Aula 14 - Elementos de Sinais e Comando Pneumático

4 - Válvulas pneumáticas
Válvulas são elementos de sinais e comandos que permitem a passagem ou não de fluxo de ar do compressor ao atuador.

4.1 - Válvula de Controle de Fluxo

A válvula é um componente do circuito pneumático que se destina a controlar a direção, pressão e/ou vazão do ar comprimido. Elas podem ser de controle direcional de 2, 3, 4 ou 5 vias, reguladores de vazão ou pressão e de bloqueio, com diversos tipos de atuadores. Válvulas Direcionais: comandam a partida, parada e sentido de movimento do atuador. Válvulas de Bloqueio: bloqueiam o fluxo de ar preferencialmente num sentido e o liberam no sentido oposto. Válvulas de Fluxo: influenciam a vazão de ar comprimido. Válvulas de Pressão: influenciam a pressão do ar comprimido ou são comandadas pela pressão.
As válvulas são representadas por símbolos gráficos. A figura lustra como o símbolo é usado para representar a comutação de uma válvula direcional.

O símbolo é formado por dois “quadrados”, cada um representando uma posição da válvula. Assim na posição de “retorno” a câmara do pistão está ligada na atmosfera enquanto que na posição de avanço a rede está alimentando o pistão.
O acionamento do piloto dessas válvulas nada mais é que a movimentação de seus cilindros internos.
Essa movimentação pode ser executada por ação muscular (provocada pelo homem), por ação mecânica (provocada por um dispositivo mecânico ou outro atuador pneumático) ou por ação eletromecânica (por meio de solenoides que movimentam um núcleo magnético e provocam o deslocamento).
Os tipos de acionamento podem ser: Muscular (botão, alavanca, pedal); Ação Mecânica (Pino, Mola, Rolete; Elétrico (solenóide) e Pneumático (Piloto).
Vamos analisar um modelo de válvula comum encontrado na automação industrial: duas vias e duas posições. Na válvula de duas vias e duas posições, o ar que entra pela via 1 é interrompido pela posição 1 do cilindro da válvula, porém, tem possibilidade de escoamento pela via 2, uma vez que o piloto esteja acionado para movimentar o cilindro da válvula para a posição 2.
Já as Válvulas de bloqueio são os elementos que bloqueiam a passagem preferencialmente num só sentido, permitindo assim a passagem livre na direção contrária. A pressão do lado da entrada, actua sobre o elemento vedante e permite com isso uma vedação perfeita da válvula.

4.2 - Válvulas de retenção

Válvula de Retenção

Estas válvulas impedem completamente a passagem de ar numa direção. Na direção contrária o ar passa com uma queda de pressão mínima.
A válvula de retenção com fecho por atuação de contra-pressão, por exemplo por mola. Fecha quando a saída é maior ou igual à entrada.
O fecho da válvula, de um ponto de vista construtivo, pode ser conseguido através de um cone, esfera, placa ou membrana.

4.3 - Válvulas Alternadora

Válvula Alternadora

A Válvula Alternadora possui duas entradas X e Y e uma saída A. Quando o ar comprimido entra em X, a esfera bloqueia a entrada Y e o ar circula de X para A. Em sentido contrario quando o ar circula de Y para A, a entrada X fica bloqueada. Quando um lado de um cilindro ou de uma válvula entra em exaustão, a esfera permanece na posição em que se encontrava antes do retorno do ar.
Estas válvulas seleciona sinais emitidos por válvulas de sinais provenientes de diversos pontos e impede o escape de ar por uma segunda válvula.
Se um cilindro ou uma válvula de comando devem ser acionados de dois ou mais lugares, é necessária a utilização desta válvula alternadora, também chamada de "válvula de isolamento", “válvula de comando duplo ou dupla retenção” ou "Elemento OU".

Válvula de Simultaneidade

4.4 - Válvulas de Simultaneidade
A Válvula de Simultaneidade possui duas entradas X e Y e uma saída A.
O ar comprimido pode passar somente quando houver pressão em ambas as entradas.
Um sinal de entrada em X ou Y impede o fluxo para A em virtude do desequilíbrio das forças que atuam sobre a peça móvel.
Quando existe uma diferença de tempo das pressões, a última é a que chega na saída A. Se os sinais de entrada são de pressões diferentes, a maior bloqueia um lado da válvula e a pressão menor chega até a saída A.
Esta válvula é também chamada de elemento E. Esta é utilizada em comandos de bloqueio, funções de controle e operações lógicas.

4.5 - Válvulas de Fluxo
Estas válvulas influenciam a quantidade de ar que passa ao atuador pneumático, que tem por objetivo o controle da velocidade de atuação dos cilindros ou a rotação dos motores.

Válvulas Reguladoras de Fluxo Bidirecional

Elas podem ser do tipo: Válvulas Reguladoras de Fluxo Bidirecional ou Válvulas Reguladoras de Fluxo Unidirecional.
Esta válvula pode ser utilizada para regulagem na entrada de ar: nesse caso as válvulas são montadas de modo que o estrangulamento seja feito na entrada do ar para o cilindro. O ar de retorno flui livremente para atmosfera.
Ligeiras variações de carga na haste do pistão, provocadas, por exemplo, ao passar pela chave fim de curso, resultam em grandes diferenças na velocidade de avanço. Por esta razão, a regulagem na entrada é utilizada para cilindros de simples ação ou de pequeno volume.
A regulagem de pressão pode ser na saída de ar.

Válvulas Reguladoras de Fluxo Unidirecional

Nesse caso o ar de alimentação entra livremente no cilindro, sendo estrangulado o ar na saída. Com isso o êmbolo fica submetido a duas pressões de ar. Esta montagem da válvula reguladora de fluxo melhora muito a conduta do avanço, razão pela qual a regulagem em cilindros de dupla ação deve ser feita na saída do ar da câmara do cilindro.

4.6 - Válvulas Temporizadas
Válvulas temporizadas são utilizadas para promover um retardo na emissão de um sinal.
Normalmente, as válvulas temporizadas são compostas de uma válvula direcional 3/2 vias e
acionada por piloto, uma válvula reguladora de fluxo unidirecional e um reservatório de ar.
Elas podem ser do tipo: Válvula temporizadora normal fechada ou Válvula temporizadora normal Aberta.

Válvulas temporizadas

Em ambos os temporizadores, o tempo de retardo normal e de 0 a 30 segundos. Este tempo pode ser prolongado com um depósito adicional. Se o ar é limpo e a pressão constante, pode-se obter temporizações exatas.

4.7 - Contador pneumático

O contador pneumático com pré-seletor e os números rápidos ficam montados sobre uma base. A unidade é montada no painel de práticas perfilado utilizando a palanca de cor azul.

O contador registra os sinais pneumáticos e realiza a contagem decrescente - conta para trás a partir de um número selecionado anteriormente. Uma vez que chega a zero, o contador emite um sinal pneumático de saída. Este sinal será mantido até que um número seja pré-selecionado. Esta pré-seleção é realizada pressionando simultaneamente a tecla de inicializar (que se encontra junto com os números) e a tecla do contador. Ao inicializar o contador, o número selecionado anteriormente será sempre mantido.

As conexões da válvula estão identificadas com os números:

P = Conexão de ar comprimido;

A = Sinal de saída;

Y = Sinal de inicialização;

Z = Sinal do contador;

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 20/02/2015