do sistema de bombeamento e ventilam o sistema de pré-vácuo. O sistema de vácuo é ativado somente após uma determinada pressão mínima (cerca de 200 mbar) ser atingida após a restauração da energia.
Quando gases ou vapores agressivos precisam ser bombeados, geralmente são usadas válvulas feitas de aço inoxidável e vedadas com vedante VITILAN ®. Para a tecnologia nuclear, foram desenvolvidas válvulas seladas com juntas especiais de elastômero ou metal. Se você quiser saber mais sobre uma aplicação específica, entre em contato conosco. Será um prazer fornecer mais informações de projeto para sua área de aplicação.
Fundamentos da tecnologia de vácuo
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Referências
- Símbolos de vácuo
- Glossário de unidades
- Referências e fontes
Símbolos de vácuo
Um glossário de símbolos normalmente usados em diagramas de tecnologia de vácuo como uma representação visual dos tipos de bomba e peças em sistemas de bombeamento
Glossário de unidades
Uma visão geral das unidades de medida usadas na tecnologia de vácuo e o que os símbolos significam, bem como os equivalentes modernos das unidades históricas
Referências e fontes
Referências, fontes e leitura adicional relacionadas aos conhecimentos fundamentais da tecnologia de vácuo
