Válvulas globo metálicas e plásticas...4 Válvulas globo e de controle de acionamento pneumático Posicionador Controlador de processo Cone regulador padrão* Indicadores elétricos

Válvulas globo metálicas e plásticas

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A seleção correta da válvula garante segurança

Dentro das mais variadas áreas de aplicação, válvulas estão sujeitas à diferentes exigências. As características químicas e físicas dos fluidos de operação influenciam significativa-mente na seleção do material dos componentes. Além dis-so, as exigências mecânicas e específicas do processo têm influência direta sobre a válvula. Para atender corretamente as condições de operação individual, além dos materiais, dos tipos de conexão e os atuadores, a GEMÜ oferece uma grande variedade de tipos de válvulas. Em geral, as informações do fabricante e a interação entre a pressão de operação/temperatura devem ser consideradas.

GEMÜ, sua parceira em tecnologia de válvulas e instrumentação. Além de uma fábrica com equipamentos modernos e máquinas de ultima geração, a nossa equipe motivada oferece o melhor serviço por meio de sua rede mundial de distribuidores e revendedores. Investimos continuamente na otimização dos produtos existentes e no desenvolvimento de novos produtos. Assim, criamos soluções específicas para cada aplicação individual.

www.gemu-group.com 3

Válvulas globo e de controle de acionamento pneumático 4 - 5Válvulas globo e de controle de acionamento motorizado e manual 6 - 7Principio de funcionamento das válvulas globo 8 - 9GEMÜ 514 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático 10GEMÜ 550 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático 11GEMÜ 554 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático 12GEMÜ 555 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático, para aplicações com vapor 13GEMÜ 549 eSyDrive Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, motorizado 14GEMÜ 530 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento pneumático 15GEMÜ 537 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento manual 16GEMÜ 532 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento pneumático 17GEMÜ 534 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento pneumático 18GEMÜ 536 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento pneumático 19GEMÜ 548 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, motorizado 20GEMÜ 312 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, de acionamento pneumático 21GEMÜ 314 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, de acionamento pneumático 22GEMÜ 352 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, de acionamento pneumático 23

GEMÜ 354 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, de acionamento pneumático 24GEMÜ 538 Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, motorizado 25GEMÜ 539 eSyDrive Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, motorizado 26GEMÜ 342 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, motorizado 27GEMÜ 344 Válvula globo de assento reto de 3/2 vias, motorizado 28GEMÜ 563 Válvula de controle de 2/2 vias, motorizado 29GEMÜ 566 Válvula de controle de 2/2 vias, com acionamento manual, pneumático e motorizado 30GEMÜ 567 BioStar® control Válvula de controle de 2/2 vias, manual, pneumático 31GEMÜ 553 Válvula globo de 2/2 vias, de acionamento pneumático e/ou manual 32GEMÜ 505 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento manual, para aplicações com vapor 33GEMÜ 507 34Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento manual 34Seleção e uso das válvulas globo 35 - 38Seleção das válvulas globo para tarefas de regulagem e controle 39 - 40O posicionador ideal para um controle suave do processo 41Visão Geral - posicionadores GEMÜ 42 - 45Cones reguladores para válvulas globo 46Visão geral - válvulas de controle 47Troca do atuador 48Visão geral - números R, Codificação dos cones reguladores para corpo de válvula com assento reduzido 49 - 50Combi switchboxes e indicadores elétricos de posição para válvulas lineares de acionamento pneumático 51Valor Kv 52Conceitos básicos da tecnologia de controle 53 - 60Ficha de especificações para o dimensionamento de cones reguladores para válvulas globo 61Cones reguladores GEMÜ padrão 62Fábricas e escritórios de vendas da GEMÜ pelo mundo 63

Índice

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Válvulas globo e de controle de acionamento pneumático

Posicionador Controlador de processo

Cone regulador padrão* Indicadores elétricos de posição, combi switchboxes e acessórios

GEMÜ 1434 µPos® GEMÜ 1435 ePos® GEMÜ 1436 cPos® GEMÜ 1436 cPos® eco GEMÜ 1436 cPos® GEMÜ 1236 GEMÜ 4242 GEMÜ 4222 GEMÜ 0324• linear• modificação de igual

percentagem

* Cones reguladores e versões de válvula de controle customizados sob consulta.

Válvulas globo de assento angular de 2/2 viasAbrir/fechar e configuração de controle

Válvulas globo de assento reto de 2/2 viasAbrir/fechar e configuração de controle


Válvulas de controle de 2/2 vias

GEMÜ 514 GEMÜ 554 GEMÜ 550 GEMÜ 555 GEMÜ 532 GEMÜ 534 GEMÜ 530 GEMÜ 536 GEMÜ 312 GEMÜ 314 GEMÜ 352 GEMÜ 354 GEMÜ 566 GEMÜ 567


Posicionador Controlador de processo

Cone regulador padrão* Indicadores elétricos de posição, combi switchboxes e acessórios

GEMÜ 1434 µPos® GEMÜ 1435 ePos® GEMÜ 1436 cPos® GEMÜ 1436 cPos® eco GEMÜ 1436 cPos® GEMÜ 1236 GEMÜ 4242 GEMÜ 4222 GEMÜ 0324• linear• modificação de igual

percentagem


Válvulas globo de assento angular de 2/2 viasAbrir/fechar e configuração de controle




GEMÜ 514 GEMÜ 554 GEMÜ 550 GEMÜ 555 GEMÜ 532 GEMÜ 534 GEMÜ 530 GEMÜ 536 GEMÜ 312 GEMÜ 314 GEMÜ 352 GEMÜ 354 GEMÜ 566 GEMÜ 567

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Válvulas globo e de controle de acionamento motorizado e manual

Posicionador e controlador de processo incorporado Cone regulador padrão* Posicionador e controlador de processo incorporado• linear• modificação de igual percentagem


Válvulas globo de assento angular de 2/2 vias Abrir/fechar e configuração de controle


Válvulas globo de assento reto de 3/2 viasAbrir/fechar

Válvula de controle de 2/2 vias Válvulas globo de assento angular de 2/2 viasAbrir/fechar



GEMÜ 548 GEMÜ 549 GEMÜ 538 GEMÜ 539 GEMÜ 342 GEMÜ 344 GEMÜ 563 GEMÜ 566 GEMÜ 507 GEMÜ 505 GEMÜ 537 GEMÜ 566 GEMÜ 567


Posicionador e controlador de processo incorporado Cone regulador padrão* Posicionador e controlador de processo incorporado• linear• modificação de igual percentagem


Válvulas globo de assento angular de 2/2 vias Abrir/fechar e configuração de controle



Válvula de controle de 2/2 vias Válvulas globo de assento angular de 2/2 viasAbrir/fechar



GEMÜ 548 GEMÜ 549 GEMÜ 538 GEMÜ 539 GEMÜ 342 GEMÜ 344 GEMÜ 563 GEMÜ 566 GEMÜ 507 GEMÜ 505 GEMÜ 537 GEMÜ 566 GEMÜ 567

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Dentro das mais variadas áreas de aplicação, válvulas estão sujeitas à diferentes exigências. As características químicas e físicas dos fluidos de operação influenciam significativamente na seleção do material dos componentes. Além disso, as exigências mecânicas e específicas do processo têm influência direta sobre a válvula. Para atender corretamente as condições de operação individual, além dos materiais, dos tipos de conexão e os atuadores, a GEMÜ oferece uma grande variedade de tipos de válvulas.

Em geral, as informações do fabricante e a interação entre a pressão de operação/temperatura devem ser consideradas. Este catálogo descreve as válvulas globo GEMÜ para aplicações industriais. Entre em contato conosco se perceber que, para a sua aplicação, é necessário outro tipo de válvula.

Características

• Dependendo da configuração, aplicação até uma pressão de operação de 40 bar e temperatura de operação de 180 °C (temperaturas mais elevadas sob consulta)

• Bem adequadas para elevados ciclos de acionamento e dosagem

• Boas características de controle

• Estão disponíveis válvulas de 2/2 e 3/2 vias

Áreas de aplicação

• Adequada para líquidos limpos, quimicamente neutros e pouco corrosivos - e também para gases e vapores

Áreas típicas de aplicação

• Produção e distribuição de gás industrial

• Produção de biogás

• Geração e distribuição de vapores industriais e esterilizados

• Sistemas de trocadores de calor

• Produção de espuma de poliestireno e tecnologia de embalagens

• Indústria de bebidas

• Indústria alimentícia

• Tinturarias e sistemas de limpeza

• Sistemas de enchimento

• Controle de ar e de gases

Principio de funcionamento Válvulas globo


Válvula globo Válvula globo de assento angular

fechado

semi-aberto

aberto aberto

fechado

semi-aberto

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GEMÜ 514Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático

Características• Atuador de pistão de alumínio pneumático

• Vedação na sede da válvula em PTFE ou aço

• Disponível como válvula de controle

• Pacote de gaxetas padrão adequado para vácuo

• Apropriado para contato com alimentos conforme o regulamento (CE) n.º 1935/2004 (opcional)

• Opção fole de metal disponível

• Conexão do fluido de acionamento girável a 360°

Atuador Pneumático

Diâmetro nominal DN 10 até 80

Configuração do corpo Corpo de passagem reta, corpo de passagem angular E (somente em aço inox fundido 1.4408, DN 15 - 50)

Conexão Soldas de topo, conexões roscadas, flanges. Normas e designs diferentes disponíveis

Função de acionamento Normal fechada (NF), normal aberta (NA), dupla ação (DA)

Material do corpo da válvula Bronze fundido, aço inox microfundido, aço inox fundido

Temperatura do fluido * -10 até 180 °C

Pressão de operação ** 0 até 25 bar

Vedação do assento PTFE, PTFE com fibra de vidro, aço

* dependendo do diâmetro nominal e da pressão de operação; ** dependendo do diâmetro nominal e da temperatura de operação



Características• Adequada para fluidos líquidos e gasosos, neutros e

corrosivos

• Troca mais rápida do atuador e posicionamento livre na linha por meio de fixação através de porca união


• Configurações de acordo com ATEX sob consulta

• Opcional para o contato com alimentos de acordo com a norma (CE) n° 1935/2004 (n° K. 1935)

• Pacote de gaxetas adequado para vácuo de até 20 mbar (a)

Atuador Pneumático



Conexão Soldas de topo, conexões roscadas, flanges, clamps. Normas e designs diferentes disponíveis


Material do corpo da válvula Aço inox microfundido, aço inox fundido, corpo em aço inox forjado



Material da vedação PTFE, PTFE com fibra de vidro


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corrosivos






Atuador Pneumático





Material do corpo da válvula Bronze fundido, aço inox microfundido, aço inox fundido, corpo em aço inox forjado



Material da vedação PTFE, PTFE com fibra de vidro, PFA



GEMÜ 555Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento pneumático, para aplicações com vapor

Características• Adequada para vapor puro e fluidos gasosos

• Acabamento superficial interno do corpo da válvula ≤ Ra 0,4 μm, acabamento superficial externo eletropolido

• Livre de metais não ferrosos

• Fole de aço inox

• Prato de assento soldado

• Baixa manutenção, fixação do prato de assento sem rosca

• Possibilidade de troca rápida do atuador

• Indicador ótico de posição integrado como padrão

• Rastreabilidade de todas as peças em contato com o fluido

• Adequada para o contato com alimentos de acordo com a norma (CE) nº 1935/2004

Atuador Pneumático


Configuração do corpo Corpo de passagem reta

Conexão Soldas de topo, clamps. Normas e designs diferentes disponíveis

Função de acionamento Normal fechada (NF)

Material do corpo da válvula Usinado de bloco, aço inox microfundido



Material da vedação PTFE


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GEMÜ 549 eSyDriveVálvula globo de assento angular de 2/2 vias, motorizado

Características• Curvas características de controle lineares e modificadas

conforme percentagens iguais realizáveis

• Valores de Kv de aprox. 38 - 120 m³/h (em função do diâmetro nominal, da sede da válvula e do cone regulador)

• Elevado valor da vazão

• Força e velocidade podem ser ajustáveis de forma variável

• Ampla facilidade de diagnóstico

• Operação via plataforma Web eSy-Web

• Indicador ótico de posição integrado e indicador LED de longo alcance


Atuador Motorizado


Configuração do corpo Corpo de passagem reta, corpo de passagem angular

Conexão Soldas de topo, conexões roscadas flanges. Normas e designs diferentes disponíveis

Voltagem 24 V CC

Material do corpo da válvula Aço inox microfundido, corpo em aço inox forjado



Vedação do assento PTFE, PTFE com fibra de vidro



GEMÜ 530Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento pneumático


corrosivos

• Corpo da válvula disponível em ferro fundido nodular e aço inox




• Castelo do atuador em aço inox para meios agressivos, de fácil limpeza


• O indicador ótico de posição é instalado como padrão para a função de acionamento NF; opcional para função de acionamento NA ou DA.

