Parte_03

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Tamanho comparativo das partículas micrônicas
TAMANHOS COMPARATIVOS
limite de visibilidade (a olho nu) ............................................................................................. .................. 40 mícrons
células brancas do sangue ....................................................................................................................... 25 mícrons
células vermelhas do sangue ..................................................................................................................... 8 mícrons
bactéria ....................................................................................................................................................... 2 mícrons
EQUIVALÊNCIA LINEAR
1 milímetro _____________________ 0,394 polegada____________________ 1 000 mícrons
1 mícron ___________________ 3,94 x 10-5 polegada____________________ 0,001 milímetro
1 polegada ______________________ 25,4 milímetros____________________ 25.400 mícrons
MEDIDAS DAS TELAS
Malhas (cm) Nº da malha Abertura (mm) Abertura (mícrons)
20.61 50 0,297 297
28.52 70 0,210 210
39.76 100 0,150 150
56.24 140 0,105 105
78.74 200 0,075 75
106.40 270 0,053 53
127.16 325 0,044 44
FILTROS DO TIPO INDICADOR
Os filtros indicadores são projetados para assinalar ao operador quando se deve limpar o elemento. Havendo acúmulo de
sujeira, a pressão negativa aumenta, movimentando, assim, o elemento. Em uma extremidade deste está conectado um
indicador que mostra ao operador o estado do elemento.
Outra caracterfstica deste tipo de filtro é a facilidade com que se remove ou substitui o elemento. A maioria dos filtros
indicadores é projetada para uso na linha de entrada, como se observa na figura a seguir.
2 mícrons
5 mícrons
8 mícronsmalha 200
malha 100
malha 325
25 mícrons
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PENEIRAS E FILTROS PARA LINHA DE SUCÇÃO
Em um sistema hidráulico, o filtro pode estar localizado em três áreas distintas: na linha de entrada, na linha de pressão
ou na linha de retorno. As figuras seguintes mostram essas três situações.
A válvula de retenção
se abre quando o ele-
mento está fechado por
impurezas.
O indicador rotativo mostra:
verde - para o elemento limpo
amarelo - para filtragem parcial
vermelho - necessidade de limpeza
do elemento Elemento filtrante
Passagem de ar
Saída
Entrada
Filtro com indicador em cores
Linha de entrada
Para o sistema
Bomba
O filtro de entrada (sucção) protege a bomba
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MATERIAIS FILTRANTES
Os materiais filtrantes são classificados em mecânico e absorvente.
Os filtros mecânicos operam com telas ou discos de metal para deter as partículas. A maior parte dos filtros mecâni-
cos é de malha grossa.
Uma peneira típica é instalada dentro do reservatório, na entrada da bomba. Esta peneira, relativamente grossa em relação
ao filtro, é construída de tela de arame fino. Uma peneira de malha 100, que serve para óleo fino, protege a bomba de
partículas de 150 mícrons ou maiores.
Há também filtros para linha de sucção que são montados fora do reservatório, bem próximo à bomba. Também são de
malha grossa a possuem, normalmente, elemento filtrante de celulose, que cria uma queda de pressão por vezes não
tolerável em linhas de entrada.
Os filtros absorventes são usados para reter as partículas minúsculas nos sistemas hidráulicos. São feitos de mate-
riais porosos como o papel, polpa de madeira, algodão, fios de algodão ou lã e celulose. Os filtros de papel são
banhados em resina com a finalidade de se tornarem mais fortes.
O filtro para linhas de pressão é instalado na saída das bombas
Válvula de segurança
Bomba
Linha de entrada
Para o sistema
Filtro
Bomba
Retorno do sistema
Os filtros de retorno evitam a contaminação do reservatório
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ELEMENTOS FILTRANTES
Os elementos filtrantes podem ser construídos de várias maneiras: o tipo mais comum é o de superfície , que pode ser de
tecido trançado ou então de papel tratado, permitindo a passagem do fluido. O controle preciso de porosidade é típico
nos elementos tipo superfície.
FILTROS DE FLUXO TOTAL
O termo fluxo total, aplicado ao filtro, significa que todo o fluxo no pórtico de entrada passa através do elemento filtrante.
Na maioria desses filtros, entretanto, há uma válvula que se abre numa pressão preestabelecida para dirigir o fluxo direta-
mente ao tanque.
Isto evita que o elemento entupido restrinja totalmente o fluxo. O filtro da figura seguinte é deste tipo. Foi desenhado,
primariamente, para linhas de retorno com filtração de 10 ou 25 mícrons por meio de um elemento do tipo de superfície. O
fluxo, como é demonstrado, é de fora para dentro, isto é, ao redor do elemento e por meio do centro. Para se trocar o
elemento basta remover um só parafuso.
