Che cosa è unvalvola di regolazione della pressione?
In termini semplici, una valvola di regolazione della pressione è un dispositivo meccanico progettato per controllare la pressione a monte o a valle in risposta alle variazioni del sistema. Queste variazioni possono includere fluttuazioni di portata, pressione, temperatura o altri fattori che si verificano durante il normale funzionamento del sistema. Lo scopo del regolatore di pressione è quello di mantenere la pressione di sistema richiesta. È importante sottolineare che i regolatori di pressione differiscono dalle valvole, che controllano la portata del sistema e non si regolano automaticamente. Le valvole di regolazione della pressione controllano la pressione, non la portata, e sono autoregolanti.

Tipo di regolatore di pressione
Esistono due tipi principali di valvole di regolazione della pressione:valvole di riduzione della pressione e valvole di contropressione.

Le valvole di riduzione della pressione controllano il flusso di pressione verso il processo rilevando la pressione di uscita e controllando la pressione a valle di esse stesse

I regolatori di contropressione controllano la pressione del processo rilevando la pressione di ingresso e controllando la pressione a monte

La scelta del regolatore di pressione ideale dipende dai requisiti del processo. Ad esempio, se è necessario ridurre la pressione da una fonte ad alta pressione prima che il fluido del sistema raggiunga il processo principale, una valvola di riduzione della pressione può fare al caso vostro. Al contrario, una valvola di contropressione aiuta a controllare e mantenere la pressione a monte scaricando la pressione in eccesso quando le condizioni del sistema causano una pressione superiore al necessario. Se utilizzata nell'ambiente giusto, ogni tipologia può aiutare a mantenere la pressione richiesta in tutto il sistema.

Principio di funzionamento della valvola di regolazione della pressione
Le valvole di regolazione della pressione contengono tre componenti importanti che le aiutano a regolare la pressione:

Componenti di controllo, tra cui sede valvola e otturatore. La sede valvola aiuta a controllare la pressione e impedisce la fuoriuscita di fluido dall'altro lato del regolatore quando questo viene chiuso. Mentre il sistema scorre, l'otturatore e la sede valvola lavorano insieme per completare il processo di tenuta.

Elemento sensibile, solitamente una membrana o un pistone. L'elemento sensibile fa sì che l'otturatore si sollevi o si abbassi nella sede della valvola per controllare la pressione di ingresso o di uscita.

Elementi di carico. A seconda dell'applicazione, il regolatore può essere a molla o a cupola. L'elemento di carico esercita una forza di bilanciamento verso il basso sulla parte superiore della membrana.

Questi elementi lavorano insieme per creare il controllo di pressione desiderato. Un pistone o una membrana rilevano la pressione a monte (ingresso) e a valle (uscita). L'elemento di rilevamento cerca quindi di trovare l'equilibrio con la forza di regolazione dell'elemento di carico, che viene regolata dall'utente tramite una maniglia o un altro meccanismo di rotazione. L'elemento di rilevamento consente all'otturatore di aprirsi o chiudersi dalla sede della valvola. Questi elementi lavorano insieme per mantenere l'equilibrio e raggiungere la pressione di regolazione. Se una forza cambia, anche un'altra forza deve cambiare per ripristinare l'equilibrio.

In una valvola riduttrice di pressione, devono essere bilanciate quattro forze diverse, come mostrato in Figura 1. Queste includono la forza di carico (F1), la forza della molla di ingresso (F2), la pressione di uscita (F3) e la pressione di ingresso (F4). La forza di carico totale deve essere uguale alla combinazione della forza della molla di ingresso, della pressione di uscita e della pressione di ingresso.

Le valvole di contropressione funzionano in modo simile. Devono bilanciare la forza della molla (F1), la pressione di ingresso (F2) e la pressione di uscita (F3), come mostrato in Figura 2. In questo caso, la forza della molla deve essere uguale alla somma della pressione di ingresso e della pressione di uscita.

Come scegliere il giusto regolatore di pressione
L'installazione di un regolatore di pressione di dimensioni adeguate è fondamentale per mantenere la pressione richiesta. La dimensione appropriata dipende generalmente dalla portata del sistema: i regolatori più grandi possono gestire portate maggiori controllando efficacemente la pressione, mentre per portate inferiori, i regolatori più piccoli sono molto efficaci. È anche importante dimensionare i componenti del regolatore. Ad esempio, sarebbe più efficiente utilizzare una membrana o un pistone più grandi per controllare applicazioni a bassa pressione. Tutti i componenti devono essere dimensionati correttamente in base ai requisiti del sistema.

Pressione del sistema
Poiché la funzione principale di un regolatore di pressione è quella di gestire la pressione del sistema, è fondamentale assicurarsi che il regolatore sia dimensionato per la pressione massima, minima e di esercizio del sistema. Le specifiche del prodotto del regolatore di pressione spesso evidenziano l'intervallo di controllo della pressione, che è molto importante per la scelta del regolatore di pressione appropriato.

Temperatura del sistema
I processi industriali possono avere ampi intervalli di temperatura ed è importante avere la certezza che il regolatore di pressione selezionato resista alle tipiche condizioni operative previste. I fattori ambientali sono uno degli aspetti da considerare, insieme a fattori come la temperatura del fluido e l'effetto Joule-Thomson, che causa un rapido raffreddamento dovuto a un calo di pressione.

sensibilità del processo
La sensibilità del processo gioca un ruolo importante nella scelta della modalità di controllo nei regolatori di pressione. Come accennato in precedenza, la maggior parte dei regolatori sono regolatori a molla o a cupola. Le valvole regolatrici di pressione a molla sono controllate dall'operatore ruotando una manopola esterna che controlla la forza della molla sull'elemento sensibile. Al contrario, i regolatori a cupola utilizzano la pressione del fluido all'interno del sistema per fornire una pressione di regolazione che agisce sull'elemento sensibile. Sebbene i regolatori a molla siano più comuni e gli operatori tendano ad averne maggiore familiarità, i regolatori a cupola possono contribuire a migliorare la precisione nelle applicazioni che la richiedono e possono essere utili nelle applicazioni di regolazione automatica.

supporti di sistema
La compatibilità dei materiali tra tutti i componenti del regolatore di pressione e il fluido del sistema è importante per la longevità dei componenti e per evitare tempi di fermo. Sebbene i componenti in gomma ed elastomero siano soggetti a una certa degradazione naturale, alcuni fluidi del sistema possono accelerarne il degrado e causare guasti prematuri alla valvola del regolatore.

Le valvole di regolazione della pressione svolgono un ruolo fondamentale in molti sistemi industriali di fluidi e strumentazione, contribuendo a mantenere o controllare la pressione e la portata richieste in risposta alle variazioni del sistema. Scegliere il giusto regolatore di pressione è fondamentale per garantire la sicurezza e le prestazioni del sistema. Una scelta errata può causare inefficienze, scarse prestazioni, frequenti interventi di risoluzione dei problemi e potenziali rischi per la sicurezza.