Atuador Pneumático



Conexão Flange. Normas e designs diferentes disponíveis


Material do corpo da válvula Aço inox fundido, ferro fundido nodular





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GEMÜ 537Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, de acionamento manual

Características• Corpo da válvula disponível em ferro fundido nodular e aço

inox

• Elevado coeficiente de vazão em construção compacta

• Sistema modular, a válvula também poderá ser equipada posteriormente com atuadores pneumáticos




Atuador Manual




Função de acionamento Acionamento manual, acionamento manual com trava do volante








Características• Atuador de pistão de alumínio pneumático

• Vedação na sede da válvula em PTFE ou aço


• Pacote de gaxetas padrão adequado para vácuo

• Apropriado para contato com alimentos conforme o regulamento (CE) n.º 1935/2004 (opcional)

• Opção fole de metal disponível

• Conexão do fluido de acionamento girável a 360°

Atuador Pneumático








Vedação do assento PTFE, PTFE com fibra de vidro, aço


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corrosivos

• Corpo da válvula disponível em ferro fundido nodular e aço inox




• Atuador de pistão plástico


Atuador Pneumático












Características• Elevado coeficiente de vazão

• Apropriada para pressões elevadas e altas temperaturas de operação


• Acessórios: Limitador de curso / indicador ótico de posição / acionamen-to manual de emergência / válvula piloto com acionamento manual / indicadores elétricos de posição / posicionadores eletropneumáticos


Atuador Pneumático








Material da vedação PTFE, PTFE com fibra de vidro, aço


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GEMÜ 548Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, motorizado

Características• Função abrir/fechar ou configuração de controle

• Velocidade de posicionamento e parâmetros de controle de fácil regulagem

• Inicialização e ajustes otimizados da válvula

• Parametrização durante a operação

• Limitador de torque

• Limitador de curso e de fechamento eletrônico


• Controlador de processo e posicionador estão sincronizados entre si

• Módulo de fonte de alimentação de emergência integrado opcional com uma posição de segurança

• Opção: versão com fole

Atuador Motorizado



Conexão Soldas de topo, conexões roscadas, clamps. Normas e designs diferentes disponíveis

Voltagem 12, 24 V CC 120, 230 V CA 50/60Hz

Material do corpo da válvula Bronze fundido, aço inox microfundido, aço inox fundido







Características• Adequada para fluidos neutros, líquidos e gasosos

• Ativação através de gases neutros

• Aplicável para fluidos de operação de altas temperaturas

• Os componentes que entram em contato com o fluido de operação podem ser adaptados para o caso de uma aplicação especifica

• A GEMÜ 312 permite agrupar as operações de controle que normalmente requerem duas válvulas individuais, tais como mistura, distribuição, aeração e não aeração

• Atuador de pistão de alumínio robusto, de baixa manutenção

• Adaptação simples para uso como válvula de controle

Atuador Pneumático


Configuração do corpo Multivias



Material do corpo da válvula Ferro fundido cinzento





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• Atuador de pistão de alumínio robusto, de baixa manutenção


Atuador Pneumático



Conexão Rosca fêmea


Material do corpo da válvula Bronze fundido












• Atuador de pistão robusto em plástico, de baixa manutenção



Atuador Pneumático










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• Atuador de pistão robusto em plástico, de baixa manutenção



Atuador Pneumático











GEMÜ 538Válvula globo de assento reto de 2/2 vias, motorizado

Características• Função abrir/fechar ou configuração de controle





• Limitador eletrônico de curso e de fechamento



• Opção: versão com fole


Atuador Motorizado








Material da vedação PTFE, PTFE com fibra de vidro, aço


DN 25 até 50

DN 65 até 100

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GEMÜ 539 eSyDriveVálvula globo de assento reto de 2/2 vias, motorizado

Características• Curvas características de controle lineares e modificadas

conforme percentagens iguais realizáveis

• Valores de Kv de aprox. 25 - 200 m³/h (em função do diâmetro nominal, da sede da válvula e do cone regulador)

• Elevado valor da vazão

• Força e velocidade podem ser ajustáveis de forma variável

• Ampla facilidade de diagnóstico

• Operação via plataforma Web eSy-Web

• Indicador ótico de posição integrado e indicador LED de longo alcance


Atuador Motorizado




Voltagem 24 V DC

Material do corpo da válvula Aço inox microfundido, ferro fundido nodular



Vedação do assento PTFE, PTFE com fibra de vidro




Características• Função abrir/fechar ou versão de controle








Atuador Motorizado










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Características• Função abrir/fechar ou versão de controle








Atuador Motorizado



Conexão Rosca fêmea DIN ISO 228








GEMÜ 563Válvula de controle de 2/2 vias, motorizado


corrosivos

• Sob voltagem, o motor é protegido contra sobrecarga

• Apropriada para aplicação como válvula de controle

• Indicador ótico de posição integrado

• Processamento direto de sinais 0/4 - 20 mA via um controlador integrado

• Método de abertura e fechamento é independente da pressão de operação presente

• Separação hermética entre fluido e atuador

Atuador Motorizado



Conexão Conexões roscadas. Normas e designs diferentes disponíveis


Material do corpo da válvula PVC-U cinza / cone regulador PEEK, PVDF / cone regulador PEEK

Temperatura do fluido * 0 até 80 °C


Material da membrana de separação FPM, EPDM


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GEMÜ 566Válvula de controle de 2/2 vias, com acionamento manual, pneumático e motorizado


corrosivos

• Disponibilidade de três tipos de atuadores (manual, pneumático, motorizado)

• Vazões de 63 - 2.500 l/h

• Configurações de acordo com ATEX sob consulta para acionamentos manual e pneumático

• Possibilidade de troca simples do atuador e automação posterior em razão do mecanismo de controle integrado

• A tubulação não precisa ser esvaziada para a troca do atuador, pois a haste é vedada com um diafragma de separação

• Estão disponíveis as característica de controle linear e de igual percentagem

Atuador Manual, pneumático, elétrico

Diâmetro nominal DN 8



Função de acionamento Acionamento manual, normal fechada (NF)


Material do corpo da válvula Aço inox microfundido

Temperatura do fluido * 0 até 80 °C


Material da membrana de separação FPM, EPDM



GEMÜ 567 BioStar® control Válvula de controle de 2/2 vias, manual, pneumático

Características• Atuador de design comprovado e confiável, manual,

pneumático

• Conceito inovador de vedação – vedação entre a câmara de fluido e atuador de PTFE (derivado do diafragma obturador)

• Fácil de limpar

• Controle de pequenas quantidades

Diafragma obturador• Vedação única via diafragma obturador

• Separação hermética entre atuador e fluido

• Redução significativa do deadleg em comparação com fole

• Limpeza eficaz

Atuador Manual Pneumático

Diâmetro nominal DN 8 até 20 DN 8 até 20

Configuração do corpo Corpo de passagem angular com/sem By-pass Corpo de passagem angular com/sem By-pass


Soldas de topo, clamps. Normas e designs diferentes disponíveis

Função de acionamento Acionamento manual Normal fechada (NF), normal aberta (NA), dupla ação (DA)

Material do corpo da válvula 1.4435 (316L), usinado de bloco 1.4435 (316L), usinado de bloco

Temperatura do fluido * 0 até 160 °C 0 até 160 °C

Pressão de operação ** 0 até 10 bar 0 até 10 bar

Vedação PTFE (vedação da haste), FKM (vedação do assento) PTFE (vedação da haste), FKM (vedação do assento)


Diafragma obturador

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GEMÜ 553Válvula globo de 2/2 vias, de acionamento pneumático e/ou manual


corrosivos


• Construção modular necessitando de pouco espaço

• É possível a integração simples dos sensores e/ou separação dos fluidos através de módulo universal

• É possível realizar funções de distribuição, mistura ou coleta

• É possível montar até 10 módulos individuais lado a lado

Atuador Pneumático e/ou manual


Configuração do corpo Corpo de passagem reta, corpo multivias

Conexão Rosca fêmea DIN ISO 228

Função de acionamento Normal fechada (NF), normal aberta (NA), dupla ação (DA), acionamento manual

Material do corpo da válvula Aço inox fundido 1.4408






GEMÜ 505Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento manual, para aplicações com vapor

Características• Adequada para vapor puro e fluidos gasosos

• Acabamento superficial interno do corpo da válvula ≤ Ra 0,4 μm, acabamento superficial externo eletropolido


• Fole de aço inox

• Prato de assento soldado

• Baixa manutenção, fixação do prato de assento sem rosca

• Possibilidade de troca rápida do atuador

• Indicador ótico de posição integrado como padrão

• Rastreabilidade de todas as peças em contato com o fluido

• Adequada para o contato com alimentos de acordo com a norma (CE) nº 1935/2004

Atuador Manual




Função de acionamento Acionamento manual

Material do corpo da válvula Usinado de bloco, aço inox microfundido





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GEMÜ 507 Válvula globo de assento angular de 2/2 vias, de acionamento manual

Características• Elevado coeficiente de vazão devido ao formato do ângulo

do assento




• Disponível como opção com prolongamento do volante para a aplicação em tubulações isoladas

Atuador Manual




Função de acionamento Acionamento manual, acionamento manual com trava do volante

Material do corpo da válvula Aço inox microfundido, aço inox fundido, corpo em aço inox forjado



Material da vedação PTFE, PTFE com fibra de vidro , PEEK



Seleção e uso das válvulas globo

O dimensionamento ideal das válvulas globo é decisivo para uma alta confiabilidade e vida útil longa. Simultaneamente, um bom dimensionamento reduz os custos de aquisição e operacionais da válvula. Na prática, infelizmente às vezes investe-se pouco tempo para o dimensionamento correto das válvulas globo para as funções de controle. Em muitos casos o diâmetro da tubulação e o tipo de conexão são considerados para a seleção. Em razão das incertezas sobre as faixas de operação e controle elevadas, margens de segurança são utilizadas para a seleção, fazendo com que atuadores superdimensionados sejam utilizados. Melhor seria determinar o valor Kv necessário e selecionar o atuador correto conforme os dados mais precisos possíveis sobre a pressão. A serie GEMÜ 550, por exemplo, oferece seis tamanhos diferentes de atuador para os diâmetros nominais DN 6 – 80. Isto permite a escolha correta da válvula de acordo com a aplicação desejada. Os esclarecimentos a seguir têm o intuito de servir como ajuda adicional. As válvulas globo apresentadas nas páginas a seguir representam uma seleção das válvulas e versões mais procuradas. Outras versões poderão ser disponibilizadas sob consulta e podem ser consultadas nas folhas de dados técnicos. Nossos vendedores e o suporte técnico terão um grande prazer em ajuda-lo na seleção correta.

Dimensionamento das válvulas globo

Os seguintes fatores de influência deverão ser considerados para o dimensionamento das válvulas globo:

• Diferencial máximo de pressão de operação da válvula

• Fluxo necessário (valor Kv)

• Tipo de fluido de operação

• Temperaturas de operação e ambiente (mín./máx.)

