Válvula Borboleta: O Que É, Como Funciona, Tipos e Aplicações

As válvulas borboleta estão entre as válvulas mais utilizadas para controle e bloqueio do fluxo de fluidos em tubulações. Sua construção compacta, operação rápida e possibilidade de utilização em diferentes diâmetros fazem com que sejam encontradas em uma grande variedade de sistemas hidráulicos e processos industriais.

Existem válvulas borboleta de diferentes tamanhos, materiais, classes de pressão, tipos de vedação e formas de acionamento, permitindo que a válvula seja selecionada de acordo com as características de cada aplicação.

Na ND Pneumática, trabalhamos com diferentes modelos de válvulas borboleta e soluções para seu acionamento e automação industrial.

O que é uma válvula borboleta?

A válvula borboleta é um dispositivo utilizado para abrir, fechar ou controlar a passagem de um fluido dentro de uma tubulação.

Seu principal elemento é um disco instalado no interior do corpo da válvula. Esse disco está conectado a um eixo e gira conforme a válvula é acionada.

Quando o disco está alinhado com o sentido do fluxo, a passagem permanece aberta. Quando é girado até ficar transversal ao fluxo, a passagem é bloqueada.

Como a abertura e o fechamento são realizados com aproximadamente 90° de rotação, a válvula borboleta pertence à categoria das chamadas válvulas de 1/4 de volta.

Esse princípio proporciona uma operação relativamente simples e rápida.

Para que serve a válvula borboleta?

A válvula borboleta é utilizada principalmente para controlar a passagem de fluidos em tubulações.

Dependendo do modelo e das condições do processo, pode desempenhar funções como:

• abertura e fechamento de tubulações;

• isolamento de trechos de uma instalação;

• bloqueio de fluxo;

• controle ou regulagem de vazão;

• automatização da passagem de fluidos;

• controle remoto de processos industriais.

Por isso, existem válvulas borboleta para inúmeras aplicações, desde sistemas hidráulicos relativamente simples até processos industriais automatizados.

Como funciona uma válvula borboleta?

O funcionamento é baseado no movimento rotativo do disco.

O disco fica conectado ao eixo da válvula e acompanha seu movimento.

Quando o operador movimenta uma alavanca ou quando um atuador gira o eixo, o disco muda de posição no interior da tubulação.

Na posição aberta, o fluido passa ao redor do disco.

Conforme o disco é movimentado em direção à posição fechada, a área disponível para passagem diminui.

Ao atingir a posição de fechamento, o disco trabalha em conjunto com a sede da válvula para interromper a passagem do fluido.

A forma relativamente simples de funcionamento é uma das razões pelas quais a válvula borboleta é tão utilizada em sistemas industriais.

Quais são as partes de uma válvula borboleta?

Apesar das diferenças entre fabricantes e modelos, as válvulas borboleta geralmente são compostas por alguns elementos fundamentais.

Corpo

O corpo forma a estrutura principal da válvula e permite sua instalação na tubulação.

Pode ser produzido em diferentes materiais de acordo com as necessidades da aplicação.

Disco

É o componente localizado no interior da passagem.

Ao girar, controla a quantidade de fluido que pode atravessar a válvula.

Os discos também podem ser fabricados em diferentes materiais, incluindo diversas opções de aço inoxidável.

Eixo

O eixo conecta o mecanismo de acionamento ao disco.

É através dele que o movimento realizado externamente é transmitido para o interior da válvula.

Sede ou vedação

A sede é responsável pela vedação entre o disco e o corpo durante o fechamento.

Existem diferentes materiais de vedação, e sua seleção depende principalmente do fluido, pressão e temperatura da aplicação.

Acionamento

É o mecanismo responsável por movimentar o eixo e o disco.

A válvula pode ser acionada manualmente ou através de sistemas automatizados.

Quais são os tipos de válvula borboleta?

Existem diversos tipos de válvulas borboleta industriais.

Uma das formas de classificá-las é pelo método utilizado para sua instalação na tubulação.

Entre os principais tipos estão:

Válvula borboleta Wafer

A válvula borboleta wafer é instalada entre dois flanges da tubulação.

Seu corpo compacto contribui para reduzir peso e espaço de instalação, sendo uma configuração bastante utilizada em aplicações industriais.

Válvula borboleta Lug

A válvula borboleta Lug possui pontos de fixação distribuídos ao redor do corpo.

