As válvulas de retenção são a forma mais simples de dispositivos hidráulicos, pois permitem o fluxo livre de óleo em uma direção e bloqueiam o fluxo de óleo na direção oposta. As válvulas de retenção também podem ser usadas como controle direcional ou de pressão em um sistema hidráulico.
Na Figura 1, o óleo flui pela porta do lado esquerdo, através da válvula de retenção e sai pela porta do lado direito. Se a pressão se iguala ou é maior na porta do lado direito, a válvula de retenção se fecha e bloqueia o fluxo na direção oposta.
Bloquear Picos de Pressão
A válvula de retenção bloqueará os picos de pressão que retornam à bomba. Dependendo da pressão, o óleo flui da bomba para o sistema a uma velocidade de 15 a 30 pés por segundo. Quando um atuador direcional é desenergizado para bloquear o fluxo ou um cilindro atinge sua extensão total, o óleo é rapidamente “morto”. A pressão na linha pode aumentar rapidamente de duas a três vezes. A válvula de retenção deve então fechar e bloquear os picos de pressão que retornam à bomba.
Lembro-me de uma fábrica de compensados que trocou quatro bombas devido à fissuração dos corpos das bombas. Isso ocorreu ao longo de uma semana nas hidraulicas do descascador. Quando a fábrica ficou sem bombas, a equipe finalmente removeu a válvula de retenção e descobriu que o pistão e a mola não estavam mais na válvula.
Essa válvula de retenção de $150 custou à empresa $15,000 em bombas substitutas e mais $50,000 em tempo de inatividade da máquina. Essa foi uma válvula de retenção bastante cara. A verdade é que, se um mecânico tivesse olhado o esquema e sabido por que a válvula de retenção estava no sistema, a substituição das bombas e os gastos subsequentes teriam sido evitados.
Evitar Drenagem das Linhas de Óleo
Quando um sistema é desligado, é importante manter o óleo nas linhas. Em muitos casos, a bomba está montada abaixo do nível das válvulas, cilindros e motores do sistema. A válvula de retenção a jusante da bomba evitará que as linhas drenem uma vez que o motor elétrico seja desligado. Se o óleo nas linhas drenar através da bomba e para o reservatório, um vácuo será gerado.
O ar será puxado para as linhas através dos O-rings e vedações das válvulas e atuadores. Isso pode criar problemas ao reiniciar o sistema, pois o ar precisará ser purgado.
Bloquear o Fluxo de Óleo do Acumulador
Alguns sistemas possuem um acumulador hidráulico instalado a jusante da bomba e da válvula de retenção. Quando o sistema é desligado, há fluido pressurizado dentro do acumulador. A válvula de retenção bloqueará o fluxo do acumulador, prevenindo a rotação reversa da bomba.
Você pode observar o eixo da bomba ou o ventilador do motor elétrico para verificar se a válvula de retenção está funcionando. Observe que todos os sistemas que utilizam um acumulador devem ter um método para liberar a pressão hidráulica até zero psi quando o sistema é desligado.
Evitar o Fluxo de Óleo da Bomba Ativa para a Bomba em Espera
Em muitos sistemas, uma bomba é usada como reserva ou sobressalente. Cada bomba terá uma válvula de retenção na porta de saída da bomba. A válvula de retenção bloqueará o fluxo da bomba ativa para a bomba em espera, prevenindo a rotação reversa.
Lembro-me de ser chamado para uma fábrica de papel que estava perdendo uma das duas bombas em seus drives de lavador químico. A vedação do eixo de uma bomba sempre falhava. Quando a fábrica ficou sem sobressalentes, o pessoal teve que enviar sua última bomba por frete aéreo para a fábrica em Nova York.
O cronograma era tão crítico devido aos custos de inatividade que a bomba ainda estava quente quando a receberam de volta da fábrica. Pouco antes de instalar a bomba, removemos a válvula de retenção na linha de drenagem da caixa e encontramos a válvula travada na posição fechada. Isso impediu que o óleo na caixa da bomba drenasse, o que resultou na falha da vedação.
Controle de Pressão com Válvula de Retenção
Frequentemente, uma válvula de retenção é usada para controle de pressão. Uma aplicação comum é empregá-la como uma válvula de alívio para proteger um trocador de calor. Neste caso, a classificação da mola é geralmente de 65 a 100 psi.
Se o óleo estiver frio, a pressão de entrada para o resfriador pode atingir a classificação da válvula de retenção. A válvula de retenção então se abrirá e direcionará o volume da bomba em torno do resfriador. Uma válvula de retenção também fornecerá proteção para um trocador de calor do tipo ar se os tubos ficarem contaminados.
Há alguns anos, enquanto ensinava uma aula em uma serraria, observei os alunos fazendo exercícios práticos na serraria de bordas. Embora uma válvula de retenção estivesse mostrada no esquema para proteger o resfriador de ar, as linhas para a válvula de retenção estavam bloqueadas. Perguntei a um dos mecânicos sobre isso. Ele disse que a válvula de retenção foi retirada há anos e que eles tinham trocado o resfriador na semana anterior devido a tubos rompidos.
Ao solucionar problemas em sistemas hidráulicos, a maioria das pessoas busca algo grande para ser o problema, como uma bomba, válvula ou cilindro, mas cada componente tem uma função. Certifique-se de entender o propósito das válvulas de retenção em seus sistemas.
Por Al Smiley.
Traduzido pela equipe de conteúdos da Noria Brasil.
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ML 04/2018: "The Importance of Check Valves in Hydraulic Systems"