Válvula de passagem direta
Tipo superfície
Corpo
Elemento
Tampa
5. Uma válvula de retenção se
abre e permite fluxo livre
quando o elemento está
entupido a não possibilita
passagem total.
4. ...até alcançar a saída.
1. O óleo penetra no
filtro...
2. ... circunda o ele-
mento filtrante...
3 . ... e é filtrado em di-
reção ao centro do
corpo...
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Dreno
Saída de
óleo limpo
M a t e r i a l
filtrante
Ent rada
de óleo
Dreno
A figura seguinte apresenta os elementos de um filtro do tipo alongado . Esses elementos são compostos de camadas de
tecido ou material fibroso, que fornecem passagens difíceis para o fluido. As passagens variam em tamanho e o grau de
filtragem depende da quantidade de fluxo. Um aumento de fluxo tende a soltar as partículas retidas. Este tipo de elemen-
to é, geralmente, limitado a baixo fluxo e a condições de baixa queda de pressão.
Na figura seguinte, vemos o filtro mecânico tipo rotativo . Este filtro separa as partículas do óleo entre placas levemente
espaçadas. O mesmo requer que uma manopla seja girada, periodicamente, para acionar as placas raspadoras que
destacam as partfculas de impurezas depositadas em espaços entre vários discos. As impurezas são removidas pela
drenagem do filtro.
1. A espessura dos
espaçadores montados
entre os discos determina
o índice de filtragem.
2. As lâminas limpadoras se
deslocam no espaço entre
os discos. 5. Este plugue é usado
para remover as
impurezas sólidas.
4. ...as lâminas limpadoras
removem as impurezas
retiradas entre os discos.
Disco
Lâmina limpadora
Espaçador
Disco Conjunto de lâmi-
nas limpadoras
3. Quando esta manopla é
girada...
Entrada do
óleo
Filtro mecânico (tipo rotativo)
Saída do óleo
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FILTROS DE FLUXO PROPORCIONAL
A figura abaixo mostra um filtro de fluxo proporcional. Este tipo de filtro utiliza o efeito Venturi para filtrar apenas uma parte
do fluxo. O óleo pode fluir em qualquer direção e, ao passar pela garganta Venturi, no corpo do filtro, cria um aumento de
velocidade a uma queda de pressão. Esta diferença de pressão força uma parte do óleo, por meio do elemento, para a
saída.
A quantidade de fluido filtrado é proporcional à velocidade do fluxo. Portanto, é denominado de filtro de fluxo proporcional.
1. O óleo pode ser introdu-
zido em qualquer dos
pórticos do filtro e sai
pelo lado oposto.
2. Esta restrição causa
uma redução de
pressão neste ponto
(Venturi)...
3. ... tendo como resulta-
do um fluxo de fora
para dentro por meio
do elemento.
Corpo
Defletor
Filtro proporcional
Elemento
Trocadores de calor
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TROCADORES DE CALOR
OBJETIVO
• identificar trocadores de calor a água e a ar.
AQUECIMENTO DO SISTEMA HIDRÁULICO
Nenhum sistema hidráulico tem 100% de eficiência. O problema mais comum que os sistemas enfrentam é o calor. Por
esta razão, deve-se resfriar o fluido, sempre que for necessário, incorporando elementos ao sistema, denominados
trocadores de calor, cuja função principal é esfriar o fluido.
Os trocadores de calor são também conhecidos como intercambiadores de calor ou, mais comumente, como resfriadores.
RESFRIADORES A ÁGUA
Num resfriador típico, como o da ilustração seguinte, a água circula através da unidade a ao redor dos tubos por onde
passa o fluido hidráulico. A água, que pode ser termostaticamenteregulada para manter-se numa temperatura deseja-
da, absorve parte do calor do fluido. Usando-se água quente, o resfriador passa a trabalhar como um aquecedor.
Conexões
da água
Trocador de calor
Conexões
do óleo
Entretanto, há aplicações onde o fluido, devido ao seu baixo índice de viscosidade, não flui facilmente quando está frio.
Precisa, portanto, ser aquecido e mantido nesse estado por meio de aquecedores.
RESFRIADORES A AR
O fluido que ficou aquecido pelo use no sistema pode passar através dos tubos de alumínio ou latão de um trocador de
calor. Esses tubos são aletados a sofrem resfriamento pelo ar do ambiente ou por meio de um ventilador, incorporado ao
resfriador, que tem a função de aumentar a capacidade de transferência de calor ao ar externo. Veja um resfriador a ar na
figura a seguir.