• Sentido de fluxo, posição de montagem e tamanho

• Vedação do assento e vedação das gaxetas conforme os parâmetros de processo e os fluidos de operação

• Função de acionamento necessária

• Atuador

• Pressão de acionamento (mín./máx.) em válvulas de acionamento pneumático

• Qualidade do ar de controle em válvulas de acionamento pneumático

Diferencial máximo de pressão de operação da válvula

Os dados de pressão de operação que constam das folhas de dados técnicos referem-se ao diferencial máximo de pressão presente na válvula e não à pressão do fluido de operação. Além disto, é necessário levar em consideração a resistência à compressão do corpo de válvula do ponto de vista da diferença máxima de pressão em relação ao ambiente. De modo geral, a resistência à compressão do corpo é maior do que a pressão máxima admissível de operação e, portanto não é variável determinante para o dimensionamento.É frequente deparar-se com dados de pressão de operação muito divergentes nas folhas de dados técnicos de diferentes fabricantes. Isto ocorre quando pressões mínimas de acionamento mais elevadas são definidas ou diâmetros menores de assento são utilizados, o que resulta também em valores Kv menores. Embora os diferentes tamanhos de válvula com suas conexões sempre padronizadas, não existem nenhuma especificação para a tolerância do diâmetro do assento. Isto significa, por exemplo, que uma válvula DN 15 não obrigatoriamente terá que possuir um diâmetro efetivo do assento correspondendo a 15 mm. Frequentemente, o diâmetro efetivo do assento neste diâmetro nominal é de apenas 13 mm. Nas válvulas globo GEMÜ padrão, com apenas algumas poucas exceções, o diâmetro nominal indicado corresponde ao diâmetro efetivo do assento.

Nos casos em que haja vácuo no processo, este fato também deverá ser levado em consideração. Todas as válvulas da GEMÜ são dimensionadas como padrão para vácuo ou são disponibilizadas com gaxetas apropriadas. O vácuo máximo admissível é de 20 mbar, dependendo do tipo de válvula.

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Fluxo necessário (valor Kv)

O calculo do valor de Kv é a maneira correta para o dimensionamento de uma válvula. Ele é descrito na pagina 48 deste catálogo. Nas fórmulas é possível verificar que, além do tipo de fluido de operação, a menor diferença de pressão de operação na válvula é, em particular, crucial para o cálculo. Os valores de Kvs informados nas folhas de dados técnicos da GEMÜ referem-se ao valor de Kv com a válvula completamente aberta (100% de curso.

Como já mencionado acima, a seleção conforme o diâmetro nominal e o tamanho da conexão resultam em diâmetros maiores de assento e atuadores maiores em muitas válvulas. Isto dá origem a custos de operação e aquisição maiores.

Tipo de fluido de operação

As válvulas globo da GEMÜ podem ser utilizadas para fluidos limpos, líquidos ou gasosos, tal como vapor. A estanqueidade da válvula no assento e para o exterior depende, entre outros, da composição química do fluido de operação. As versões padrão são projetadas para líquidos e geralmente são equipadas com uma vedação PTFE na sede da válvula. Para fluidos gasosos, são adequadas as vedações de elastômero oferecidas pela GEMÜ.

Para fluidos particularmente agressivos ou gasosos, disponibilizamos válvulas globo com fole de aço inox. Nas aplicações de controle, frequentemente são utilizadas vedações com fole em razão da elevada frequência de comutação.O uso das válvulas globo para fluidos contaminados é restrito. Para os fluidos contendo partículas, as válvulas de diafragma são a primeira escolha na maioria dos casos.

Temperaturas de operação e ambiente (mín./máx.)

As temperaturas de operação e ambiente máximas admissíveis informadas nas folhas de dados técnicos representam a carga máxima admissível para a válvula durante a operação. Isto significa que a temperatura ambiente m áxima e a temperatura máxima do fluido de operação podem ocorrer simultaneamente. Os jogos de gaxetas especiais e vedações das válvulas globo para temperaturas de operação até 300 °C estão disponíveis se necessário.

Nos casos em que forem necessárias combinações diferentes de temperatura, consulte o Suporte GEMÜ.



Sentido de fluxo, posição de montagem e tamanho

O sentido de fluxo preferencial das válvulas globo deve ser de fluxo por baixo do assento. Isto evita golpes de aríete que podem danificar a válvula e também toda a instalação. Nos casos em que for necessário realizar a instalação com o fluxo por cima do assento, as medidas apropriadas deverão ser adotadas para evitar golpes de aríete principalmente quando o uso de líquidos. O fluxo por cima do assento pode provocar um desgaste maior e possivelmente a falha precoce da válvula.

Nos gases e vapores, este fato é menos crítico em razão da compressibilidade do fluido. Aqui, o sentido de fluxo preferencial também é por baixo do assento.

A posição de montagem das válvulas pode ser escolhida livremente. A GEMÜ recomenda uma posição de montagem vertical, em pé. Isto irá garantir uma boa visibilidade da indicação e melhor acesso ao teclado em caso de instalação posterior de posicionadores e indicadores elétricos de posição.

Geralmente é dada a preferência às válvulas globo de assento angular em função do espaço de montagem extremamente reduzido em relação ao valor Kv obtido. Em caso de conexões flangeadas ou "clamp", há o perigo de colisão com os atuadores em razão da face a face curta. Por este motivo, estas conexões são frequentemente utilizadas com válvulas globo de assento reto. As válvulas globo de assento reto e angular não apresentam diferenças no que se refere ao seu funcionamento.

Requisitos de um design compacto de instalação

Para a montagem de válvulas globo em instalações extremamente estreitas e compactas os nossos corpos de válvula em versão angular podem ser utilizados. Em função da configuração flexível do corpo da válvula, é possível planejar as instalações e as máquinas de maneira compacta e com baixo peso.

Fluxo por baixo do assento

Fluxo por cima do assento

Construção com corpo da válvula em versão angular

Construção convencional

GEMÜ 550 com combi switchbox GEMÜ 4242

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Vedação do assento e das gaxetas As vedações de assento em PTFE existentes nas válvulas padrão e as gaxetas em PTFE/FPM são suficientes para a maioria das aplicações. Para temperaturas elevadas, são utilizadas vedações metal-metal no prato de assento e materiais de vedação especiais ou foles de aço inox na haste da válvula. As aplicações especificas que necessitem vedações NBR ou outras versões especiais, podem ser obtidas sob consulta. A construção das gaxetas da GEMÜ baseia-se em longa experiência nos mais diversos campos de aplicação e está disposta de tal modo que todos os elementos individuais são mantidos sob tensão através de mola pré-tensionada mesmo em caso de elevadas velocidades de posicionamento. Isto garante uma vedação ideal e durável.

Função de acionamento necessáriaComo padrão, as válvulas abrir/fechar com atuador pneumático da GEMÜ estão disponíveis com a função de acionamento 1 (normal fechada, NF), função de acionamento 2 (normal aberta, NA) e função de acionamento 3 (dupla ação, DA). Caso sejam necessárias versões diferentes, entre em contato com a nossa consultoria técnica.

Em adição às funções abrir/fechar simples, a GEMÜ disponibiliza soluções para todas as válvulas globo com posicionadores eletropneumáticos ou elétricos para as tarefas de controle. Além do atendimento dos requisitos associados à aplicação, as válvulas de controle também permitem aumentar a vida útil dos componentes da instalação. Em muitos casos, o controle contínuo permite minimizar o desgaste em comparação com a versão abrir/fechar simples.

AtuadoresA GEMÜ oferece uma ampla gama de atuadores de acionamento manual, pneumático ou motorizado. As válvulas de acionamento pneumático são preferidas para aplicações automatizadas em razão de seu custo de aquisição reduzido. Porem, os atuadores elétricos geralmente apresentam menores custos de operação. Se nos cálculos da rentabilidade conforme o princípio "Total-Cost-of-Ownership" (custo total da propriedade) forem levados em consideração não apenas os custos de aquisição para as válvulas, mas também os custos de operação, bem como os custos para a geração e distribuição de ar comprido ao longo de toda a vida útil da instalação, os argumentos passarão a favorecer os conceitos do sistema elétrico. Isto se aplica, em particular, nos casos em que as instalações são planejadas e construídas independentemente de uma alimentação existente ou a distribuição do ar comprimido se tornar muito cara em razão da vasta extensão de uma instalação.

Pressão de acionamento (mín./máx.) em válvulas de acionamento pneumáticoA pressão de acionamento depende da pressão de operação, da instalação da válvulas (sentido de fluxo por cima ou por baixo do assento), do diâmetro efetivo da sede da válvula e do pistão do atuador, da função de acionamento, das forças das molas no atuador e das forças de atrito dentro do atuador. A pressão de acionamento máximo geralmente é limitada para que o desgaste seja mantido dentro de limites aceitáveis. A pressão mínima de acionamento depende da pressão de operação especificada e da configuração da válvula. Na prática, também são possíveis pressões de acionamento menores ou maiores. Isto irá depender das condições na aplicação em particular.

Qualidade do ar de controle em válvulas de acionamento pneumático Os atuadores padrão da GEMÜ são projetados para o ar de controle disponibilizado por sistemas de alimentação de ar comprimido instalados e mantidos de forma adequada. Em alguns casos, os valores admissíveis para a qualidade do ar associados à quantidade de partículas e à umidade são ultrapassados de forma significativa. Uma grande quantidade de partículas de sujeira resulta em desgaste prematuro da vedação do êmbolo no atuador e, consequentemente, na redução da vida útil. Além disto, a alta umidade do ar dá origem a danos por corrosão. Os atuadores podem ser equipados com molas de aço inox para casos específicos de aplicação.


Atuador da função de acionamento 1, normal fechada (NF)

Atuador da função de acionamento 2, normal aberta (NA)

Atuador da função de acionamento 3, dupla ação (DA)


Seleção das válvulas globo para tarefas de regulagem e controle

As válvulas de controle atuam diretamente sobre o fluxo (indiretamente sobre a pressão, temperatura, concentração etc.). O efeito depende da abertura da válvula (seção transversal definida, liberada). Nas válvulas globo as execuções correspondentes da curva característica do fluxo são obtidos por meio de um contorno definida do assento (por exemplo, cone regulador). Para que o funcionamento seja o ideal, são necessários uma válvula apropriada, o cone regulador e um atuador adequados.

Os posicionadores GEMÜ 1434 µPos, GEMÜ 1435 ePos e GEMÜ 1436 cPos são utilizados nas soluções eletropneumáticas. O curso e a posição do cone regulador são alterados através do controle da pressão de acionamento. Nas soluções motorizadas, o motor regula diretamente esta posição.

As válvulas da GEMÜ para tarefas de controle são particularmente otimizadas em relação aos seguintes pontos:

• Curso longo do atuador para um pequeno aumento da seção transversal na sede da válvula

• Acionamento sem solavancos

• Longa vida útil em relação à frequência de comutação

Por meio da utilização de agulhas reguladoras, cones reguladores e obturadores tipo gaiola, atuadores podem ser otimamente projetados para o fluxo a ser controlado e as curvas características requeridas. Elas são preferencialmente utilizadas para fluidos limpos, em particular, também vapores e gases. Em aplicações estéreis ou fluidos com grande quantidade de partículas, deve ser dada preferência às válvulas de diafragma. Normalmente em casos de pressões elevadas somente as válvulas de esfera são levadas em consideração. Nos diâmetros nominais grandes, é dada preferência às válvulas gaveta e válvulas borboleta.

A seguir são apresentados resumidamente os problemas mais frequentes, que podem ser originados pelo dimensionamento incorreto das válvulas globo para tarefas de regulagem e controle.

• Resultados inadequados de controle em razão do dimensionamento incorreto da válvula

• Desgaste prematuro no que se refere à cavitação e a ruídos inaceitáveis

Resultados inadequados de controle em razão do dimensionamento incorreto da válvula

Em razão da não realização ou realização incorreta do calculo do valor Kv apenas uma pequena parte da faixa de controle possível é explorada ou o fluxo mínimo ou máximo exigido não é alcançado.