Sua construção permite uma forma diferente de montagem em relação ao modelo wafer e pode facilitar determinados procedimentos de manutenção e desmontagem da tubulação.

Válvula borboleta flangeada

A válvula borboleta flangeada possui flanges integrados ao próprio corpo para conexão à tubulação.

Essa construção é encontrada em diferentes aplicações industriais e em tubulações de maiores dimensões.

Além dessas configurações, existem válvulas borboleta com diferentes geometrias e tecnologias de vedação, desenvolvidas para atender condições específicas de pressão, temperatura e processo.

Quais materiais são utilizados em válvulas borboleta?

Não existe apenas uma combinação de materiais para todas as válvulas borboleta.

Dependendo do projeto, podem existir diferentes materiais para:

• corpo;

• disco;

• eixo;

• sede;

• revestimentos;

• elementos de vedação.

É possível encontrar, por exemplo, válvulas com corpos produzidos em ferro fundido, ferro nodular, aço carbono, aço inoxidável e outros materiais.

O disco também pode apresentar diferentes materiais e tratamentos.

A escolha deve considerar o ambiente de instalação e principalmente o fluido que terá contato com a válvula.

Quais são os tipos de vedação?

A vedação é um dos fatores mais importantes na seleção de uma válvula borboleta.

Entre os materiais encontrados no mercado estão:

EPDM

O EPDM é um elastômero utilizado em diversas aplicações industriais, incluindo sistemas envolvendo água e outros fluidos compatíveis.

NBR

O NBR é outro elastômero utilizado em sistemas industriais e possui características diferentes do EPDM, sendo empregado em determinadas aplicações envolvendo óleos e outros fluidos compatíveis.

FKM / Viton

Utilizado em aplicações que necessitam de determinadas características de resistência química e térmica.

PTFE

O PTFE é utilizado em diversas aplicações nas quais resistência química é um fator importante.

A escolha da vedação não deve ser realizada somente pelo tamanho da válvula.

Fluido, composição química, concentração, temperatura e pressão de trabalho precisam ser considerados.

O que significa DN na válvula borboleta?

Ao pesquisar por válvulas borboleta, é comum encontrar identificações como:

DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, entre outras.

A sigla DN significa Diâmetro Nominal e é uma designação utilizada para identificar nominalmente o tamanho de componentes de uma tubulação.

Também é comum encontrar válvulas comercializadas em medidas nominais em polegadas.

Por isso, pesquisas como válvula borboleta 2", válvula borboleta 3", válvula borboleta 4", válvula borboleta 6" ou válvula borboleta 8" são frequentes na seleção desse tipo de produto.

É importante lembrar que o DN representa uma designação nominal e não necessariamente uma medição física direta de uma determinada parte da válvula.

O que significa PN em uma válvula borboleta?

Outra informação comum é a classificação PN, encontrada em especificações como PN10 e PN16.

PN é uma designação de pressão nominal utilizada em sistemas de tubulação.

Entretanto, a pressão efetivamente admissível de uma válvula depende de seu projeto, materiais, temperatura de operação e demais condições estabelecidas pelo fabricante.

Portanto, não se deve selecionar uma válvula considerando somente seu DN e PN.

Válvula borboleta manual

A válvula borboleta manual é acionada diretamente pelo operador.

Em muitos modelos é utilizada uma alavanca externa conectada ao eixo da válvula.

Ao movimentar a alavanca, o operador gira o disco para abrir, fechar ou posicionar a válvula.

Dependendo do tamanho e construção, também podem ser utilizados volantes e caixas redutoras.

É uma solução indicada principalmente quando não existe necessidade de automatizar constantemente a operação.

Válvula borboleta pneumática

Quando existe necessidade de automação, uma das alternativas é utilizar uma válvula borboleta com atuador pneumático.

Nesse conjunto, um atuador pneumático é conectado ao eixo da válvula e utiliza ar comprimido para produzir o movimento de rotação necessário para abertura e fechamento.

Essa configuração possibilita integrar a válvula a máquinas, equipamentos e sistemas de automação industrial.

O acionamento pneumático também permite combinar a válvula com outros componentes, como:

• válvulas solenoides;

• caixas de fim de curso;

• sensores;

• posicionadores;

• controladores;

• sistemas CLP.

Dessa maneira, a abertura e o fechamento podem fazer parte automaticamente de uma sequência industrial.