Acumuladores
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ACUMULADORES
OBJETIVOS
• identificar tipos de acumuladores;
• descrever o principio de funcionamento dos acumuladores.
ARMAZENAGEM SOB PRESSÃO
Os fluidos usados nos sistemas hidráulicos não podem ser comprimidos a armazenados para utilização posterior, em
hora a local distintos, como ocorre com os gases, por exemplo o gás liquefeito de petróleo ou gás de cozinha, que é
armazenado e transportado em bujões.
Entretanto, os fluidos hidráulicos incompressíveis podem ser armazenados sob pressão com o uso de um acumulador. Isto
se consegue injetando o fluido na câmara do acumulador, sob pressão, que pode ser obtido de três maneiras: levantando
um peso, comprimindo uma mola ou comprimindo um gás.
ACUMULADOR DE PESO
Qualquer queda de pressão do fluido na abertura de entrada criará uma reação no elemento que, com o peso, forçará o
fluido a sair.
O tipo de acumulador mais antigo pode ser visto na figura seguir.
Um pistão vertical permite aumentar ou diminuir os pesos, para variar a pressão. A pressão é sempre igual ao peso total
utilizado dividido pela área do pistão que está em contato com o fluido hidráulico.
O acumulador de peso gera uma pressão constante
Este é o único tipo de acumulador em que a pressão é constante, quer esteja cheio ou praticamente vazio. Este tipo de
acumulador é pesado, ocupa muito espaço e seu use é limitado. É utilizado em prensas de grande porte, onde se necessita
de uma pressão constante, ou então em aplicações em que grande volume de fluido é necessário.
Pistão
Pesos
A pressão é o quociente do
peso pela área do pistão.
Acumuladores
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ACUMULADOR DE MOLA
Num acumulador de mola, a pressão é solicitada no fluido por meio do pistão, pela compressão de uma mola espiral, como
se vê na ilustração seguinte. A pressão é igual à força da mola dividida pela área do pistão.
P = força da mola
área do pistão
Observação
Força da mola = constante da mola x distância de compressão.
A pressão, por conseguinte, não é constante pois a força da mola aumenta quando o fluido entra na câmara e diminui na
descarga deste.
Os acumuladores de mola não exigem carga
Observação
Os acumuladores de mola podem ser montados em qualquer posição. A força da mola, ou seja, os limites de pressão não
são facilmente ajustáveis nestes acumuladores.
Também são impraticáveis para grandes esforços dada a impossibilidade de se obterem molas suficientemente fortes.
ACUMULADORES DE GÁS
Provavelmente, o acumulador mais comum em uso é o de câmara pré-carregada com gás neutro, normalmente nitrogênio
seco.
Observação
O oxigénio nunca deve ser utilizado devido à sua tendência de queimar ou explodir sob compressão com o óleo. Usa-se,
às vezes, o ar, porém, pela mesma razão do oxigênio, não é recomendável usá-lo.
O acumulador a gás deve ser pré-carregado enquanto estiver vazio de fluido hidráulico. As pressões de gás na pré-carga
variam com cada aplicação e dependem da pressão de trabalho e do volume de fluido necessário para o trabalho. A
pressão de gás não deve ser inferior a 25% (preferivelmente 30%) da pressão máxima de trabalho.
A pressão do acumulador varia em proporção à compressão do gás, aumentando quando o fluido é forçado para dentro
e diminuindo na descarga do mesmo.
Pressão = força da
mola dividida pela
área do pistão.
Mola
Pistão
Abertura de Saída
Acumuladores
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Gás
ACUMULADOR SEM SEPARAÇÃO
A figura abaixo mostra um acumulador sem o separador entre o fluido hidráulico e o gás. Freqüentemente usados em
máquinas injetoras, os acumuladores deverão ser montados na posição vertical.
É importante selecionar uma relação de pressão de gás e de volume de fluido, de forma que não seja utilizado mais de 65%
de fluido da máquina para se evitar uma descarga de gás no sistema.
Gás
Acumulador sem separação entre gás e fluido hidráulico
Fluido hidráulico
ACUMULADOR DE BOLSA OU BEXIGA
Muitos acumuladores incorporam uma bolsa ou bexiga de borracha sintética para separar o gás do fluido hidráulico, como
se observa na figura seguinte.
Esta base de metal
evita a extrusão da
bolsa.