Se, apenas uma pequena parte da faixa de controle possível da válvula é utilizada as pequenas alterações do set-point resultam frequentemente em grandes oscilações não admissíveis da abertura da válvula, do fluxo e dos parâmetros de processo influenciados por estes últimos. A configuração dos parâmetros de controle no posicionador ou no atuador motorizado é significativamente dificultada e se torna parcialmente impossível, pois deixa de ser possível ajustar o curso da válvula com precisão suficiente ou a histerese condicionada pelo sistema se torna muito grande. De modo geral, os comportamentos de controle estático e dinâmico se tornam mais imprecisos. Nas válvulas de regulagem em circuito de controle aberto, as oscilações dos valores de fluxo aumentam com a mesma especificação de set-point.

Frequentemente são escolhidas válvulas com diâmetro nominal muito grande. Em função das tolerâncias mecânicas da sede da válvula e do cone regulador, não é possível um controle do fluxo na faixa de controle inferior. Somente a partir de aprox. 5-10% do curso é possível um controle reproduzível do fluxo sem maior complexidade técnica. Caso seja escolhida uma válvula muito grande, há a possibilidade da menor abertura ajustável e reproduzível ser maior que o fluxo mínimo necessário. Por este motivo, portanto, frequentemente são usadas válvulas com um diâmetro de assento reduzido. Os cones reguladores padrão apresentados na pagina 58 deste catálogo representam os tipos mais populares. As válvulas com assento reduzido e tolerâncias estreitas também disponibilizadas pela GEMÜ encontram-se listadas na página 45 deste catálogo.

Além disto, não é possível avaliar a relação de regulagem da válvula sem que seja feita uma análise da faixa de valor Kv necessária. Como relação de regulagem entende-se a abertura máxima necessária em relação à abertura mínima. A GEMÜ recomenda uma relação de regulagem de 50:1. Relações de regulagem maiores (até 100:1) são possíveis, mas exigem medidas adicionais com relação ao mecanismo da válvula e condições ideais de instalação.

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Desgaste prematuro no que se refere à cavitação e a ruídos inaceitáveis

Ao selecionar as válvulas e equipamentos de controle, problemas associados com a cavitação podem ocorrer. São possíveis danos na guarnição interna da válvula, no corpo da válvula ou na tubulação. Além disto, podem ocorrer ruídos de alta intensidade com frequência elevada.

Como cavitação entende-se a formação de bolhas de vapor em líquidos. Ela ocorre quando a pressão estática local em um líquido se reduz abaixo do valor crítico. Esta condição pode ocorrer, por exemplo, no estrangulamento entre a sede da válvula e o cone regulador. Quando a pressão se eleva novamente após o estrangulamento, as bolhas de ar se desintegram, ou seja, implodem. Isto faz com que sejam originados jatos de líquido com uma velocidade maior, que irão causar danos ao atingirem peças da guarnição interna da válvula ou à tubulação. Moléculas são extraídas das superfícies dos componentes adjacentes. A cavitação causa o desgaste precoce e a falha dos componentes.

Para evitar a cavitação, a velocidade de saída do fluido na sede da válvula não deve ser muito alta. A velocidade máxima de

fluxo depende do fluido e, portanto, deve ser avaliada de modo individual.Recomendamos que a válvula de controle seja previamente calculada pela GEMÜ. Desta forma, serão determinadas as eventuais características, tais como cavitação ou velocidades aumentadas de fluxo, que poderão ocorrer e ser apresentadas sugestões de solução para minimizá-las ou evitá-las. Além do dimensionamento correto da válvula, o curso da tubulação antes e após a válvula também influencia o fluxo. Não devem ser instaladas seções curvas de tubulação diretamente antes e após a válvula. O trajeto livre de saída deve possuir, no mínimo, um comprimento 10 vezes maior do que o diâmetro da válvula. Sempre que possível, devem ser utilizados tubos com diâmetro maior na saída.

O dimensionamento da válvula de controle pode ser realizado com a ajuda do software de dimensionamento CONVAL tomando como base as condições do processo. As válvulas de controle da GEMÜ também podem ser calculadas por meio do software de dimensionamento ValveSizer, baseado no CONVAL, da própria GEMÜ.

Seleção das válvulas globo para tarefas de regulagem e controle

GEMÜ 554 com posicionador GEMÜ 1434 µPos®


GEMÜ 1436 cPos®

Notas sobre a seleção de posicionadores

O funcionamento ideal de um sistema de controle de processo não é alcançado apenas através da escolha do posicionador. Todos os componentes do sistema devem estar adaptados de forma otimizada uns em relação aos outros. Caso contrário, serão obtidos resultados inadequados de regulagem e controle. Quanto mais elevadas forem as exigências com relação à precisão do controle, relação de regulagem, cavitação e custos operacionais e de aquisição ideais, maior será o cuidado necessário durante a seleção.

Posicionadores eletropneumáticos

Frequentemente os posicionadores eletropneumáticos são utilizados como posicionadores ou como posicionadores e controladores de processo em um aparelho combinado para as funções de controle. Em razão dos custos de aquisição menores quando comparados aos atuadores motorizados, os posicionadores eletropneumáticos são utilizados em todos os casos em que o ar de controle já se encontra disponível. A combinação de posicionadores eletropneumáticos e válvulas controladas por ar comprimido é basicamente determinada pela tarefa de controle.

A GEMÜ desenvolveu uma série completa para a realização das mais diversas tarefas de controle. A gama de posicionadores eletropneumáticos compreende o GEMÜ 1434 µPos®, GEMÜ 1435 ePos® e GEMÜ 1436 cPos®.

• GEMÜ 1434 μPos® - um posicionador simples, de custo extremamente baixo para atuadores lineares de simples ação sem display e sem teclado de ajuste

• GEMÜ 1435 ePos® e GEMÜ 1436 cPos® como posicionadores para uso em aplicações exigentes. Por meio do teclado e display no lado frontal, podem ser ajustados de maneira individual em relação à tarefa de controle específica

• GEMÜ 1436 cPos® como controlador de processo com posicionador integrado

Além disto, a relação entre saída de ar do posicionador, pressão necessária de acionamento e tamanho do atuador também é importante. Esta relação determina o tempo de operação da válvula. Dependendo da tarefa e da faixa de controle da válvula, são necessários tempos de operação mais curtos e, consequentemente, vazões mais elevadas por parte das válvulas de controle nos posicionadores. O posicionador GEMÜ 1434 µPos® foi desenvolvido especificamente para atuadores lineares pequenos.

Normalmente, a pressão piloto para uma válvula globo é controlada num posicionador e uma abertura de válvula é definida com o resultado. O GEMÜ 1436 cPos® oferece adicionalmente um circuito de controle sobreposto para o controle do processo. Ele pode ser utilizado como controlador descentralizado do processo e, desta forma, alivia o controle central.

Independentemente do dimensionamento correto da válvula, a válvula com o posicionador e os sensores necessários deve ser instalada no "local correto" do sistema de tubulação. Somente assim será possível garantir um funcionamento ideal. Nos posicionadores eletropneumáticos, por exemplo, os sensores de pressão e de fluxo devem ser instalados antes da válvula e os sensores de temperatura e de valor pH após a válvula.

Posicionadores elétricos e atuadores de controle

A GEMÜ oferece várias séries de válvulas com atuador motorizado. Estes atuadores representam uma alternativa ideal em ambientes estéreis ou quando forem considerados os custos totais de propriedade ("Total Costs of Ownership"). Os custos de aquisição para uma válvula motorizada são mais elevados, mas vantagens de custos poderão ser percebidas se forem levados em consideração os custos totais ao longo da vida útil. A funcionalidade dos atuadores é comparável com aquela dos posicionadores eletropneumáticos. Os atuadores podem ser fornecidos tanto com posicionadores integrados, bem como também com posicionadores e controladores de processo combinados.

O posicionador ideal para um controle suave do processo

42

Em adição aos parâmetros de processo e ao sistema de controle para os quais um posicionador deve ser adequado, outras funções e características técnicas são importantes para a escolha do posicionador correto.Para facilitar a escolha, fizemos a comparação entre as principais características dos quatro posicionadores da GEMÜ.

Visão Geral - posicionadores GEMÜ

Funções/características GEMÜ 1434 µPos® GEMÜ 1435 ePos® GEMÜ 1436 cPos® GEMÜ 1436 cPos® ecoTipo de controlador Posicionador ● ● ● ●

Controlador de processo ●

Operação Display local/teclado ● ●

Indicador de posição ● ● ● ●

Usuário web-browser ●

Fieldbus (Profibus DP, Device Net) ●

Carcaça Plástico ● ● ●

Alumínio/versão robusta ●

Funções Inicialização automática (speed-AP) ● ● ● ●

Alarme/falhas ● ●

Ajuste de posições mín./máx. ● ●

Montagem Montagem direta em atuador linear ● ● ● ●

Montagem remota em atuador linear ● ● ● ●

Montagem direta em atuador quarto de volta ● ● ●

Montagem remota em atuador quarto de volta ● ● ● ●

Função de acionamento do atuador

Função de acionamento 1, normal fechada (NF) ● ● ● ●

Função de acionamento 2, normal aberta (NA) ● ● ● ●

Função de acionamento 3, dupla ação (DA) ● ●

Saída de ar 15 Nl/min. 50 Nl/min.90 Nl/min.

150 Nl/min.200 Nl/min.300 Nl/min.

150 Nl/min.200 Nl/min.


Posicionador eletropneumático GEMÜ 1434 μPos®

O posicionador digital GEMÜ 1434 µPos detecta a posição da válvula por meio de seu sensor de posição de vida longa. Foi especialmente projetado para atuadores lineares pequenos. Ele dispõe de uma carcaça leve e robusta em plástico e alumínio (opcional, aço inox).

Características• Inicialização automática através de sinal 24 V CC

• Otimização automática do controle da válvula durante a inicialização

• Sem consumo de ar quando inativo

• Adequado para atuadores lineares de simples ação

• Conectores pneumáticos de encaixe rápido

• Construção compacta, dimensões reduzidas

• Possibilidade de montagem remota do posicionador e do sensor de posição

• Potenciômetro integrado

• Custo de investimento reduzido

• Custo de operação reduzido

• Rápido comissionamento, sem necessidade de abertura da carcaça

• Operação simples

• Fácil montagem nas válvulas GEMÜ e de outros fabricantes

• Conexão elétrica e pneumática simples

• Função Speed-AP

GEMÜ 550 com GEMÜ 1434 µPos®

GEMÜ 534 com GEMÜ 1434 µPos®

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GEMÜ 530 com GEMÜ 1435 ePos®

GEMÜ 550 com GEMÜ 1435 ePos®

Posicionador eletropneumático GEMÜ 1435 ePos®

O posicionador digital, eletropneumático GEMÜ 1435 ePos® detecta a posição da válvula por meio do seu sensor de posição remoto. Ele possui uma carcaça metálica robusta com teclas de operação protegidas e um display LC de fácil leitura e com iluminação de fundo. Os tempos de operação são ajustáveis por reguladores de pressão integrados.

