3.3 Válvulas direcionais

As válvulas direcionais são equipamentos que possuem várias entradas/saídas de ar (chamadas de vias) e que têm como objetivo orientar o fluxo que entra/sai dos cilindros. Na maioria das vezes, também realiza a conversão do sinal elétrico, oriundo de um CLP, por exemplo, em um sinal pneumático (ar comprimido). Elas funcionam como uma espécie de torneira: podemos liberar ou bloquear a passagem de ar, bem como controlar o seu sentido, a qualquer momento.

Em outras palavras, podemos alterar o estado da válvula (também chamado de posição) de forma rápida, segura e fácil. Esse processo é fundamental, pois em um cilindro de ação simples ou dupla, ora o ar entra por um dado orifício, ora ele sai. Quem é responsável por realizar essa tarefa é a válvula direcional. As características mais importantes desses dispositivos são:

1. Quantidade de posições: corresponde à quantidade de configurações internas possíveis que uma válvula direcional pode executar. As válvulas são representadas por retângulos divididos em quadrados. Cada quadrado corresponde a uma posição (configuração) distinta. Na Figura 12 temos a apresentação da simbologia de duas válvulas diferentes: uma de duas posições e outra de três posições. Note que na representação a seguir ainda não existe a configuração interna de cada posição.

2. Quantidade de vias: corresponde ao número de conexões que a válvula possui. Cada conexão (ou via) pode ser interligada com linhas de alimentação (entrada de ar), escapes (exaustão) ou vias de utilização (interligação com os cilindros ou demais dispositivos). A ligação interna de cada configuração (posição) é descrita no interior dos quadrados através de setas, linhas e pontos. A presença de um “T” numa dada conexão representa um bloqueio da via. Já presença de uma seta informa a passagem de ar comprimido entre duas vias (normalmente no sentido da seta). Na Figura 13 podemos observar uma válvula de três vias e duas posições, também conhecida como válvula 3/2 vias. Note que o primeiro número indica a quantidade de vias, e o segundo, a quantidade de posições.

3. Identificação das vias: feita por um número (norma DIN 24300) ou letra (norma ISO 1219) de acordo com o seu tipo: linhas de alimentação (P ou 1), escapes (R, S, T ou 3 e 5) ou vias de utilização (A, B, C, D ou 2 e 4). Essa especificação é necessária para a correta identificação e ligação das válvulas. Na Figura 14 temos a representação da simbologia para uma válvula 5/2 vias.

Para exemplificar, considere o sistema pneumático da Figura 15. É um sistema bem simples, em que se deseja acionar um dado cilindro através de um sinal elétrico, mantendo-o avançado até que o sinal cesse.

O cilindro em questão é de ação simples, e a válvula é do tipo 3/2 (três vias e duas posições). O processo de conversão eletropneumático está integrado à válvula e funciona por meio da alimentação de um solenoide, identificado por “Y1”. Ao ser alimentado (e permanecendo assim), a válvula muda de posição (configuração), e ao invés das conexões iniciais (quadrado da direita), uma nova configuração (quadrado da esquerda) é utilizada.

Caso “Y1” seja desenergizado, a válvula volta a sua posição inicial por meio da ação de uma mola. A configuração da esquerda, por sua vez, realiza a interligação da entrada de ar comprimido (observe a identificação “1”) com a via de utilização (conexão com o cilindro, identificação “2”).

Dessa forma, o êmbolo do cilindro é empurrado pelo ar comprimido que entra na parte de trás, mantendo-se nessa posição até que “Y1” seja desenergizado. Nessa situação, a válvula retorna a sua posição inicial, interligando o cilindro com a conexão de exaustão (identificação “3”) e bloqueando a via de alimentação (identificação “1”).

Note que nenhum sensor de fim de curso (mecânico ou magnético) foi utilizado, pois nessa aplicação esse elemento não é necessário.

Por fim, perceba que logo abaixo da via “3” (quadrado da direita) existe um triângulo invertido afastado do símbolo. Ele indica uma via de exaustão com conexão (escape dirigido). Caso o triângulo estivesse junto ao quadrado, seria uma via de exaustão sem conexão (escape livre).

Veremos um pouco mais desse conteúdo na Aula 10, quando também encerraremos os nossos estudos na disciplina de Atuadores. Até lá!