Pistão
Válvula de gás
O acumulador tipo bolsa ou bexiga usa uma bolsa de borracha entre o gás e o fluido
Bolsa
Acumuladores
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Como certos fluidos resistentes ao fogo não são compatíveis com borracha convencional, é importante selecionar o
material adequado para a bolsa a ser utilizada. O óleo disponível pode variar entre 25% e 75% da capacidade total,
dependendo das condições de operação. Trabalhando além desses limites, a bolsa poderia esticar ou enrugar limitando sua
vida de serviço.
A pressão é uma função da compressão e varia com o volume de óleo na câmara.
ACUMULADORES TIPO PISTÃO
Outro método de separar o gás do fluido hidráulico é por meio de um pistão livre, semelhante ao cilindro hidráulico. O pistão,
sob pressão de gás em um dos lados, tende a forçar constantemente o óleo para fora da câmara oposta.
Aqui também a pressão é uma função da compressão e varia com o volume de óleo na câmara.
O acumulador tipo pistão é carregado de gás
Válvula do gás Câmara do gás Câmara do fluido
Retentor do pistão Pistão Conexão do fluido
Descarga da bomba em sistema com acumulador
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DESCARGA DA BOMBA EM SISTEMA COM ACUMULADOR
OBJETIVO
• reconhecer circuitos hidráulicos com acumuladores.
Em um circuito envolvendo carga de acumulador, a bomba deverá ser descarregada ao ser atingida uma pressão máxima
predeterminada e voltar a carregar quando uma pressão minima, também predeterminada, ocorrer no sistema.
Uma válvula direcional, do tipo com mola fora de centro, operada por solenóide e atuada por um pressostato, é utilizada
para ventar ou desventar uma válvula de segurança.
Um acumulador pode ser usado para fornecer vazão a um sistema junto com a bomba ou para aumentar a eficiência de
um dispositivo de fixação.
O circuito da próxima figura mostra um método de aliviar a bomba quando o acumulador está totalmente carregado.
Observação
Os pórticos A e P estão
bloqueados.
Carregando
Da bomba Ao tanque
Ventagem
Para o
sistema
Para o
sistema
Da bomba
Descarga da bomba em sistema com acumulador
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O circuito consiste de:
A - válvula de segurança
B - válvula de retenção
C - acumulador
D - pressostato
E - válvula direcional
Observação
O ajuste de A deve ser maior que o mais alto ajuste de D.
CARREGANDO
As duas chaves micros do pressostato estão interligadas a um relé elétrico de tal forma que, a pressão ao chegar ao seu
ajuste mínimo, o solenóide da válvula é ativado bloqueando o pórtico de ventagem da válvula de segurança.
Esta se torna operativa e o acumulador é carregado.
O circuito elétrico estabelece as seguintes operações:
1. Ativar o solenóide Ea quando o motor elétrico for ligado.
2. Desativar Ea quando a pressão do sistema alcançar o ajuste superior do pressostato D.
3. Ativar (a) quando a pressão no sistema cai até ao ajuste inferior do pressostato D.
4. Desativar Ea quando o motor elétrico for desligado.
A figura anterior mostra o circuito quando a pressão no sistema está abaixo do ajuste inferior de D.
O solenóide Ea está energizado fazendo com que a válvula E bloqueie a conexão de ventagem da válvula A.
Assim, o fluxo da bomba é dirigido atravésde B para o sistema.
Descarga da bomba em sistema com acumulador
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DESCARREGANDO
A figura acima mostra a condição do acumulador já carregado, tendo a pressão no sistema alcançado o ajuste superior do
pressostato D. O solenóide Ea foi desenergizado ventando a válvula N, fazendo com que o fluxo da bomba dirija-se
livremente ao tanque. A válvula de retenção B se fecha, mantendo a pressão e o volume aplicados no sistema. A
alimentação e descarga do sistema continua automaticamente até que o motor elêtrico seja desligado. Os limites máximo
e mínimo de pressão são fornecidos pelo pressostato D que estabelece também os regimes de trabalho da bomba em
carga e em descarga. A válvula A protege o sistema da sobrecarga e o seu ajuste de pressão é superior ao ajuste superior
do pressostato D.
DESCARGA DA BOMBA EM SISTEMA COM ACUMULADOR (CONTROLE HIDRÁULICO)
Uma outra forma de descarregar uma bomba num sistema com acumulador é com o uso de uma válvula de descarga de
ação direta, conforme se vê na próxima ilustração.
Uma válvula de retenção colocada na linha, após
a válvula de segurança, evita que a carga feita no
acumulador possa retroceder.