Características• Menu simples e auto-explicativo

• Função automática de inicialização

• Otimização automática do controle da válvula durante a inicialização

• Função de segurança em caso de falha de ar ou energia elétrica

• Sem consumo de ar quando inativo

• Saídas digitais reguláveis para valores limite

• Funções reguláveis de alarme

• Operação através de teclado frontal

• Adequado para atuadores quarto de volta ou lineares

• Aplicável em atuadores de simples ou dupla ação

• Possibilidade de montagem remota do posicionador e do sensor de posição

• Custo de operação reduzido, sem consumo de ar quando inativo

• Elevada saída de ar para atuadores maiores

• Rápido comissionamento

• Operação simples

• Fácil adaptação na válvula

• Conexão elétrica simples através de terminais destacáveis

• Função Speed-AP


Posicionador eletropneumático com controlador de processo integrado GEMÜ 1436 cPos®

O GEMÜ 1436 cPos® é um posicionador digital, eletropneumático com controlador de processo integrado para o controle de líquidos, gases e vapores. Os sinais captados pelo sensor de processo (por exemplo, fluxo, nível de preenchimento, pressão, temperatura) são registrados através do controlador de processo opcional sobreposto e regulados conforme os valores nominais especificados. O teclado e o display iluminado estãona parte frontal do equipamento. Conexões pneumáticas e elétricas estão na parte de traz do equipamento. Válvulas de regulagem pneumáticas integradas permitem a regulagem do ar de controle para adaptar o posicionador em relação aosdiversos atuadores e velocidades de posicionamento.Características• Controle de processo PID implementável• Controle remoto• Diagnóstico, alarme, monitoramento• Servidor web integrado• Parâmetros memorizáveis e recarregáveis• Níveis de utilização (autorização de acesso)

• Fieldbus: Profibus DP, Device Net• Comunicação sem fio via Bluetooth (opcional)• Menu simples e auto-explicativo• Otimização automática do controle da válvula durante a

inicialização automática• Função de segurança em caso de falha de ar ou energia elétrica• Entradas digitais opcionais• Saídas de relé de configuração livre• Parametrização durante a operação • Possibilidade de montagem remota do posicionador e do

sensor de posição• Reduzido custo de operação, sem consumo de ar quando inativo • Elevada saída de ar para atuadores maiores• Rápida colocação em operação• Operação simples• Sem consumo de ar quando inativo• Fácil adaptação na válvula• Função Speed-AP

• Interface e.sy-com

GEMÜ 536 com GEMÜ 1436 cPos®

GEMÜ 566 com GEMÜ 1436 cPos®

46

Cones reguladores para válvulas globo

100

80

60

40

20

0 10080604020

1:50

1:25

linear

% do valor Kv

% do cursoCurvas características típicas de controle

Agulha reguladora

Cone regulador

Obturador tipo gaiola

Para obter uma influência flexível sobre o fluxo volumétrico em uma tubulação, um controle abrir/fechar simples não é suficiente. É necessário ajustar o fluxo volumétrico de maneira precisa dentro de uma faixa apropriada para a tarefa de controle. Para tal, são utilizadas as válvulas correspondentes com cones reguladores ao invés dos pratos de assento convencionais. Estas podem ser dimensionadas e fabricadas de modo a atender as especificidades da aplicação e obter as características de controle desejadas.

Com o aumento do grau de abertura da válvula, o cone regulador libera a fenda anelar na sede da válvula conforme uma curva de controle definida. Para que o funcionamento seja ideal, são necessários uma válvula globo apropriada, o cone regulador correto e um atuador adequado. As curvas características mais frequentemente utilizadas são lineares, assim como de igual percentagem, 1:25 e 1:50. Linear significa que o valor Kv aumenta linearmente junto com o curso de abertura da válvula. Na posição de válvula 50 % aberta, o valor Kv corresponde a 50 %. Desta forma, é possível controlar a válvula de maneira adequada ao longo de toda a faixa de curso.

Os corpos de controle podem apresentar as mais diversas geometrias conforme o tipo de válvula globo e o diâmetro nominal. As agulhas reguladoras são utilizadas em diâmetros nominais muito pequenos e altas pressões, pois elas permitem um controle extremamente preciso. Por razões de peso, cones reguladores modificados ou obturadores tipo gaiola são utilizados nos diâmetros nominais maiores.Um obturador tipo gaiola oferece a vantagem de ser adicionalmente conduzido em razão de sua construção na sede da válvula.


Visão geral - válvulas de controle

Produtos

Composição

GEMÜ 554 GEMÜ 530GEMÜ 550 GEMÜ 532GEMÜ 514 GEMÜ 534

Atuador com cone regulador Corpo da válvula (com ou sem redução)

Válvula de controle

Número R* Válvula de controle Exemplo

RSxxx** Válvulas de controle padrão*** 550 20D 137 512G1RS112

RAxxx, RBxxx,... Válvula de controle padrão com assento reduzido 550 20D 137 512G1RE405

Rxxxx Válvula de controle com ou sem assento reduzido 550 20D 137 512G1R1368

48

Troca do atuador

Ao trocar o atuador, as seguintes informações devem ser observadas:

• O diâmetro nominal do atuador deve corresponder com o diâmetro nominal do corpo da válvula.

• Os atuadores das válvulas globo de assento angular GEMÜ 514, GEMÜ 550 e GEMÜ 554 podem ser montados no mesmo corpo de válvula de assento angular. Da mesma forma, os atuadores das válvulas globo de assento reto GEMÜ 530, GEMÜ 532 e GEMÜ 534 podem ser montados no mesmo corpo de válvula de assento reto.

• Nas válvulas com assento reduzido, é necessário atentar para a combinação correta entre corpo da válvula e atuador. Para tal, é necessário comparar a etiqueta do atuador com a marcação existente no corpo da válvula.

Exemplo

O tipo GEMÜ 554 deve ser convertido para o tipo GEMÜ 550. O corpo da válvula deve ser mantido.

1. O tipo de válvula, o diâmetro nominal e o número R da válvula de saída devem ser conhecidos:

2. Os dados da válvula a ser modificada possibilita a determinação do valor Kv utilizando a folha de dados técnicos do tipo GEMÜ 554.

3. Tomando como base a folha de dados técnicos da válvula de controle de tipo GEMÜ 550 é, então, possível re-selecionar o numero R possível. Nota: Em caso de um numero R prévio RExxx, somente um atuador para um assento reduzido poderá ser utilizado.

4. O seguinte atuador foi selecionado: 9550 20Z 5 12 G 1 RE405.

5. Converter a válvula através da montagem do atuador GEMÜ 9550 para o tipo GEMÜ 550:

Válvula de saída Valor Kv Diâmetro da sede da válvula

554 20D 1 37 5 1 1 RE402 1,6 m³/h, mod. EQ 10 mm

Válvula de controle convertida Valor Kv Diâmetro da sede da válvula

550 20D 1 37 5 1 1 RE405 1,6 m³/h, mod. EQ 10 mm

Marcação no corpo da válvula Corpo de passagem angular

Marcação no corpo da válvula Corpo de passagem reta

Fritz

-Müll

er-S

tr.6-

8 D-

7465

3 Ing

elfing

en

Etiqueta do atuador, Exemplo do tipo GEMÜ 554

Marcação no corpo da válvula Corpo de passagem reta Exemplo R010

RxxxxR010DN20

Rxxxx

RXXX

Etiqueta Atuador

Marcação no corpo da válvula

Diâmetro da sede da válvula

RAxxx R002 2 mm

RBxxx R004 4 mm

RCxxx R006 6 mm

RDxxx R008 8 mm

RExxx R010 10 mm

RFxxx R012 12 mm

RGxxx R015 15 mm

RHxxx R020 20 mm

RJxxx R025 25 mm

RKxxx R032 32 mm

RMxxx R040 40 mm


Válvulas globo de assento angular GEMÜ 514 GEMÜ 550 GEMÜ 554Diâmetro nominal

Corpo da válvula linear de igual percen-

tagem (mod.)Valor Kv (m³/h) linear de igual percen-


tagem (mod.)Valor Kv (m³/h)

15

R002 - RA406 0,16 - RA404 0,16 - RA402 0,16

R004

RB207 - 0,16 RB204 - 0,16 RB201 - 0,16

RB208 RB405 0,25 RB205 RB403 0,25 RB202 RB401 0,25

RB209 RB406 0,4 RB206 RB404 0,4 RB203 RB402 0,4

R006RC205 RC405 0,63 RC203 RC403 0,63 RC201 RC401 0,63

RC206 RC406 1,00 RC204 RC404 1,00 RC202 RC402 1,00

R008 RD205 RD405 1,60 RD203 RB403 1,60 RD201 RD401 1,60

R010 RE207 RE407 2,5 RE204 RE404 2,5 RE201 RE401 2,5

20

R008 RD206 RD406 1,60 RD204 RD404 1,60 RD202 RD402 1,60

R010 RE208 RE408 2,50 RE205 RE405 2,50 RE202 RE402 2,50

R012 RF207 RF407 4,00 RF204 RF404 4,00 RF201 RF401 4,00

R015 RG209 RG409 6,30 RG205 RG405 6,30 RG201 RG401 6,30

25

R010 RE209 RE409 2,50 RE206 RE406 2,50 RE203 RE403 2,50

R012 RF208 RE408 4,00 RF205 RF405 4,00 RF202 RF402 4,00

R015 RG210 RG410 6,30 RG206 RG406 6,30 RG202 RG402 6,30

R020 RH209 RH409 10,00 RH205 RH405 10,00 RH201 RH401 10,00

32

R012 RF209 RF409 4,00 RF206 RF406 4,00 RF203 RF403 4,00

R015 RG211 RG411 6,30 RG207 RG407 6,30 RG203 RG403 6,30

R020 RH210 RH410 10,00 RH206 RH406 10,00 RH202 RG402 10,00

R025 RJ207 RJ407 16,00 RJ204 RJ404 16,00 RJ201 RJ401 16,00

40

R015 RG212 RG212 6,30 RG208 RG408 6,30 RG204 RG404 6,30

R020 RH211 RH211 10,00 RH207 RH407 10,00 RH203 RH403 10,00

R025 RJ208 RJ208 16,00 RK205 RJ405 16,00 RJ202 RJ402 16,00

R032 RK205 RK205 25,00 RK203 RK403 25,00 RK201 RK401 25,00

50

R020 RH212 RH212 10,00 RH208 RH408 10,00 RH204 RH404 10,00

R025 RJ209 RJ209 16,00 RJ206 RJ406 16,00 RJ203 RJ403 16,00

R032 RK206 RK204 25,00 RK404 RK202 25,00 RK402 25,00 25,00

R040 RM203 RM202 40,00 RM402 RM201 40,00 RM401 40,00 40,00

Atente para as informações contidas na folha de dados técnicos.

Nota importante: As identificações RAxxx, RBxxx e RCxxx referem-se a conjuntos de cone regulador e haste unidos de forma fixa. Portanto, a troca posterior do cone regulador não é possível.

Visão geral - números R Codificação dos cones reguladores para corpo de válvula com assento reduzido

50

Válvulas globo de assento reto GEMÜ 530 GEMÜ 532 GEMÜ 534Diâmetro nominal

Corpo da válvula linear de igual percen-



tagem (mod.)Valor Kv (m³/h)

15

R002 - RA304 0,16 - RA306 0,16 - RA302 0,16

R004

RB104 - 0,16 RB107 - 0,16 RB101 - 0,16

RB105 RB303 0,25 RB108 RB305 0,25 RB102 RB302 0,25

RB106 RB304 0,40 RB109 RB306 0,40 RB103 RB301 0,40

R006RC103 RC303 0,63 RC105 RC305 0,63 RC101 RC301 0,63

RC104 RC304 1,00 RC106 RC306 1,00 RC102 RC302 1,00

R008 RD103 RD303 1,60 RD105 RD305 1,60 RD101 RD301 1,60

R010 RE104 RE304 2,50 RE107 RE307 2,50 RE101 RE301 2,50

20

R008 RD104 RD304 1,60 RD106 RD306 1,60 RD102 RD302 1,60

R010 RE105 RE305 2,50 RE108 RE308 2,50 RE102 RE302 2,50

R012 RF104 RF304 4,00 RF107 RF307 4,00 RF101 RF301 4,00

25

R010 RE106 RE306 2,50 RE109 RE309 2,50 RE103 RE303 2,50

R012 RF105 RF305 4,00 RF108 RF308 4,00 RF102 RF303 4,00

R015 RG104 RG304 6,30 RG107 RG307 6,30 RG101 RG301 6,30

32

R012 RF106 RF306 4,00 RF109 RF309 4,00 RF103 RF302 4,00

R015 RG105 RG305 6,30 RG108 RG308 6,30 RG102 RG302 6,30

R020 RH104 RG304 10,00 RH107 RH307 10,00 RH102 RH301 10,00

40

R015 RG106 RG306 6,30 RG109 RG309 6,30 RH103 RG303 6,30

R020 RH105 RH305 10,00 RH108 RH308 10,00 RH101 RH302 10,00

R025 RJ103 RJ303 16,00 RJ105 RJ305 16,00 RJ101 RJ302 16,00

50

R020 RH106 RH306 10,00 RH109 RH309 10,00 RH103 RH303 10,00

R025 RJ104 RJ304 16,00 RJ106 RJ306 16,00 RJ102 RJ301 16,00

R032 RK102 RK302 25,00 RK103 RK303 25,00 RK101 RK301 25,00

Atente para as informações contidas na folha de dados técnicos.

