O design da válvula borboleta é o aspeto mais importante dessas válvulas que controlam o fluxo de fluido através de um sistema de tubulação. As válvulas borboleta usam uma palheta circular ou um disco como o mecanismo de fechamento.

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Elas têm um rápido processo de abertura e de fechamento em função de precisar de apenas o movimento de um quarto de volta com a alavanca para controlar o fluxo de líquidos ou gases. Elas normalmente contêm pivôs em eixos perpendiculares à direção do fluxo no interior da câmara de fluxo, localizados de modo a permitir o fluxo em uma única direção. Elas são frequentemente usadas como dispositivos de estrangulamento, controlando os níveis de fluxo nas fases: totalmente fechado, totalmente aberto ou parcialmente aberto. Os modelos deste tipo de válvula são fabricados pelos fornecedores de válvulas industriais com diversos tipos de design e com configurações de corpo variadas, dependendo do tipo de controle de fluxo necessário e do projeto de construção da válvula.

As válvulas de borboleta são geralmente compostas de metais como o ferro fundido, alumínio e aço inoxidável, mas também podem ser feitas de diversos materiais plásticos. As válvulas de borboleta são projetadas e vendidas em vários diâmetros, resultando em diferentes vazões. Os conjuntos menores delas, ou seja, as mini válvulas borboleta, são mais utilizadas quando o espaço é limitado. Elas são usadas em muitos sistemas de alimentação de transporte em plantas químicas, onde o fluxo de produto controlado é necessário. Outras aplicações específicas incluem sistemas de climatização, recuperação de petróleo e indústrias que utilizam água de alta pressão.

Elas são bastante simples na sua concepção e design. Quando solicitado pelo movimento de uma alavanca, o disco contido dentro da válvula gira e fica de pé na tubulação, que descansa em um selo ou vedação, formando um assento apertado. O seu design oferece muitos benefícios. Primeiro de tudo, elas geralmente têm um longo ciclo de vida, são de fácil manutenção, leves e compactas, além de serem capazes de lidar com uma ampla variedade de taxas de temperaturas. Estas válvulas também são muito confiáveis devido a qualidade de vedação, reduzindo a quantidade de vazamentos.

Estas válvulas são categorizadas como rotativas, que são reconhecidas pelo movimento de um quarto de volta, usado para abrir e fechar a válvula. Isso resulta em um menor atrito de superfície, o que significa que estas válvulas podem continuam a operar de forma eficiente. Em comparação com as válvulas de esfera, os modelos do tipo borboleta não tem áreas para reter líquidos quando ela está na posição fechada. As válvulas de borboleta flangeadas recebem esse nome porque são montadas entre flanges. Usando um conjunto independente de parafusos para cada flange, a montagem é fixada entre dois flanges. Finalmente, as válvulas de borboleta de disco são o tipo mais barato e mais popular deste tipo de válvula por causa de sua simplicidade e facilidade de uso.