Da bomba Ao tanque
Ventagem
Para o
sistema
Para o
sistema
Da bomba
Válvula de
retenção
Descarregando
Descarga da bomba em sistema com acumulador
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Carregando
Para o sistema
Para o sistema
Vista A
CARREGANDO
A figura anterior mostra que, na condição de carga, a seção de descarga dessa válvula está fechada e o fluxo da bomba
é dirigido ao sistema por meio de uma válvula de retenção integral. Desde que a demanda do sistema seja menor que a
vazão da bomba, haverá formação de reserva de fluido no acumulador, com um aumento gradativo da pressão.
Vista B
Descarregando
Para o
sistema
Descarga da bomba em sistema com acumulador
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DESCARREGANDO
Quando esse aumento de pressão atingir o ajuste de pressão máximo da válvula de descarga, a mesma se abrirá,
descarregando a bomba, enquanto a válvula de retenção irá manter a carga efetuada no acumulador. Quando alguma
quantidade de fluxo for utilizada para efetuar trabalho, e também pelo efeito dos vazamentos internos, a pressão tenderá
a cair. Quando essa pressão descer a um valor predeterminado da pressão ajustada na válvula de descarga, esta se
fecha automaticamente, revertendo novamente o sistema à condição de carga, como se vê no esquema da página
anterior.
Tipos de acumulador
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TIPOS DE ACUMULADOR
Princípio Tipos principais Subtipos Aplicação
De gravidade a) pistão móvel a) guiado externamente Grande volume, altas pressões
b) guiado internamente
b) cilindro móvel —
c) diferencial a) guiado externamente Pressões altíssimas, pouco volume
b) guiado internamente Pressões altas, pouco volume
Com mola a) pistão livre a) juntas simples
b) junta líquida Pequenas vazões sob pressões
baixas
c) final amortecido ou moderadas
b) tandem — Volume constante de fluido
Com gás a) sem separador a) um reservatório Hidráulica industrial de grandes
vazões
b) bujão de fluido
 e vários bujões de gás Leve e compacto, mas de
aplicações limitadas
b) separado a) pistão Efeito de inércia reduzido, adequado
b) pistão-diafragma para amortecer golpes de aríete
c) pistão em tandem Volume de fluido constante
d) pistão anular Peso e volume reduzidos para
grandes volumes de gás
e) bolsa É mais versátil
f) diafragma Muito versátil e compacto
g) tubular Só para amortecer golpes de aríete
{
Acumulador
90
ACUMULADOR
Figura 22. No osciloscópio reflete-se a redução das forças de choque
Controles direcionais
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CONTROLES DIRECIONAIS
OBJETIVOS:
• classificar válvulas direcionais de acordo com suas características principais;
• descrever tipos de acionamentos.
VÁLVULAS DIRECIONAIS
As válvulas direcionais são usadas para controlar a direção do fluxo.
Essas válvulas variam, consideravelmente, tanto em construção quanto em operação. São classificadas de acordo com
suas características principais, tais como:
• Tipo de elemento interno: pistão ou esfera, carretel rotativo ou carretel deslizante.
a. tipo de pistão, onde o mesmo ou uma esfera se move dentro ou fora do assento;
b. tipo de carretel rotativo;
Entrada Saída
Tanque
Corpo
Bomba
Tanque Tanque
Bomba Bomba
Controles direcionais
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c. tipo de carretel deslizante, onde este desliza axialmente em sua cavidade.
• Tipo de acionamento: cames, êmbolo, alavancas manuais ou mecânicas, solenóides, pressão hidráulica (piloto) e
outros, incluindo as combinações desses.
As válvulas direcionais são classificadas ainda quanto a:
• número de passagem de fluxo: duas vias, três vias, quatro vias, etc.;
• tamanho: bitola nominal de conexão da válvula ou de sua placa de montagem, ou então sua capacidade de vazão
em litros por minuto.
• conexões: roscas de cano, roscas paralelas, flange, gaxeta ou montagem com subplaca.
POSICIONAMENTO DETERMINADO
A maioria das válvulas direcionais industriais é de posicionamento determinado. Isto é, controlam para onde o fluxo
deverá se encaminhar fechando ou abrindo passagens em posições definitivas.
Came (mecânico) Acionamento Combinado (Piloto) Êmbolo (manual)
Alavanca
Solenóide
Válvulas de retenção
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VÁLVULAS DE RETENÇÃO
OBJETIVOS:
• descrever o principio de funcionamento de válvula de retenção;
• enunciar válvulas de retenção quanto à sua aplicação;
• reconhecer os principais usos das válvulas de retenção em um circuito hidráulico.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO
Embora nem sempre classificadas como tais, essas válvulas podem ser consideradas como válvulas direcionais de uma
via, que permitem o fluxo numa direção e o impedem na direção oposta.