Nota importante: As identificações RAxxx, RBxxx e RCxxx referem-se a conjuntos de cone regulador e haste unidos de forma fixa. Portanto, a troca posterior do cone regulador não é possível.

Visão geral - números R Codificação dos cones reguladores para corpo de válvula com assento reduzido


Combi switchboxes e indicadores elétricos de posição para válvulas lineares de acionamento pneumático

Os nossos dispositivos registram o curso da válvula em qualquer posição de montagem, sem folgas e sem tensões. Nas series GEMÜ 1234, 1235, 4222 e 4242, a base do sensor está ligada positivamente à haste da válvula por meio de uma mola pré-tensionada de modo que as possíveis forças tangenciais do atuador não afetem de forma negativa o indicador de posição. Os indicadores elétricos de posição podem ser montados de forma simples e rápida, e seu manuseio é muito simples.

Combi switchboxes Indicadores elétricos de posição

Tipo4242 1 4222

(item desconti-nuado)

4226 4216 1234 1235/ 1236

1242 1201 1211 1231 1214 1215 1230 1232

Curso da válvula (em mm)2 - 75 3 - 30

6 - 50 9 - 75

até 30 até 50 1 - 10 2 - 30 4 - 50 5 - 75

2 - 46 2 - 70 2 - 70 2 - 20 2 - 70 2 - 20 2 - 20

Conexão elétrica M12 Prensa cabo M12 Prensa cabo Prensa cabo, M12 (opcional)

Programável ● ● ● ● ●Com válvula piloto integrada ● ● ● ●

Versão ● ● ● ● ● 2

Interface Fieldbus ● ● ● ●Ajuste mecânico (sensor de proximidade) ● ● ● ● ● ●

Ajuste mecânico (microswitches) ● ●

Interface IO-Link ● ● ●Indicador ótico de posição (LED) ● ● ● ● ● ● ● ●

Indicador ótico de posição (mecânico) ● * ●

Feedback (ABERTO e FECHADO) ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Feedback (ABERTO) ●

1 Produto alternativo para item descontinuado GEMÜ 42222 sem conector M12 opcional* somente para tamanho 2

52

Valor Kv

As válvulas sempre influenciam o fluxo volumétrico. Portanto, o valor Kv é muito importante para o dimensionamento correto da válvula. O fluxo volumétrico para a tarefa de controle deve estar sempre dentro da faixa de controle ideal da válvula. Se o fluxo volumétrico se encontrar fora da faixa ideal ou muito próximo do valor Kv inferior, outra válvula deve ser selecionada. A instalação de uma segunda válvula de controle pode ser útil para abranger de maneira ideal a faixa de controle critica, em caso que se tenha uma faixa de controle muito ampla.O valor Kv é o coeficiente de vazão de uma válvula. O valor Kv pode ser determinado em qualquer posição de abertura de uma válvula. O valor KVs indica o valor Kv máximo e, geralmente é atingido com uma válvula totalmente aberta. O valor Cv é o coeficiente de vazão em US-Gal/min. A conversão é realizada conforme a fórmula abaixo.

Unidade de medida do valor Kv

Se o valor Kv for indicado sem unidade de medida, ou seja, somente como número, é assumido a medida em m³/h. Nos casos em que uma medida diferente for defina, a unidade de medida correspondente deverá ser indica após o número.

Determinação do valor Kv

Sempre que possível, os valores Kv devem ser determinados por meio de uma medição a 1 bar de perda de pressão com água a uma temperatura de 5 até 40 °C e devem ser indicados em m3/h.Ao executar a medição, é necessário atentar para que a válvula e também as tubulações de conexão estejam completamente preenchidas com água. Nos casos em que não seja possível realizar a determinação com uma perda de pressão de 1 bar com água, também são admissíveis medições sob outras condições.Para que seja possível garantir a validade da fórmula de conversão a seguir, a perda de pressão deverá ser entre 0,35 bar e 1,0 bar para estes casos

Base de cálculo para valores Kv

Devem ser utilizadas formulas que levem em consideração todos os parâmetros e variáveis físicas que apresentam divergências em relação ao teste. Como os líquidos, os gases e os vapores estão sujeitos a leis diferentes, há também fórmulas diferentes. As fórmulas de cálculo originais são muito extensas, portanto as assim chamadas fórmulas "simplificadas" são utilizadas na maioria dos casos. É importante que a simplificação não seja total e que a unidade utilizada para o valor Q ou o valor Kv seja idêntica.

1 Cv = 1,17 x Kv 1 Kv = 0,86 x Cv

Perda de pressão Kv para água para líquido para vapor para gases

Kv

Kv

∆p<=

p� 2

p�> p� 2

∆p> p� 2

p�< p� 2

Q √∆p

= Q √∆p

= Q 31,6

. ρ� ∆p

= Q 31,6

. ρ� ∆p

= M 31,6

. v' ∆p

.

= M 31,6

. 2 · v" p�

.

= Qn 514

. ρn·T1 ∆p·p2

= Qn 257· p�

. ρn·T1

Kv m³/h Coeficiente de vazão da válvula ρ1 kg/m³ Densidade do material no estado de operação T1 e p2

Q m³/h Vazão ρn kg/m³ Densidade do gás a 0 °C e 1014 mbar

Qn m³/h Fluxo volumétrico do gás a 0 °C e 1014 mbar v' m³/kg Volume específico de vapor a T1 e p2

Mmáx kg/h (Mmín) - máximo (mínimo) para vazão da carga a ser controlada v" m³/kg Volume específico de vapor a e T1

p1 bar Pressão absoluta de entrada da válvula (na Q) M kg/h Caudal mássico

p2 bar Pressão absoluta de saída da válvula (na Q) T1 K Temperatura do fluido

Δp bar (Δp) - pressão diferencial p1 - p2 em Q

p12

.


Conceitos básicos da tecnologia de controle

Conforme a DIN 19226, o controle ou regulagem é uma operação na qual as variáveis a serem controladas são continuamente registradas, são comparadas com as variáveis de referência e são influenciadas para que se equalizem com as variáveis de referência. A característica de controle é um circuito fechado de ação, no qual a variável controlada influencia a si própria continuamente dentro do circuito de controle. O dimensionamento correto do circuito de controle é necessário para um funcionamento adequado e confiável. A válvula, bem como o aparelho de comando ou controle, devem ser sincronizados com precisão entre si.

O controle é caracterizado por:

• Tipo de comando/controle

• Precisão do controle

• Sistema de controle de processo e seus fatores de influência

• Tipo de controlador (2 pontos, 3 pontos, P, PI, PD, PID etc.)

• Estratégia de controle (pressão, temperatura, nível, fluxo, valor pH etc.)

• Faixa de controle da válvula (valor Kv)

O exemplo mostra uma válvula de diafragma com atuador de membrana pneumático na função de acionamento "normal fechada" (de dupla ação) e uma válvula de diafragma de acionamento manual/com dispositivo para travamento. No controle de fluxo volumétrico/de massa, o elemento de medição (sensor de valor real) deve ser instalado antes da válvula. Desta forma, o fluxo volumétrico é amortecido no instrumento de medição evitando que o controle experimente passos de medição erráticos. Para o controle da pressão e da temperatura, o sensor de valor real deve ser instalado após a válvula.

Controle de processos eletropneumáticos

Controladores de processo e posicio-nadores estão disponíveis na forma de dispositivos individuais e "2 em 1". Se a detecção de posição for realizada mecanicamente, o posicionador deve ser instalado diretamente no atuador (válvula). Em caso de detecção eletrô-nica, o posicionador pode ser instalado remotamente ao atuador.

Controle PID

Controlador de processo

Posicionador

Atuador pneumático

Conversor de sinal ou instrumento de medição

Com sinal de saída para registro da variável efetiva de processo, por exemplo, fluxo volumétrico

Aberto

Pressão de acionamento controlada

Pressão de acionamento não controlada

Conexão de pressão de acionamento

Variável de comando Set-point para o posicionador

Set-point do processo, variável de comando

Valor real do processo

54


Circuito de controle aberto

O controle é uma operação na qual uma ou mais variáveis do processo são influenciadas por uma ou mais variáveis de entrada de um sistema. Geralmente, o estado momentâneo do sistema não é considerado. Este controle é um circuito de ação aberto sem uma comparação automática entre o set-point e o valor real. As falhas não são detectadas pelo sistema.Exemplo: Para o preenchimento de um recipiente com um fluxo constante, uma válvula com o atuador é aberta. O nível e a velocidade de preenchimento podem ser influenciados através da posição da válvula. A válvula tem que ser novamente acionada quando a altura de preenchimento desejada é atingida. Por meio da observação do processo ao longo de um determinado intervalo de tempo e repetidos ajustes da posição da válvula, será possível manter o nível de preenchimento constante após algum tempo. No entanto, este exemplo funciona somente se o processo não sofrer alterações.

Circuito de controle fechado

Em um circuito de controle fechado, o valor real e a variável controlada de um sistema são continuamente medidos e comparados com o set-point, ou seja, a variável de comando. A diferença entre estas duas variáveis é a diferença de controle ou desvio do sistema. Dependendo da diferença medida, um processo de posicionamento é iniciado para adaptar a diferença de controle à variável de comando. A regulagem é portanto um circuito fechado.


Controle descontinuo

Um processo que ocorre passo a passo é chamado de controle descontinuo. A variável de ajuste no posicionador salta para frente e para trás entre valores discretos. O controlador é chamado de dois, três ou multipontos dependendo da quantidade de estados que podem ser assumidos pela variável de ajuste. Um controlador de dois pontos possui somente 2 estados de comutação, "ABERTO" e "FECHADO". Por meio da ligação repentina do controlador, a variável controlada varia dentro de uma amplitude definida de variação em torno do set-point. Através da instalação de armazenamentos de energia e do ajuste correto das constantes de tempo, a variável controlada pode ser mantida constante sem grandes flutuações mesmo em um controle descontinuo. No entanto, isto também é bastante influenciado pelo sistema de controle de processo a ser projetado, pelas variáveis de interferência, bem como pela escolha dos atuadores e sensores.

A amplitude de variação das variáveis controladas depende de diversos fatores (por exemplo, tempo de reação do circuito de controle, características da válvula).

Controle contínuo

Os controladores contínuos intervêm continuamente no processo e influenciam o atuador de maneira correspondente. A operação de ajuste se realiza de modo permanente. O variável de ajuste do posicionador pode assumir qualquer valor desejado dentro da amplitude definida de variação.

Um sensor mede continuamente a variável de processo e encaminha o sinal para o posicionador. Este o compara com o set-point e influencia correspondentemente a posição da válvula.

56


Controle da posição/posicionador

Em um controle da posição, o posicionador influencia somente o atuador, ou seja, a posição da válvula. O sensor comunica a variável controlada para um CLP. Este a compara com a variável de comando, calcula a diferença de controle e encaminha uma variável de ajuste correspondente para o posicionador. Este reage da maneira apropriada e altera a posição da válvula. Esta variante para o controle de válvulas é selecionada nos casos em que existe um controle central.

Controle do processo/controlador de processo

No caso de um controlador de processo, a comunicação da variável controlada realiza-se diretamente no posicionador, que, por exemplo, se encontra instalado perifericamente em uma válvula ou no gabinete de controle. Este reúne as funções do CLP e do posicionador. Ele calcula a variável controlada e encaminha um sinal correspondente para a válvula. Os controladores de processo modernos podem ser regulados tanto localmente na instalação como também através de um CLP.

