Propriedades e aplicações de diafragmas.
Os diafragmas são feitos de materiais altamente elásticos, têm a função de formar uma separação à prova de vazamentos e ao mesmo tempo flexível entre os espaços separados uns dos outros.
Por sua função básica, eles podem ser denominados componentes de vedações flexíveis.
Sob esses pré-requisitos, 3 funções principais podem ser cumpridas com um diafragma:
- Função de regulação / comutação:
Uma pressão hidráulica ou pneumática atuando na área efetiva do diafragma é convertida em uma força de haste e ativa um dispositivo de comutação, regulação ou exibição.
- Função de bombeamento:
Com a função de bombeamento, uma força de haste aplicada, uma força hidráulica ou pneumática sobre a área efetiva do diafragma, é convertida em uma pressão de bombeamento.
- Função de separação:
Com esta função o único problema é separar espaços, que estão quase à mesma pressão, por meio de uma separação fácil de mover e flexível. Exemplos são aplicações na área de acumuladores.
O Diafragma oferece uma série de vantagens:
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-Sem vazamentos
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-Não há requisitos de lubrificação, por isso dispensa manutenção.
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-Não há perdas por atrito.
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-Histerese mínima com design adequado.
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-Nenhuma força de ruptura ("efeito stick-slip").
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-Devido ao puro movimento de rolamento, o desgaste é mínimo.
Aplicações:
Os diafragmas são usados em quase todos os setores da indústria. Engenharia mecânica geral e fabricação de ferramentas, fabricação de acessórios e indústria de processamento de alimentos, laboratórios e equipamentos de regulação são apenas algumas das áreas em que os diafragmas são elementos indispensáveis de design.
As principais aplicações são em equipamentos de regulação, comutação e controle de todos os tipos, bombas e compressores, válvulas e acumuladores hidráulicos.
Tipos Básicos de Diafragmas
Diafragma plano:
Os diafragmas planos só podem ser usados para cursos relativamente pequenos; no entanto, a pressão pode ser aplicada em ambos os lados. Como regra, o diâmetro efetivo muda muito com o curso.
Os pequenos comprimentos de curso muitas vezes permitem a chamada "instalação comprimida" para redução da carga no componente na pressão de operação.
A compressão deve ser grande o suficiente para compensar o alongamento necessário da superfície do diafragma livre que é ovoide/elíptico.
Diafragma côncavo/prato:
Como o diafragma plano, a pressão pode ser aplicada a ambos os lados do diafragma abaulado, porém cursos consideravelmente maiores são possíveis. O diâmetro efetivo com este tipo também depende muito do curso.
Diafragma convoluto:
Com este tipo já existe uma dobra rolante com seção transversal circular no estado descarregado. Desde que as limitações no comprimento do curso sejam levadas em consideração, um diâmetro efetivo quase independente do curso pode ser obtido.
O diafragma convoluto sempre requer uma diferença de pressão na direção da dobra de rolamento para evitar a reversão da dobra de rolamento.
Diafragma de rolamento de curso longo/cartola:
O diafragma de rolamento de curso longo, instalado invertido, pode ser considerado uma forma especial de diafragma abaulado. No desenho com reforço de tecido, o curso possível é limitado pela propriedade de estampagem profunda do tecido.
Os diafragmas de rolamento devem ser apoiados externamente pela carcaça e internamente pelo pistão. Isso resulta em um diâmetro efetivo constante virtualmente independente do curso.
Os diafragmas de rolagem sempre precisam, como os diafragmas convolutos, de uma diferença de pressão para a dobra de rolagem, caso contrário, será por pressão.
Diafragmas com reforço de tecido
Todos os tipos de diafragmas podem ser fabricados, tanto como diafragmas de elastômero puro quanto com reforço de tecido. O tecido de reforço é embutido (inserção) no meio da seção transversal do diafragma ou "colocado no topo" (camada) de uma superfície. Aqui, a camada deve estar sempre no lado não pressionado (por exemplo, lado externo da dobra de rolamento), visto que, do lado contrário, o revestimento elastômero se destacará da camada de tecido pela pressão e o diafragma será destruído. Deve-se notar que a capacidade limitada do tecido para deformar restringe possíveis aplicações devido a aspectos relacionados à produção.
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