O símbolo gráfico de uma válvula de retenção indica duas posições: uma aberta e outra fechada. É um desenho complica-
do e não muito usado para uma válvula tão simples. Universalmente usa-se um símbolo simplificado, composto de uma
esfera e um assento.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO EM LINHA
Essas válvulas são assim chamadas porque o óleo flui em linha reta através das mesmas.
Sede Esfera (ou pistão)
Entrada Saída
Quando a esfera é deslocada o fluxo é
livre neste sentido
O fluxo é bloqueado, pois a esfera se
assenta em sua sede.
Símbolos Gráficos
Composto
Simples (esfera e sede)
FLUXO LIVRE Fluxo impedido
Válvulas de retenção
Válvulas de retenção
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Válvula de retenção em linha
O interior desta válvula forma um asserto para um pistão móvel ou para uma esfera. O pistão é mantido no assento através
da leve pressão da mola existente no interior da válvula permitindo a montagem da mesma em qualquer posição.
As molas não possuem pressões reguláveis, porém são disponíveis numa variedade de tensões para atender a casos
específicos, como criar pressão-piloto ou contornar um trocador de calor ou filtro.
Pistão
Corpo
Mola
O fluxo reverso é retido quando a pressão na abertura de saída e a força de mola (geralmente de 0,35 kg/cm2) mantêm o
pistão em seu assento, formando uma vedação quase sem vazamento.
Veja agora a válvula de fluxo livre.
Fluxo impedido
Fluxo livre
Válvulas de retenção
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Quando a pressão vence a fraca resistência da mola, o pistão é retirado de seu assento permitindo o fluxo através da
abertura de saída.
VÁLVULA DE RETENÇÃO EM ÂNGULO RETO
A válvula de retenção em ângulo reto é uma unidade mais robusta, composta de um pistão de aço com assento endure-
cido, estampado internamente num corpo de ferro fundido.
O fluxo, da entrada para a saída, se dá em ângulo reto.
Essas válvulas são construídas com roscas e flanges ou gaxetas. Sua capacidade varia de 12 a 1 200 litros por minuto,
com uma grande variedade de pressões de abertura.
OPERAÇÃO DE UMA VÁLVULA DE RETENÇÃO (ÂNGULO RETO)
Fluxo impedido
Válvulas de retenção
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Agora, vejamos as caracteristicas da válvula de retenção com restrição que permite uma passagem de dreno na direção de
fluxo não-permissível.
Entrada
Fluxo livre
Saída
Entrada
Saída
Entrada
Saída
Plugue com
restrição
A válvula de retenção com restrição é a válvula de retenção simples modificada.Um plugue perfilado é aparafusado no
pistão para permitir um fluxo reverso controlado na posição fechada. As aplicações deste tipo, apesar de limitadas,
incluem aquelas que requerem um fluxo livre numa direção e um fluxo controlado no retorno, por exemplo no controle de
descompressão numa grande prensa hidráulica.
Três usos comuns da válvula de retenção:
a. retenção E: oprimida pela pressão da mola, assegura a pressão piloto para a operação da válvula de 4 vias (D);
b. retenção F: limita a velocidade de avanço do cilindro e permite livre retorno;
c. retenção C: oprimida por mola, atua como válvula de retenção para proteger o trocador de calor (TC).
Fluxo livre Fluxo restringido
Válvulas de retenção
97
Retorno rápido
Avanço controlado
Válvulas de retenção pilotadas
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VÁLVULAS DE RETENÇÃO PILOTADAS
OBJETIVOS:
• enunciar funções das válvulas de retenção pilotadas em circuitos hidráulicos;
• reconhecer válvula de retenção pilotada em esquema hidráulico.
VÁLVULAS DE RETENÇÃO PILOTADAS
Essas válvulas são construídas para permitir fluxo livre numa direção e para bloquear o fluxo de retorno, até o momento
em que uma pressão piloto desloque o pistão e abra a válvula.
São usadas como válvulas de preenchimento em prensas hidráulicas, para permitir o enchimento do cilindro por gravi-
dade durante um avanço rápido. São também usadas para suportar pistões verticais que poderiam descer devido a
vazamento através do carretel da válvula direcional.
Existem dois modelos de válvulas de retenção pilotadas. Embora a função de ambos os modelos seja igual, cada tipo se
destina a diferentes aplicações.