Atuador pneumático de dupla ação ou simples ação?

As válvulas borboleta automatizadas podem utilizar diferentes tipos de atuadores.

Atuador pneumático de dupla ação

Utiliza ar comprimido para realizar os movimentos de abertura e fechamento.

Atuador pneumático simples ação

Utiliza ar comprimido para realizar um dos movimentos e normalmente possui um conjunto de molas responsável pelo retorno para uma posição determinada quando ocorre a retirada do ar.

A escolha entre simples e dupla ação depende do funcionamento esperado para o sistema e da posição de segurança necessária em caso de perda do suprimento pneumático.

Válvula borboleta elétrica

Outra possibilidade é a válvula borboleta com atuador elétrico.

Nesse sistema, um atuador elétrico realiza a movimentação do eixo da válvula.

A escolha entre acionamento manual, pneumático ou elétrico depende das características do processo, infraestrutura disponível, frequência de acionamento, estratégia de controle e requisitos de segurança.

Onde são utilizadas válvulas borboleta?

As válvulas borboleta são encontradas em diferentes segmentos industriais.

Dependendo de sua construção e dos materiais utilizados, podem existir aplicações em:

• tratamento e distribuição de água;

• saneamento;

• sistemas de bombeamento;

• HVAC e climatização;

• utilidades industriais;

• indústria química;

• papel e celulose;

• mineração;

• indústria de alimentos e bebidas;

• sistemas de refrigeração;

• processos industriais automatizados;

• linhas de líquidos e gases compatíveis.

A existência de uma aplicação em determinado segmento não significa que qualquer válvula borboleta seja adequada para ela.

É necessário selecionar os materiais e especificações corretos para cada processo.

Quais são as vantagens da válvula borboleta?

As características variam conforme o modelo, mas as válvulas borboleta são amplamente utilizadas por apresentarem vantagens como:

• construção compacta;

• operação em 1/4 de volta;

• acionamento rápido;

• diferentes opções de diâmetro;

• possibilidade de operação manual;

• facilidade de automação;

• possibilidade de acionamento pneumático ou elétrico;

• diferentes materiais de corpo e disco;

• diferentes materiais de vedação;

• utilização em tubulações de diferentes dimensões.

Essas características tornam a válvula borboleta uma alternativa versátil para inúmeros projetos industriais.

Válvula borboleta ou válvula esfera?

Essa é uma dúvida comum durante a especificação de uma válvula.

As duas podem trabalhar com operação de 1/4 de volta, porém possuem construções diferentes.

A válvula borboleta utiliza um disco que gira dentro da passagem.

Já a válvula esfera utiliza uma esfera perfurada para controlar o fluxo.

A escolha entre válvula borboleta e válvula esfera depende de diversos fatores, como:

• diâmetro da tubulação;

• tipo de fluido;

• pressão;

• temperatura;

• vazão;

• espaço disponível;

• necessidade de controle;

• frequência de acionamento;

• material de construção;

• requisitos de vedação;

• custo do projeto.

Portanto, não existe uma opção universalmente melhor. Existe a válvula mais adequada para cada aplicação.

Como escolher uma válvula borboleta?

Antes de comprar uma válvula borboleta, algumas informações devem ser conhecidas.

1. Qual é o fluido?

Identifique corretamente o líquido, gás ou outro meio que passará pela válvula.

2. Qual é o diâmetro da tubulação?

Determine o DN e o padrão dimensional necessário.

3. Qual é a pressão de trabalho?

Considere a pressão normal de operação e as demais condições previstas no projeto.

4. Qual é a temperatura?

A temperatura influencia diretamente a seleção dos materiais e principalmente da vedação.

5. Qual material de vedação utilizar?

EPDM, NBR, FKM, PTFE e outros materiais possuem características diferentes.

6. Qual é o tipo de conexão?

Verifique se a instalação exige uma válvula wafer, lug, flangeada ou outra construção.

7. O acionamento será manual ou automático?

Determine se a válvula será operada por alavanca, redutor, atuador pneumático ou atuador elétrico.

8. A válvula precisa apenas bloquear ou também controlar o fluxo?

A função esperada influencia a seleção e o dimensionamento do conjunto.

Como automatizar uma válvula borboleta?

A automação de uma válvula borboleta exige mais do que simplesmente instalar qualquer atuador sobre seu eixo.

