Introdução
Este artigo descreve o trabalho realizado pela ISO no desenvolvimento de um novo padrão para o teste de válvulas de controle eletricamente moduladas (substituindo a ISO 6604 pela ISO 10770-1), abordando especificamente a questão de o que exatamente distingue servoválvulas de válvulas proporcionais. Para esclarecer esta questão, o American National Standards Institute (ANSI) financiou especificamente um projeto no Fluid Power Institute do Milwaukee Institute of Technology para conduzir pesquisas direcionadas. Ao longo de um ano, o projeto produziu recomendações para resolver as questões de padronização, propondo particularmente definições para os dois termos-chave de 'servo válvula' e 'válvula proporcional'. Posteriormente, essas definições foram formalmente adotadas como terminologia e definições dentro do padrão ISO. Isto demonstra o rigor do processo de definição de padrões ISO.
Atualmente, as definições de válvulas de controle proporcional e servoválvulas foram formalmente incorporadas à norma nacional GB/T 17446-2024, conforme segue:
Servoválvula: Uma válvula de controle contínuo modulada eletricamente com uma zona morta inferior a 3% do curso do carretel.
Válvula de controle proporcional: Uma válvula de controle contínuo eletricamente modulada com uma zona morta de 3% ou mais do curso do carretel.
O texto a seguir expõe a justificativa fornecida pelos autores das definições padrão.
Em quase todos os cursos de formação industrial, inevitavelmente alguém me pergunta: qual é exatamente a diferença entre uma válvula proporcional e uma servoválvula? Gosto bastante de ouvir essa pergunta, pois ela nos diverte um pouco. Contudo, a resposta mais curta é: recuso-me a ser arrastado para estes debates intermináveis. A norma técnica ISO 10770-1 (correspondente a GB/T 15623 'Transmissão hidráulica – Válvulas de controle hidráulico moduladas eletricamente – Parte 1: Métodos de teste para válvulas de controle de fluxo direcional de quatro vias') fornece certas definições. Antes de explicar, vamos primeiro considerar alguns antecedentes históricos.
Conclusão oficial: o único padrão depende deste indicador
O crescimento contínuo das tecnologias eletrônicas e elétricas aplicadas a diversos tipos de sistemas hidráulicos despertou naturalmente um interesse considerável em válvulas proporcionais e servoválvulas. Na verdade, isto não escapou à atenção dos Comités Técnicos ISO, uma vez que são responsáveis pela formulação de normas técnicas internacionais, particularmente ISO/TC-131/SC-8, que tem como missão a normalização de componentes hidráulicos.
O Comitê Técnico TC-131 é o órgão da organização ISO especificamente responsável por toda a padronização de energia fluida. Nos Estados Unidos, o representante responsável pelas normas ISO é afiliado ao ANSI (American National Standards Institute); no entanto, a ANSI tem autoridade para delegar as suas funções de secretariado a outros órgãos técnicos nacionais dos EUA. No que diz respeito à energia fluida, a ANSI autorizou a American National Fluid Power Organization, com sede em Milwaukee.
O secretariado do subcomitê ISO/TC{8}}131 SC-8 está localizado no British Standards Institution em Londres, que se concentra principalmente no teste de equipamentos de energia fluida, incluindo válvulas hidráulicas. (O Subcomitê 8 do Secretariado da British Standards Institution é especializado em métodos de teste padrão para equipamentos de energia de fluidos, incluindo válvulas. Em 2000, a ISO publicou o padrão internacional ISO 10770-1, intitulado 'Energia de fluido hidráulico - Válvulas de controle hidráulico moduladas eletricamente - Parte 1: Métodos de teste para válvulas de controle de fluxo direcional de quatro vias'. Abrange métodos de teste e métodos de classificação para servoválvulas e válvulas proporcionais.)
Em 2000, a ISO publicou a nova norma ISO 10770-1, intitulada 'Transmissão de energia hidráulica – Válvulas de controle hidráulico moduladas eletricamente – Parte 1: Métodos de teste para válvulas de controle de fluxo direcional de quatro vias'. Abrange principalmente métodos de teste e destina-se principalmente a válvulas proporcionais e servoválvulas. A ISO 10770-1 substituiu a ISO 6604, que tratava apenas de servoválvulas; consequentemente, a ISO 10770 representa uma melhoria relativa.
Origem do Padrão: Por que 3%?
Em 1988 e 1989, no Fluid Power Institute da Milwaukee School of Engineering, liderei um projeto de pesquisa com foco na aplicação prática de válvulas proporcionais e servoválvulas. Um dos objetivos era fornecer definições na forma de um glossário, ou como denominamos, uma lista de vocabulário (para fornecer definições precisas para válvulas proporcionais e servoválvulas).
Pesquisamos todos os fabricantes conhecidos que produzem tais válvulas e resumimos as características mais importantes de seus produtos. Nosso objetivo foi identificar as diferenças entre eles.
Para identificar as diferenças na sua aplicação na prática industrial, definimos as seguintes características:
Método de controle (operado-por piloto ou ação-direta)
Resposta de frequência
Método de feedback (integrado-ou externo)
Viagem de carretel
Aplicação de válvula (para controle de circuito-aberto ou fechado-)
Precisão de controle
Após a conclusão deste estudo, apenas um fator distinguiu os dois: o deslocamento do carretel.