Esse tipo de válvula é aplicado quando seu pórtico de entrada está ligado ao tanque durante o fluxo reverso. Um
exemplo típico deste caso ocorre quando é feita adaptação a um cilindro vertical com o intuito de evitar que o mesmo
venha a descer lentamente devido a um vazamento na válvula direcional.
O pistão é levemente mantido no assento por uma mola, sendo que o assento é parte integral da camisa-guia do pistão
piloto.
A conexão de pressão piloto, na tampa inferior, está ligada por uma passagem à cabeça do pistão piloto.
Válvulas de retenção pilotadas
99
Três condições de operação da válvula são demonstradas a seguir.
Válvula de retenção pilotada
Mola
Pistão
Pistão piloto
Saída
Tampa Pressão piloto
Entrada
Luva
A pressão empurrando o pistão principal (entrada) vence a tensão da mola abrindo, assim, a válvula
e, portanto, permitindo o fluxo de óleo para a saída.
A pressão é mais alta do lado da mola do pistão (saída) bloqueando o fluxo de retorno.
Fluxo impedido
Saída
Entrada Entrada
Sem pressão piloto
Fluxo livre
Sem pressão piloto
Válvulas de retenção pilotadas
100
Com a pressão piloto aplicada na cabeça do pistão piloto, a haste deste empurra o pistão principal, levantando-o do
assento a permitindo, assim, o fluxo reverso livre.
A pressão necessária para levantar o pistão do assento deve ser, no mínimo, de 40% da pressão na câmara de saída.
Neste caso, a aplicação é feita para bloquear intermitentemente o fluxo de saída de um acumulador.
A válvula permite fluxo livre ao acumulador e pode ser facilmente pilotada para permitir que o acumulador se descarre-
gue, apesar da pressão estar presente nos dois pórticos.
Na válvula em corte, na figura abaixo, vemos que o pistão principal se assemelha a uma válvula de um motor a explosão
e o pistão piloto faz parte do pistão principal, seguro por uma porca. Uma mola leve mantém o pistão principal assentado
na condição de bloqueio e atua no pistão piloto. Um pórtico de drenagem está previsto para evitar uma possível formação
de pressão sob o pistão piloto.
A pressão piloto desloca o pistão.
O pistão abre a
válvula.
Fluxo reverso
Válvula de retenção pilotada
Pressão piloto
Entrada de fluxo
livre
Saída de fluxo livre
Porca do pistão piloto
Pistão piloto
Dreno ou pressão
piloto de fechamento
Sede
Pistão
Válvulas de retenção pilotadas
101
As figuras seguintes mostram a operação de uma válvula de retenção convencional, sem a pressão piloto aplicada.
Como mostra a próxima ilustração, o fluxo reverso acontece somente quando uma pressão de, no mínimo 80% da pressão
de saída, é efetiva contra o pistão piloto.
Sem pressão piloto Sem pressão piloto
Pressão piloto
Dreno
Fluxo livre Fluxo impedido
Fluxo reverso
A válvula também pode funcionar sem a mola, em aplicações onde se deseja manter o pistão aberto ou fechado.
No tipo sem mola, os pórticos de dreno e de piloto funcionam como pórticos de atuação de pressão piloto e são reversíveis
através de uma válvula direcional separada.
A pressão piloto é usada para manter a válvula na posição desejada.
Dreno
Válvulas de retenção pilotadas
102
Dreno
Pressão piloto fecha
a válvula
Fluxo impedido
Uma válvula direcional re-
verte os pórticos de dreno e
pressão piloto.
Pressão
Pressão piloto
Fluxo reverso permitido
Válvulas de retenção pilotadas
103
No avanço rápido, a válvula A é posicionada para dirigir o óleo (P → A) para a cabeça do cilindro D e a válvula direcional B
dirige o fluxo da bomba piloto (P → B) para abrir a válvula de retenção pilotada E.
A descarga D passa pela válvula E e se dirige livremente ao tanque através de A.
Ao terminar o avanço rápido, o came do cilindro D atua a chave fim-de-curso LS, desativando a bobina da válvula B que
bloqueia o fluxo da bomba piloto. A válvula de retenção E se fecha. O óleo proveniente de D é obrigado a passar pela
válvula controladora C que ajusta a velocidade lenta de D. No retorno de D, a válvula direcional A é invertida; o óleo
segue (P → B), passa pela válvula E e alcança o lado da haste de D, provocando o seu retorno rápido.