O dimensionamento de um circuito de controle, o layout correspondente da instalação e a seleção de todos os componentes necessários depende também da precisão desejada para o controle. Quanto mais estreitas forem as tolerâncias do controle, maior deverá ser a precisão de trabalho dos componentes e mais elevada deverá ser a reprodutibilidade. Tolerâncias estreitas para o controle significam que a seleção e o dimensionamento das válvulas devem ser realizados com cuidado especial:

• Cálculo preciso dos valores Kv mínimo e máximo necessários

• Dimensionamento da válvula e das guarnições de controle conforme esta faixa ideal de controle

• Acionamento sem solavancos e sem efeito de fricção

• Distancia de curso longo na seção transversal da sede da válvula

• A válvula deve ser utilizada apenas para o controle. A função de fechamento ("close-tight") deve ser realizada por meio de uma válvula abrir/fechar adicional

• Seleção do tipo de controlador e do controlador corretos

• Sincronização exata do posicionador e da válvula

Via de regra, quanto mais elevada for a precisão do controle, maiores serão os custos para os componentes e para o comissionamento. Em algumas condições de processo, os controles de alta precisão só podem ser realizados a um custo elevado. Por esta razão, já na fase preliminar do projeto, é necessário estabelecer o quão preciso deve ser o controle.


Variável controlada “x” (valor real): Em um processo, a variável a ser controlada é designada "x". As variáveis de controle em uma instalação são, por exemplo, temperatura, pressão, fluxo, valor pH, dureza.

Variável de comando "w" (set-point):A variável de comando define o valor que a variável de processo deve assumir. O seu valor na forma de, por exemplo, uma variável elétrica (corrente ou voltagem) é comparado com a variável controlada "x".

Diferença de controle "e = w-x"A diferença de controle é a diferença entre a variável controlada e a variável de comando. Ela é a variável de entrada para o elemento de controle. O desvio do sistema equivale à diferença de controle, mas com o sinal contrário.

Variável de ajuste "y"A variável de ajuste é a variável de saída do posicionador e influencia o atuador de maneira direta. Ela depende dos parâmetros de controle do posicionador, bem como do desvio do sistema.

Variável de interferência "z"Os fatores que influenciam um processo de maneira indesejada e, desta forma, alteram as variáveis controladas , são chamados de variáveis de interferência.

Faixa de ajuste "yh"A variável de ajuste "y" de um controlador se encontra dentro da faixa de ajuste. Esta pode ser definida conforme o posicionador utilizado.

Elemento de posicionamentoO elemento de posicionamento influencia o processo de modo a aproximar a variável controlada da variável de comando. Os elementos de posicionamento em uma instalação são, por exemplo, válvulas, bombas, elementos para a transferência de calor.

Elemento de controleO elemento de controle gera a variável de ajuste a partir da diferença de controle. O elemento de controle é parte integrante do posicionador.

Tempo mortoOs sistemas de controle do processo com tempo morto são caracterizados pelo fato da variável controlada reagir à alteração no atuador somente após um determinado intervalo de tempo. Os exemplos destes sistemas de controle de processo são o controle de pressão dos fluidos compressíveis ou o escoamento posterior do fluido para fora da tubulação e para dentro de um recipiente após o fechamento da válvula.

Armazenamento de energiaEm função do armazenamento de energia que ocorre em todos os sistemas de controle de processo, os processos de controle podem se realizar com retardo de tempo. Isto pode ser visto claramente em processos de aquecimento. Tubos, recipientes e válvulas também tem que alcançar o aumento de temperatura. Simultaneamente, com o aumento de Δt, cresce também a perda de energia para o ambiente. Neste caso, os armazenamentos de energia têm um efeito atenuante sobre o aumento de temperatura da instalação.

58


Os sistemas de controle de processo caracterizam-se basicamente, pelo seu comportamento de tempo. Isto determina a complexidade e a precisão com as quais a tarefa de controle deve ser realizada. A resposta deste sistema de controle é usada para representar este sistema dinâmico. A resposta gradual mostra como a variável controlada reage em relação às alterações da variável de ajuste. Os sistemas de controle de processo são divididos em quatro tipos básicos conforme a sequência temporal. Simultaneamente, é necessário diferenciar entre os sistemas de controle com e sem compensação. Nos sistemas de controle com compensação, estabelece-se um novo valor final. Por outro lado, os sistemas de controle sem compensação não atingem um novo estado de equilíbrio.

Sistemas de controle de processo PNos sistemas de controle de processo P, a variável controlada sempre se altera proporcionalmente em relação à variável de ajuste. O ajuste se realiza sem sem retardo.

Sistemas de controle de processo IUm sistema de controle de processo I apresenta um comportamento integral e não possui compensação. O sistema de controle de processo não atinge o estado de equilíbrio enquanto a variável de ajuste não for zero. A variável de ajuste se altera continuamente, fazendo com que a variável controlada aumente ou diminua permanentemente.

Sistemas de controle com tempo mortoNos sistemas de controle de processo com tempo morto, a variável de controle reage em relação à intervenção de ajuste somente após um determinado atraso. Isto frequentemente resulta em oscilações, em particular nos casos em que a variável controlada e a variável de ajuste se alteram periodicamente

uma em relação a outra deslocadas em relação ao tempo morto. Via de regra, os tempos mortos são justificados pela sequência do processo ou design da instalação (tempos de funcionamento preliminar, tempos de funcionamento posterior, posicionamento do sensor, do posicionador e do atuador etc.). Muitos destes fatores de influência podem ser otimizados através do planejamento apropriado da instalação em relação aos requerimentos técnicos de controle. Todos os demais fatores devem ser influenciados através de um dimensionamento apropriado do circuito de controle.

Sistemas de controle com armazenamentos de energiaProcessos de controle podem ocorrer com retardo em função do armazenamento de energia que ocorre em todos os sistemas de controle. Isto pode ser visto claramente em processos de aquecimento. Tubos, recipientes e válvulas também têm que alcançar o aumento de temperatura. Simultaneamente, com o aumento de Δt, cresce também a perda de energia para o ambiente. Neste caso, os armazenamentos de energia têm um efeito atenuante sobre a alteração da temperatura. A mesma influência é exercida, por exemplo, por vasos de compensação e acumuladores de bolhas em sistemas hidráulicos. Eles retardam a alteração da pressão. O fato dos armazenamentos de energia influenciarem ou não a dinâmica do controle e em qual intensidade é diferente para cada instalação. Dependendo da influência sobre o circuito de controle, eles também podem ser desconsiderados durante o dimensionamento.Os sistemas complexos de controle de processo geralmente fazem uso de uma mistura dos quatro tipos básicos citados acima com e sem compensação. Por esta razão, os posicionadores mais utilizados também são uma combinação dos tipos acima descritos.


Seleção e dimensionamento do controlador

Para o dimensionamento de um circuito de controle e seus componentes, é importante realizar uma análise cuidadosa do sistema de controle de processo. De modo a garantir um dimensionamento apropriado e uma operação isenta de problemas, deve-se atentar para que apenas uma função seja atribuída às válvulas do circuito de controle. A seleção do controlador realiza-se conforme o sistema de controle do processo (integral ou proporcional), os retardos e armazenamentos de energia, a velocidade desejada de controle e se um desvio remanescente do sistema pode ou não ser aceito.

As seguintes características resumidas podem ser tomadas como base na forma de diretivas globais:

• Controladores P são usados em sistemas de controle de simples regulagem, nos quais é possível aceitar uma diferença remanescente de controle.

• Os controladores I são apropriados para sistemas de controle com menor dinâmica de controle. Os sistemas de controle não devem conter retardos grandes.

• Os controladores PD são adequados para sistemas de controle com retardos grandes, nos quais um desvio remanescente de controle não representa uma interferência.

• Os controladores PI alcançam um comportamento dinâmico de controle. Eles também podem ser utilizados para sistemas de controle com retardos.

• Os controladores PID são utilizados sempre que o tempo de operação de um controlador PI não for suficiente em sistemas de controle com retardos grandes. Os controladores PID representam os controladores mais rápidos e mais precisos para tarefas complexas de controle.

Tarefas de controle

As seguintes características resumidas podem ser tomadas como orientações básicas. Ela deve ser entendida como sen-do uma diretiva aproximada. Todos os sistemas de controle de processo devem ser projetados conforme as necessidades da instalação.

Aplicação Tipo de controlador

P PI PID

Pressão ● + +

Fluxo - + ●

Nível de enchimento + - -

Temperatura ● + +

Valor pH ● + +

- inadequado ● adequação restrita + adequado

Elemento de controle Desvio do sistema Velocidade

de posicionamentoP permanente rápido

I inativo lento

PD permanente muito rápido

PI inativo rápido

PID inativo muito rápido

60


Controlador P Um controlador P é um controlador de ação proporcional. A variável de saída (variável de ajuste "y") sempre é proporcional em relação à diferença de controle. Os controladores P são de reação muito rápida e realizam uma ação de ajuste imediato. No entanto, eles possuem uma diferença remanescente de controle entre as variáveis de referência e de controle.O coeficiente proporcional "Kp" a ser ajustado no controlador influencia a reação do controlador em relação a um desvio do sistema. Um "Kp" grande resulta em uma intervenção de controle mais forte e desvios menores do sistema. No entanto, um coeficiente proporcional muito elevado pode dar origem à oscilações.

Controlador I Os controladores I são controladores de ação integral. Há uma relação proporcional entre desvio do sistema e velocidade de posicionamento. Os controladores I são mais lentos do que os controladores P, mas eliminam completamente a diferença de controle. Com isto, a componente I em um controlador dá origem a um aumento da precisão.A velocidade do controlador depende do tempo de reajuste "Tn". Quanto maior for o tempo de reajuste, mais lenta será a reação do controlador. Isto se deve ao fato da variável de ajuste "y" aumentar apenas lentamente. Caso seja selecionado um tempo de reajuste "Tn" muito pequeno para que o controlador atinja mais rapidamente a variável de referência definida, há a possibilidade de ocorrência de oscilações.

Controlador D Os controladores D são controladores de ação diferenciada. Os controladores D agem somente sobre a velocidade de alteração da diferença de controle. Sendo assim, ele reagem com grande rapidez independentemente da diferença de controle. Ocorrem amplitudes elevadas de controle mesmo em diferenças de controle pequenas. Ele não detecta um desvio invariável de sistema. Na prática, os controladores D só são utilizados em combinação com controladores P e I.

Controlador PI Em um controlador PI, um controlador P e um controlador I são ligados em paralelo. Ele apresenta reação muito rápida, que resulta em um controle completo sem desvio remanescente do sistema. O comportamento de controle é influenciado pelo coeficiente proporcional "Kp" e pelo tempo de reajuste "Tn". Os controladores PI permitem um controle bastante variável.

Controlador PID No controlador PID, uma componente D é adicionalmente ligada ao controlador PI. Isto faz com que o controle oscile mais rapidamente, ou seja, o estado controlado é alcançado mais rápido. Os controladores PID são particularmente adequados para sistemas de controle de processo com grandes armazenamentos de energia, ou seja, para sistemas de controle de ordem superior.

y

t

y

t

y

t

Componente D

Componente I

Componente P


Ficha de especificações para o dimensionamento de cones reguladores para válvulas globo

1Válvulas globo I - ficha de especificações

Projeto (cliente)

Data

Pessoa de contato

Número de calculo (GEMÜ)

Telefone

E-mail

Característica do requisito 1. Ponto de operaçãomaior fluxo

2. Ponto de operaçãofluxo médio

3. Ponto de operaçãomenor fluxo

Temperatura do fluido 4)

Pressão de entrada

Pressão de saída

Vazão 2, 3)

em [m³/h] para líquidos

Gases 6)

em [kg/h] para vapor

Requisitos técnicos

Fluido 1)

Cor

po d

a vá

lvul

a/at

uado

r

Tipo

DN desejado da válvula

Pressão máx. de operação

Temperatura ambiente 5)

Temperatura máx. do fluido

Conexão

Material do corpo

Material da vedação PTFE Outros

Função de acionamento NF (normalmente fechado) DA (dupla ação) Dupla ação (normal aberta)

Pressão de acionamento mín. máx.

Cone

re-

gula

dor Características linear modificação de igual percentagem

Outros

Ficha de especificações para o dimensionamento de cones reguladores para válvulas globo

1) Líquido ou gás? Para fluídos diferentes de água ou ar, são necessários os dados associados à densidade (para gases) ou viscosidade (para líquidos), com a unidade de medida. Caso contrário, serão aplicados os dados em condições normais.

2) Em particular no caso do vapor, as respectivas vazões mínima e máxima devem ser atribuídas às pressões de entrada e de saída correspondentes. Para tal, a temperatura do fluido também deve ser levada em consideração.

