Instrumentação Básica

Técnico Integrado Semestral

Período: 2012-1

Prof.: Guilherme P. Colnago

Aula 12

Atuadores e Elementos Finais

Assuntos

Válvulas de ControleVálvulas de Controle

VálvulasVálvulas

Outros Elementos FinaisOutros Elementos Finais

Elementos FinaisElementos Finais

ExperiênciasExperiências

Elementos FinaisElementos Finais

Assunto

Elementos FinaisElementos Finais de Controle

Dentro de uma malha de controle, são os elementos responsáveis pela atuação direta sobre os processos, recebendo o sinal de comando do controlador para corrigir o desvio do valor desejado (set point).

Elementos FinaisElementos Finais de Controle

Os Elementos finais também são conhecidos como “Atuadores”.Existe uma grande diversidade, pois são função da aplicação do processo e de suas particularidades.

Os tipos mais comuns são:

•Elétricos (Motorizados);

•Pneumáticos.

Ver animação de válvula Globo manual!

Elementos FinaisAtuadores

Um dos atuadores mais comuns nos processos industriais são válvulas.

Elementos FinaisAtuadores

Válvula pneumática (será analisada posteriormente).

Sede (orifício)

Obturador

Elementos FinaisAtuadores Motorizados

Válvula motorizada.

Elementos FinaisAtuadores Motorizados

Cartão de Comunicação (Field Bus) e configurador (PC).

Elementos FinaisAtuadores Motorizados

Rede atuadores motorizados.

Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos

Válvula pneumática.

Elementos FinaisAtuadores Pneumáticos

Válvula de controle com posicionador eletropneumático.

Válvulas de ControlePosicionador

É considerado o principal acessório de uma válvula de controle. É um dispositivo que transmite a pressão de carga ao atuador, permi-tindo posicionar a haste no local determinado pelo controlador.

Elementos FinaisAtuadores

Na maioria dos casos este elemento final é uma válvula.Os tipos mais comuns de atuadores são:

•Bomba;

•Pistão;

•Inversores (controladores de velocidade);

•Motores elétricos;

•Servomecanismos.

Válvulas de Válvulas de ControleControle

Assunto

Válvulas de ControleAs válvulas de controle são dispositivos manuais ou automáticos. São usadas na restrição variável de um fluxo e se classificam confor-me o tipo de deslocamento.

Válvula pneumática Válvula elétrica

Válvulas de ControlePneumáticas: mais baratas e tempo de resposta mais rápido.Elétricas: para torque alto na haste ou falta ar comprimido.

Válvula pneumática Válvula elétrica

Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento

Linear

A peça móvel descreve um movimento retilíneo.

Ex.: válvula globo (gaiola) e diafragma.

Válvulas Globo

Válvulas de ControleClassificação quanto ao deslocamento

Rotativa

A peça móvel descreve um movimento de rotação.

Ex.: válvulas esfera e borboleta.

Válvula Borboleta

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

Existem três partes básicas:

•Atuador;

•Castelo;

•Corpo.

Válvula pneumática da

miniplanta Amatrol.

Sede (orifício)

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

AtuadorDá a força necessária para movimentar o obturador. O atuador de é classificado de acordo com seu deslocamento em relação à entra-da do sinal de ar. Pode ser direto ou indireto.

Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação

Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação

Válvulas de ControleClassificação quanto à Ação

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

CasteloPermite a conexão do atuador ao corpo. Serve de guia da haste do obturador, acomodando a caixa de engaxetamento (gaxeta = anel de borracha usado para vedação na conexão de dois elementos). Pode ser: normal, aletado, alongado ou com foles de vedação.

Normal Aletado

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

Castelo

Alongado Com foles de vedação

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

Corpo

É a parte da válvula que entra em contato com o fluido, acomoda as sedes (orifícios) e acopla a válvula à linha de processo.

Pode ser classificado como de sede simples ou dupla.

Válvulas de ControlePartes de uma Válvula de Controle

Corpo

Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática

Válvulas de ControleOperação de uma Válvula Pneumática

Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula

O desempenho de uma válvula depende da forma e do tipo de obturador utilizado, assim como o mesmo reduz a área da sede através do qual passa o fluido.

A característica de vazão de uma válvula demonstra a proporciona-lidade da variação da vazão do fluido em relação à variação do deslocamento da haste.

Existem três características de vazão:

•Linear;

•Abertura rápida

•Igual percentagem.

Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula

Abertura rápida ~ parábola com concavidade para baixo.Igual porcentagem ~ exponencial.

Válvulas de ControleCaracterísticas de Vazão de uma Válvula

VálvulasVálvulas

Assunto

Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle

Válvulas de ControleFolha de especificação de uma Válvula de Controle

Válvulas de ControleVálvula Gaveta

Usadas para controle ON-OFF.

Características:•Abertura e fechamento lento;•Movimento linear; •Apenas para fluidos;

Acionamento:•Volante manual;•Redutor de engrenagens;•Atuador elétrico ou hidráulico.

Válvulas de ControleVálvula Globo (Gaiola)

Válvulas de ControleVálvula Esfera

Válvulas de ControleVálvula Borboleta e Guilhotina

Válvulas de ControleVálvula de Diafragma

Outros ElementosOutros Elementos

Assunto

Outros Elementos FinaisPSV (Pressure Safety and relief Valve) ou Válvula de Segurança)

Utilizadas como dispositivo de segurança,sendo acionados (abrindo) no caso da pressão ultrapassar o limite.

Não é usada no controle. Ver animação!

Cilindro pneumático

Outros Elementos Finais

Cilindro hidráulico

Outros Elementos Finais

Contatores e Relés

Outros Elementos Finais

Motores

Outros Elementos Finais

ServomotorMotores com realimentação para auto-posicionamento.

Outros Elementos Finais

Aquecedores, Resfriadores (Chiller) e Caldeiras

Outros Elementos Finais

Outros

Ventosa

Motor de passo

Outros Elementos Finais

ExperiênciasExperiências

Assunto

Operar válvula da miniplanta Amatrol (5ª exp. material avulso):

•Planta de processos; e/ou

•Planta térmica.

Experiências

Prof.: Guilherme P. Colnago

Dúvidas: gpcolnago@ifes.edu.br

Fim