Passagem de avanço rápido a lento usando
válvula de retenção rápida
Válvulas direcionais
104
VÁLVULAS DIRECIONAIS
OBJETIVOS:
• reconhecer a função básica das válvulas direcionais;
• reconhecer tipos de válvulas direcionais quanto ao tipo de elemento interno, número de vias (passagens) e número de
posições;
• interpretar aplicações de válvulas direcionais em circuitos hidráulicos.
VÁLVULAS DE DUAS E DE QUATRO VIAS
A função dessas válvulas é direcionar um fluxo de entrada para qualquer um dos pórticos de saída. O fluxo do pórtico P
pode ser dirigido a qualquer dos pórticos A ou B. Na válvula de quatro vias, o pórtico alterado está aberto ao tanque,
permitindo ao fluxo retornar ao reservatório.
Tanque
Bomba
Cilindro (pórtico A)
Cilindro (pórtico B)
Válvula de duas vias
Duas
trajetórias
de fluxo
Símbolos gráficos
Trajetórias seguidas pelo fluxo nas válvulas de duas vias
Válvulas direcionais
105
Válvula de quatro vias
Quatro
trajetórias
de fluxo Símbolos gráficos
Trajetórias seguidas pelo fluxo nas válvulas de quatro vias
Nas válvulas de duas vias, o pórtico alternado está bloqueado e o pórtico do tanque serve somente para drenar o
vazamento interno da válvula.
A maioria dessas válvulas é do tipo carretel deslizante, apesar de existirem válvulas rotativas, usadas principalmente
para controle do piloto. São construídas para duas ou três posições, sendo que as de três posições têm posição central
(neutra).
Válvulas direcionais
106
VÁLVULA ROTATIVA DE QUATRO VIAS
Essa válvula consiste simplesmente de um rotor que trabalha com uma mínima folga no corpo. As passagens no rotor
ligam ou bloqueiam os pórticos do corpo da válvula fornecendo as quatro vias de fluxo. Se necessário, uma terceira
posição pode ser incorporada.
As válvulas rotativas são atuadas manual ou mecanicamente. São capazes de inverter as direções de movimento de
cilindros e de motores; entretanto, são usadas mais como válvulas-piloto para controlar outras válvulas.
Exemplo: fornecer movimentos recíprocos dos cabeçotes de retífica.
Válvula rotativa de quatro vias
O rotor gira no corpo para
interligar ou bloquear os
pórticos
Centro fechado
(todas as aberturas
bloqueadas)
Símbolos gráficos
Tanque Tanque Tanque
Bomba Bomba Bomba
Corpo
VÁLVULAS DE DUAS VIAS TIPO CARRETEL
Naválvula direcional tipo carretel, um carretel cilíndrico desliza num furo no corpo da válvula. Os pórticos, através de
passagens fundidas ou usinadas no corpo da válvula, são interligados através de canais (rebaixos) no carretel ou
bloqueados pela parte “cheia” cilíndrica do mesmo.
A válvula de duas vias permite a seleção de duas vias de fluxo. Numa posição, o fluxo é livre do pórtico P para A; na outra
posição, de P para B. Os outros pórticos e passagens estão bloqueados.
Válvulas direcionais
107
VÁLVULA DE QUATRO VIAS TIPO CARRETEL
Essa válvula é idêntica àquela de duas vias, exceto pelo desenho do carretel, que é dimensionado com áreas de
bloqueio menores para permitir o retorno de fluxo ao tanque T.
Válvula de quatro vias tipo carretel deslizante
Válvula de duas vias tipo carretel deslizante
Pressão A
B Tanque
O ressalto no carretel im-
pede a passagem entre os
pórticos
Os canais entre os ressaltos
permitem passagem entre
dois pórticos
Pressão B
A bloqueado
Pressão A
B bloqueado
O carretel desliza permi-
tindo as mudanças nas
trajetórias do fluxo
Pressão B
A Tanque
Válvulas direcionais
108
Abaixo, há um exemplo de aplicação de válvula direcional em um circuito de avanço rápido, lento e retorno rápido.
Passagem de avanço rápido a lento
usando uma válvula direcional
A válvula direcional A é posicionada de modo a dirigir o fluxo da bomba ao lado da cabeça do cilindro D. A bobina da
válvula B é ativada para permitir que o óleo, proveniente do lado da haste de D, se dirija ao tanque através da válvula A.
No final do avanço rápido, um came de D desativa o solenóide de B bloqueando a passagem do óleo pela válvula B; o
óleo é, então, controlado pela válvula C, que fornece o ajuste preciso de avanço lento. Para retornar o cilindro D, a
válvula A é invertida de modo a permitir que o óleo passe pela válvula de retenção E até o lado da haste do cilindro,
propiciando um retorno rápido.