3) A GEMÜ recomenda uma relação de regulagem de 1 : 10 (por exem-plo, a vazão mínima é de 10 m³/h e a vazão máxima é de 100 m³/h).

Atente para o fato de que, em razão do comportamento de abertura, a válvula só irá realizar um controle confiável a partir de um fluxo correspondente a aprox. 10% do valor Kv máximo. Outras relações de regulagem são possíveis sob consulta ou com a seleção de cones reguladores padrão, consulte o verso da página 58.

4) A indicação da faixa de temperatura do fluido é necessária em caso de vapor. Em caso de inexistência de dados, será assumido T = 20 °C.

5) Estes dados não são totalmente necessários. Em caso de inexistên-cia de dados, será presumida uma temperatura ambiente de 20 °C.

6) Tomando como base 0 °C e 1013,25 mbar em condições normais. Indique em caso de condições divergentes.

send an e-mail

°C °C °C

bar(g) bar(g) bar(g)

bar(g) bar(g) bar(g)

m³/h m³/h m³/h

Nm³/h Nm³/h Nm³/h

kg/s kg/s kg/s

62

Cones reguladores GEMÜ padrão

2Válvulas globo I - ficha de especificações

Cones reguladores GEMÜ padrão

1) De acordo com a norma, é possível uma tolerância de 10% do valor total para a especificação do valor Kv. Isto deve ser considerado na definição do valor Kv máximo. Recomendamos considerar uma reserva de, no mínimo, 10%.

2) Basicamente, no entanto, deve ser selecionado o cone regulador com valor Kv o mais próximo possível da aplicação. Caso sejam selecionados cones reguladores com valores Kv muito grandes, serão originadas características de ajuste e controle imprecisas, particularmente na faixa Kv inferior.

3) Há a possibilidade das válvulas fornecidas serem capazes de controlar fluxos significativamente menores do que aqueles valores Kv mínimos correspondentemente especificados. No entanto, em razão das tolerâncias mecânicas de fabricação, estes valores não podem ser garantidos para válvulas de controle padrão.

4) Os cones reguladores padrão só são fornecidos com vedações em PTFE ou elastômero. Os cones reguladores com vedações metálicas não estão disponíveis.

5) Função de acionamento 1 (NF), padrão. Outras funções de acionamento sob consulta.

Notas sobre a utilização de cones reguladores padrão:

GEMÜ 514 GEMÜ 550 GEMÜ 554

DN Valor Kv* [m³/h]

Tamanho do atuador

Número do cone reguladorTamanho do

atuador


atuador

Número do cone regulador

linear de igual percen-tagem (mod.) linear de igual percen-

tagem (mod.) linear de igual percen-tagem (mod.)

15 5 0 1

R S601 R S600

R S611 R S610

1G1 2G1

R S101 R S100

R S111 R S110

0 1

R S001 R S000

R S011 R S010

20 10 01

R S602 R S603

R S612 R S613 2G1 R S102 R S112 0

1R S002 R S003

R S012 R S013

25 15 1 R S604 R S614 2G1 R S103 R S113 1 R S004 R S014 32 24 2 R S605 R S615 3G1 R S104 R S114 2 R S005 R S015 40 38 2 R S606 R S616 3G1 R S105 R S115 2 R S006 R S016 50 60 2 R S607 R S617 4G1 R S106 R S116 2 R S007 R S017

* Não para conexão código 37 (solda de topo SMS 3008), 59 (solda de topo ASME BPE), 80 (clamp ASME BPE para tubo ASME BPE, modelo curto) e 88 (clamp ASME BPE para tubo ASME BPE, face a face EN 558, série 1).



Tamanho do atuador


atuador


atuador




15 2,7 0 1

R S651 R S650

R S641 R S640

1G1 2G1

R S151 R S150

R S141 R S140

0 1

R S051 R S050

R S041 R S040

20 6,3 01

R S652 R S653

R S642 R S643 2G1 R S152 R S142 0

1R S052 R S053

R S042 R S043

25 13,3 1 R S654 R S644 2G1 R S153 R S143 1 R S054 R S044 40 35,6 2 R S656 R S646 3G1 R S155 R S145 2 R S056 R S046 50 58 2 R S657 R S647 4G1 R S156 R S146 2 R S057 R S047

* Somente para conexão código 37 (solda de topo SMS 3008), 59 (solda de topo ASME BPE), 80 (clamp ASME BPE para tubo ASME BPE, modelo curto) e 88 (clamp ASME BPE para tubo ASME BPE, face a face EN 558, série 1).



Tamanho do atuador


atuador


atuador




15 4 0 1

R S621 R S620

R S631 R S630

1G1 2G1

R S121 R S120

R S131 R S130

0 1

R S021 R S020

R S031 R S030

20 6,3 01

R S622 R S623

R S632 R S633 2G1 R S122 R S132 0

1R S022 R S023

R S032 R S033

25 10 1 R S624 R S634 2G1 R S123 R S133 1 R S024 R S034 32 16 2 R S625 R S635 3G1 R S124 R S134 2 R S025 R S035 40 25 2 R S626 R S636 3G1 R S125 R S135 2 R S026 R S036 50 40 2 R S627 R S637 4G1 R S126 R S136 2 R S027 R S037

63

AFRICA GEMÜ Valves Africa Pty. LtdPhone: +27(0)11 462 7795Fax: +27(0)11 462 [email protected]

AUSTRALIAGEMÜ Australia Pty. LtdPhone: +61-2-43 23 44 93Fax: +61-2-43 23 44 [email protected]

AUSTRIAGEMÜ GmbHPhone: +43 22-36 30 43 45-0Fax:+43 22-36 30 43 [email protected]

BELGIUMGEMÜ Valves bvba/sprlPhone: +32 2 702 09 00Fax: +32 2 705 55 [email protected]

BOSNIA/HERCEGOVINAALTERA d.o.o.Phone: +387 51 434 311Fax: +387 51 434 [email protected]

BRAZIL / SOUTH AMERICA

GEMÜ Indústria de ProdutosPlásticos e Metalúrgicos Ltda.Phone: +55-41-33 82 24 25Fax: +55-41-33 82 35 [email protected]

BULGARIAGEMÜ GmbHPhone: +43-22-36 30 43 45-0Fax:+43 22-36 30 43 [email protected]

CANADAGEMÜ Valves Canada Inc.Phone: +1-450-902-2690Fax: +1-404-3 44 [email protected]

CHINA GEMÜ Valves (China) Co., LtdPhone: +86-21-2409 [email protected]

CROATIASTRIX d.o.o.Phone. +38 51 23 70 381Fax +38 51 23 70 [email protected]

CZECH REPUBLICFluidtechnik Bohemia s.r.o.Phone: +420 548 213 233-5Fax: +420 548 213 [email protected]

DENMARKGEMÜ ApSPhone: +45 70 222 516 Fax: +45 70 222 [email protected]

EGYPTNoaman Engineering Co.Phone: +20-2-33 47 21 57Fax: +20-2-33 03 18 79

ESTONIA/LATVIAUAB BiotechaPhone: +370 5 270 90 55Fax: +370 5 270 90 [email protected]

FRANCEGEMÜ S.A.SPhone: +33-3 88 48 21 00Fax: +33-3 88 49 12 [email protected]: +33-3 88 48 21 20Fax: +33-3 88 49 14 [email protected]

GERMANY GEMÜ Gebr. Müller GmbH & Co. KGPhone: +49-79 40-12 30Fax: +49-79 40-12 31 92 (Domestic) Fax:+49-79 40-12 32 24 (Export)[email protected]

GREAT BRITAIN / UK GEMÜ Valves LtdPhone:+44-19 25-82 40 44Fax:+44-19 25-82 80 [email protected]

GREECEA. Stamopoulos Industrial ProductsPhone: +30-210-7798 663Fax: +30-210-7473 [email protected]

GUATEMALAProyect, Guatemala S.A.Phone: +502 2429-0202Fax: +502 [email protected]

HONG KONGGEMÜ Valves (Shanghai) Co., LtdPhone: +86-21-64 42 65 52Fax +86-21-64 89 18 [email protected]

HUNGARYMULTIVALVE Kft.Phone: +36 1306 4491Fax: +36 1306 [email protected]

INDIAGEMÜ IndiaRepresentative Office Phone: +91-79-25450438 +91-79-25450440Fax: [email protected]

INDONESIAGemu Valves Pte Ltd(Indonesia Representative Office)Phone: +62 (21) - 6231 0035Fax +62 (21) - 2907 [email protected]

IRANSINARAD Kala Co., LtdPhone: +98-21- 22096277, +98-21-22095187Fax: [email protected]

IRELANDGEMÜ Ireland LtdPhone: +353 (0)21 4232023Fax: +353 (0)21 [email protected]

ISRAELTreitelChemical Engineering LtdPhone:+972-3-9 78 77 77Fax:+972-3-9 23 29 [email protected]

ITALYGEMÜ S.r.l.Phone: +39-02-40044080Fax: [email protected]

JAPANGEMÜ Japan Co., Ltd.Phone: +81-52-936-2311Fax: [email protected]

LITHUANIAUAB BiotechaPhone: +370 5 270 90 55Fax: +370 5 270 90 [email protected]

MACEDONIAEurocons Group d.o.o.Phone: +381 13 801 460Fax: +381 63 394 [email protected]

MALAYSIAGEMU VALVES PTE LTD(Malaysia Representative Office)Phone: +(603)- 7832 7640Fax: +(603)- 7832 [email protected]

MEXICOGEMU Valvulas S.A. de C.V.German Centre 01210 Mexico, D.F., MexicoPhone: +52 55 7090 4161 +52 55 7090 4179

NETHERLANDSStartflow B.V.Phone: +31-8 80 04 46 [email protected]

NEW ZEALANDGEMÜ Australia Pty.Phone: +61-2-43-23 44 93Fax: +61-2-43-23 44 [email protected]

PHILIPPINESGEMÜ Valves PTE. LtdPhone: +65-65 62 76 40Fax: +65-65 62 76 [email protected]

POLANDAFT Sp. Z. o.oPhone: +48-61-8 20 51 45Fax: +48-61-8 20 69 [email protected]

PORTUGALContimetra-Instrumentos Industriais, LdaPhone: +351-21-4 20 39 00Fax: +351-21-4 20 39 [email protected]

ROMANIA String S.R.L. RomaniaPhone: +40 238 72 62 80Fax: +40 238 71 58 [email protected]

RUSSIA OOO „GEMÜ GmbH“Phone: +7(495) 662-58-35Fax: +7(495) [email protected]

SERBIA Eurocons Group d.o.o.Phone: +381 13 801 460Fax: +381 13 837 [email protected]

SINGAPOREGEMÜ Valves PTE. LtdPhone: +65-65 62 76 40Fax: +65-65 62 76 [email protected]

SLOVAKIAEURO-VALVE s.r.o.Phone. +421 31 705 5007Fax +421 31 705 [email protected]

SLOVENIAGeneral Industry, Water Treatment, Plastic Piping Systems Strix Inziniring d.o.o.Phone: +386 1 54 66 050Fax: +386 1 54 66 [email protected], Biotech, Food Ipros d.o.o.Phone: +386 1 200 26 20Fax: +386 1 423 18 [email protected]

SOUTH KOREAJID Corporation Co. LtdPhone: +82-2-326-5545Fax: [email protected]

SPAINELION, S.A.Phone: +34-9-32 982 000Fax: +34-9-34 311 [email protected]

SWEDENGEMÜ Armatur ABPhone: +46-31-99 65 00Fax: +46-31-99 65 [email protected]

SWITZERLANDGEMÜ Vertriebs AGTel.: +41-41-7 99 05 55Fax: +41-41-7 99 05 [email protected]Ü GmbH Phone: +41-41-7 99 05 05Fax: +41-41-7 99 05 [email protected]

TAIWANGEMÜ Taiwan Ltd.Phone: +886-3-550-7265Fax: [email protected]

THAILANDGEMÜ Valves PTE. LtdPhone: +65-65 62 76 40Fax: +65-65 62 76 [email protected]

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