Isso levou às seguintes definições de servoválvulas e válvulas proporcionais:
Servoválvula - Qualquer válvula de controle direcional controlada eletricamente, continuamente variável, com curso inferior a 3%.
Válvula proporcional - Qualquer válvula de controle direcional controlada eletricamente, continuamente variável, com curso superior a 3%.
Consequentemente, o limite de “3%” foi formalmente incorporado nas normas internacionais, tornando-se um critério de classificação universalmente aceite. Se o curso for de exatamente 3%, a norma estabelece que a válvula pode ser classificada em qualquer categoria, sem exigência obrigatória.
Estas definições foram incorporadas num compêndio de normas terminológicas e publicadas após a conclusão do projeto. Levamos essa conclusão a sério e procuramos introduzir a terminologia em vários contextos industriais. Desde então, sempre que surgiu a oportunidade, apresentei-a pessoalmente em minhas próprias palestras, bem como em todas as conferências da NFPA (National Fluid Power Association) e da ISO. Para minha surpresa, houve muito pouca oposição-nem naquela época nem agora. Alguns me perguntaram: 'Então, se a cobertura é exatamente de 3%, como deve ser definida?' Minha resposta é: 'Você escolhe por si mesmo'.
Acredito que o problema surge desde o momento em que as pessoas começaram a usar os termos 'servo válvula' e 'válvula proporcional', sem que ninguém os tivesse previamente definido com precisão. O resultado foi que, para cada válvula específica, as pessoas podiam inventar todos os tipos de termos do nada. Tais definições de terminologia podem ser acordadas dentro de uma única empresa. No entanto, nas negociações comerciais, especialmente nas internacionais, não é fácil distinguir claramente entre servoválvulas e válvulas proporcionais. Por vezes, esta já não é apenas uma questão técnica, mas uma questão de princípio.
Armadilhas comuns: As 'regras não escritas' de testes de vazão e queda de pressão
O grupo de trabalho da ISO responsável pelo desenvolvimento da ISO 10770-1 evitou habilmente certas questões, sabendo que o debate nunca cessaria. No entanto, a comissão desejava produzir um documento abrangendo tanto as servoválvulas como as válvulas proporcionais. Mas como isso poderia ser alcançado sem primeiro estabelecer uma definição? O princípio orientador era claro: a ISO procurou focar em uma visão amplamente aceita pela indústria, ou seja, que as válvulas proporcionais apresentam menor queda de pressão em comparação com as servoválvulas. Consequentemente, dentro do padrão de método de teste ISO, as válvulas proporcionais são definidas como válvulas com menor queda de pressão.
O comitê ISO decidiu que ao definir a vazão nominal de uma servoválvula, a queda de pressão deveria ser de 1000 PSI ou 7 MPa (1015 PSI), enquanto a queda de pressão usada para definir a vazão nominal de uma válvula proporcional deveria ser de 1 MPa ou 145 PSI.
A norma contém a seguinte frase: 'Defina a queda de pressão total da válvula para 1 MPa ou 7 MPa, conforme apropriado.' Esta frase, «dependendo das circunstâncias», dá a impressão de que o Comité de Normas ISO se está a distanciar do assunto. Quem define “dependendo das circunstâncias”?
Bem, cabe ao testador decidir! Conseqüentemente, eles podem realizar testes de acordo com as especificações tanto para servoválvulas quanto para válvulas proporcionais. Mais importante ainda, eles são livres para definir a válvula da maneira que acharem adequada. É justamente por isso que, na prática, encontramos válvulas proporcionais testadas com vazão nominal baseada em queda de pressão de 7 MPa. Também temos 'válvulas proporcionais de banda morta zero-. Esta é uma guerra de semântica que ninguém jamais vencerá!
Guia Prático: Como escolher e são intercambiáveis?
Os padrões apenas definem; eles não determinam a aplicação. Ao selecionar na prática, três pontos são suficientes:
1. Precisão de controle: as servoválvulas possuem uma pequena zona morta e alta precisão, adequadas para sistemas de circuito fechado-de alta-precisão; válvulas proporcionais são adequadas e{3}}econômicas, adequadas para controle industrial convencional.
2. Velocidade de resposta: as servoválvulas têm uma resposta de frequência mais alta e são adequadas para sistemas dinâmicos de alta-velocidade; as válvulas proporcionais oferecem tempos de resposta moderados e atendem aos requisitos da maioria dos equipamentos.
3. Meio ambiente e confiabilidade: As servoválvulas possuem altos requisitos de limpeza do óleo e são mais 'delicadas'; as válvulas proporcionais são altamente resistentes à contaminação, mais duráveis e de fácil manutenção.
Em resumo: Alta precisão, alta dinâmica → servoválvulas; Aplicações-de uso geral, alto custo-efetividade → válvulas proporcionais.
Da próxima vez que alguém discutir sobre válvulas proporcionais versus servoválvulas, simplesmente consulte o padrão nacional: banda morta <3%=servoválvula, maior ou igual a 3%=válvula proporcional.
A autoridade impede discussões; o profissionalismo evita confusão.
Traduzido com DeepL.com (versão gratuita)
