Cos'è unvalvola di regolazione della pressione?
A livello base, una valvola di regolazione della pressione è un dispositivo meccanico progettato per controllare la pressione a monte o a valle in risposta ai cambiamenti nel sistema. Questi cambiamenti possono includere fluttuazioni di flusso, pressione, temperatura o altri fattori che si verificano durante il funzionamento di routine del sistema. Lo scopo del regolatore di pressione è mantenere la pressione del sistema richiesta. È importante sottolineare che i regolatori di pressione differiscono dalle valvole, che controllano il flusso del sistema e non si regolano automaticamente. Le valvole di regolazione della pressione controllano la pressione, non il flusso, e sono autoregolanti.

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

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

I regolatori di contropressione controllano la pressione del processo rilevando la pressione in 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 i fluidi del sistema raggiungano il processo principale, una valvola riduttrice di pressione può svolgere il compito. Al contrario, una valvola di contropressione aiuta a controllare e mantenere la pressione a monte alleviando la pressione in eccesso quando le condizioni del sistema rendono la pressione superiore a quella richiesta. Se utilizzato nell'ambiente giusto, ciascun tipo può aiutarti 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 della valvola e otturatore. La sede della valvola aiuta a controllare la pressione e impedisce al fluido di fuoriuscire dall'altro lato del regolatore quando è chiuso. Mentre il sistema scorre, l'otturatore e la sede della valvola lavorano insieme per completare il processo di tenuta.

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

Caricamento degli elementi. A seconda dell'applicazione, il regolatore può essere un regolatore caricato a molla o un regolatore caricato a cupola. L'elemento di carico esercita una forza di bilanciamento verso il basso sulla parte superiore del diaframma.

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

In una valvola riduttrice di pressione, quattro diverse forze devono essere bilanciate, come mostrato nella Figura 1. Ciò include 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 nella Figura 2. Qui, la forza della molla deve essere uguale alla somma della pressione di ingresso e della pressione di uscita.

Effettuare la scelta del giusto regolatore di pressione
L'installazione di un regolatore di pressione adeguatamente dimensionato è fondamentale per mantenere la pressione richiesta. La dimensione appropriata dipende generalmente dalla portata del sistema: i regolatori più grandi possono gestire flussi più elevati controllando al contempo la pressione in modo efficace, mentre per portate inferiori, i regolatori più piccoli sono molto efficaci. È importante anche dimensionare i componenti del regolatore. Ad esempio, sarebbe più efficiente utilizzare una membrana o un pistone più grandi per controllare le applicazioni a pressione inferiore. Tutti i componenti devono essere opportunamente dimensionati in base ai requisiti del sistema.

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

Temperatura del sistema
I processi industriali possono avere ampi intervalli di temperatura e dovresti avere fiducia che il regolatore di pressione selezionato resisterà 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 provoca un rapido raffreddamento a causa di una caduta di pressione.

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

supporti di sistema
La compatibilità dei materiali tra tutti i componenti del regolatore di pressione e i fluidi del sistema è importante per la longevità dei componenti ed evitare tempi di fermo. Sebbene i componenti in gomma ed elastomero subiscano un naturale degrado, alcuni fluidi del sistema possono causare un degrado accelerato e un guasto prematuro della valvola di regolazione.

Le valvole di regolazione della pressione svolgono un ruolo vitale in molti sistemi di strumentazione e fluidi industriali, aiutando a mantenere o controllare la pressione e il flusso richiesti in risposta ai cambiamenti del sistema. La scelta del giusto regolatore di pressione è importante affinché il tuo sistema rimanga sicuro e funzioni come previsto. La scelta sbagliata può portare a inefficienze del sistema, scarse prestazioni, frequente risoluzione dei problemi e potenziali rischi per la sicurezza.