O torque necessário para movimentar a válvula precisa ser analisado e comparado à capacidade do atuador.

Também devem ser considerados fatores como:

• pressão de trabalho;

• tamanho da válvula;

• tipo de sede;

• fluido;

• pressão do ar disponível;

• frequência de operação;

• condição de segurança desejada;

• interface mecânica entre válvula e atuador.

Depois do correto dimensionamento, podem ser adicionados componentes de comando e monitoramento para integrar a válvula ao processo industrial.

Cuidados na instalação da válvula borboleta

A instalação correta é fundamental para o funcionamento e vida útil da válvula.

Antes da montagem, devem ser verificadas as condições dos flanges e da tubulação, alinhamento, espaço para movimentação do disco e compatibilidade entre os componentes.

Também é importante impedir que esforços indevidos da tubulação sejam transferidos para o corpo da válvula.

As instruções específicas do fabricante devem sempre ser respeitadas.

Como fazer manutenção em válvulas borboleta?

A manutenção depende do modelo, aplicação e condições de trabalho.

De maneira geral, é importante observar:

• existência de vazamentos;

• condição da vedação;

• facilidade de movimentação;

• estado do disco e eixo;

• corrosão;

• funcionamento do acionamento;

• fixações;

• condição do atuador, quando existente.

Em sistemas automatizados, também devem ser verificados os componentes pneumáticos ou elétricos responsáveis pelo comando.

Como saber qual válvula borboleta comprar?

Para selecionar corretamente uma válvula borboleta industrial, reúna pelo menos as seguintes informações:

Fluido + DN + pressão + temperatura + tipo de conexão + material desejado + vedação + tipo de acionamento.

Com essas informações, a seleção se torna muito mais precisa e reduz o risco de comprar uma válvula incompatível com o processo.

Válvulas Borboleta na ND Pneumática

A ND Pneumática trabalha com diferentes modelos e medidas de válvulas borboleta, além de componentes destinados à automação desses equipamentos.

Dessa forma, você pode encontrar soluções para diferentes diâmetros e necessidades industriais, desde válvulas de operação manual até conjuntos automatizados com atuadores pneumáticos.

Se você está procurando uma válvula borboleta industrial, válvula borboleta wafer, válvula borboleta com atuador pneumático ou diferentes medidas de válvula borboleta, consulte os modelos disponíveis na ND Pneumática.

Caso tenha dúvidas sobre qual modelo utilizar, entre em contato com nossa equipe informando as características da sua aplicação.

Perguntas frequentes sobre válvulas borboleta

O que é uma válvula borboleta?

É uma válvula rotativa que utiliza um disco para controlar a passagem do fluido por uma tubulação.

Como funciona uma válvula borboleta?

O disco gira através de um eixo. Em uma operação típica, aproximadamente 90° de movimento permitem passar da posição aberta para a fechada.

Para que serve a válvula borboleta?

Pode ser utilizada para bloqueio e, quando o modelo e o processo permitirem, controle da passagem de fluidos.

O que é válvula borboleta wafer?

É uma construção compacta desenvolvida para instalação entre flanges da tubulação.

Existe válvula borboleta pneumática?

Sim. Válvulas borboleta podem ser automatizadas com atuadores pneumáticos adequadamente dimensionados.

Qual é a diferença entre válvula borboleta manual e pneumática?

Na manual, o movimento é realizado pelo operador. Na pneumática, um atuador utiliza ar comprimido para movimentar a válvula.

Quais tamanhos de válvula borboleta existem?

Existem válvulas borboleta em diversos diâmetros nominais. A disponibilidade depende da linha e do fabricante.

O que significa DN?

DN significa Diâmetro Nominal e é utilizado para designar nominalmente o tamanho de componentes de tubulações.

O que significa PN?

PN é uma designação de pressão nominal utilizada na classificação de componentes de tubulações.

Qual vedação escolher para válvula borboleta?

Depende do fluido, temperatura, pressão e demais condições de trabalho. EPDM, NBR, FKM e PTFE são alguns materiais encontrados em diferentes construções de válvulas.

Como escolher uma válvula borboleta?

Devem ser analisados principalmente fluido, diâmetro, pressão, temperatura, materiais, vedação, conexão e tipo de acionamento.

Posso automatizar uma válvula borboleta?

Sim, desde que a válvula permita automação e o atuador seja corretamente selecionado e dimensionado para a aplicação.