Guia para Escolher entre Atuadores de Válvula de Quarto de Volta e Multivoltas

Imagine um cenário em que um oleoduto precisa ser desligado imediatamente durante uma emergência, ou onde um reator químico de precisão requer um ajuste lento e meticuloso do fluxo de material. Essas operações críticas dependem de atuadores - os cavalos de batalha dos sistemas de controle automatizados que convertem sinais de controle em movimento mecânico para operar válvulas e outros mecanismos.

Entre os vários tipos de atuadores, os atuadores de quarto de volta (angulares) e de múltiplas voltas representam dois designs fundamentais com características, funções e aplicações distintas. Este artigo examina suas propriedades técnicas, princípios operacionais e critérios de seleção para auxiliar os profissionais na escolha de soluções apropriadas.

Os atuadores de quarto de volta, como o nome sugere, fornecem movimento rotacional limitado a 90 graus (um quarto de volta). Esses dispositivos se destacam em aplicações que exigem operação rápida ou controle proporcional, tornando-os ideais para válvulas de abertura/fechamento rápido ou regulação precisa do fluxo.

• Operação rápida: Capazes de completar o curso total em segundos, esses atuadores aumentam a eficiência do processo, minimizam a perda de material e garantem a segurança durante emergências.
• Rotação limitada: A faixa operacional de 90 graus simplifica o projeto mecânico e os requisitos de controle.
• Construção simplificada: Em comparação com as variantes de múltiplas voltas, os atuadores de quarto de volta apresentam mecanismos mais simples, reduzindo os custos de fabricação e simplificando a manutenção.
• Torque de ruptura alto: Esses atuadores geram torque de partida suficiente para superar a resistência inicial em válvulas ou mecanismos.

Os atuadores de quarto de volta empregam três tecnologias de acionamento principais:

• Pneumático: Utilizando ar comprimido, esses atuadores convertem o movimento linear do pistão em rotação por meio de mecanismos de ligação. Eles oferecem simplicidade e custo-benefício, mas dependem de uma pressão de fornecimento de ar consistente.
• Elétrico: Unidades acionadas por motor empregam redução de engrenagem para transformar entrada de alta velocidade e baixo torque em saída rotacional controlada. Eles fornecem precisão superior e recursos de operação remota com maior complexidade e custo.
• Hidráulico: Usando fluido pressurizado, esses atuadores fornecem torque excepcional em pacotes compactos, adequados para aplicações exigentes, embora exijam manutenção mais complexa.

• Operação de válvulas de esfera, borboleta e macho em indústrias de processo
• Controle de amortecedores em sistemas de HVAC e ventilação
• Regulação de fluxo em plantas de processamento químico
• Sistemas de controle automatizados para processos de fabricação

Os atuadores de múltiplas voltas completam várias rotações completas para operar válvulas ou mecanismos, oferecendo faixas de curso estendidas e precisão de posicionamento superior para aplicações que exigem ajuste fino.

• Capacidade de rotação estendida: Múltiplas voltas completas permitem o controle preciso sobre mecanismos de longo curso.
• Precisão de posicionamento aprimorada: Resolução de controle superior suporta a regulação exata de fluxo, pressão ou temperatura.
• Operação mais lenta: O requisito de múltiplas voltas resulta em tempos de atuação mais longos em comparação com os modelos de quarto de volta.
• Construção complexa: Mecanismos mais sofisticados aumentam a complexidade de fabricação e os requisitos de manutenção.

Os atuadores de múltiplas voltas utilizam principalmente dois sistemas de acionamento:

• Elétrico: Unidades acionadas por motor com redução de engrenagem e feedback de posição fornecem posicionamento preciso de múltiplas voltas, comumente integrando sensores de posição para controle em malha fechada.
• Hidráulico: As versões alimentadas por fluido fornecem alta saída de torque com monitoramento de posição, adequadas para aplicações pesadas.

• Operação de válvulas gaveta e globo em instalações de tratamento de água
• Válvulas de controle de precisão em oleodutos e gasodutos
• Sistemas de controle de processos industriais que exigem regulação exata do fluxo
• Sistemas de controle de usinas de geração de energia

• Requisitos operacionais: Avalie as necessidades de velocidade, precisão e faixa de curso. O quarto de volta é adequado para operação rápida, enquanto a múltipla volta permite o ajuste preciso.
• Compatibilidade da válvula: Combine o tipo de atuador com o projeto da válvula - quarto de volta para válvulas de esfera/borboleta, múltipla volta para válvulas gaveta/globo.
• Condições ambientais: Considere temperaturas extremas, áreas perigosas ou atmosferas corrosivas ao selecionar materiais e designs.
• Fatores do ciclo de vida: Avalie as necessidades de manutenção e a vida útil esperada em relação à criticidade da aplicação.
• Fatores econômicos: Equilibre os requisitos de desempenho com as restrições orçamentárias, considerando o custo total de propriedade.

Os atuadores de quarto de volta e de múltiplas voltas servem a propósitos distintos na automação industrial. O primeiro se destaca em aplicações de rotação rápida e limitada, enquanto o segundo fornece capacidade de posicionamento precisa de múltiplas voltas. A seleção adequada requer uma análise completa dos requisitos técnicos, condições operacionais e fatores econômicos para garantir o desempenho e a confiabilidade ideais do sistema.