O que é umválvula reguladora de pressão?
Em um nível básico, uma válvula reguladora de pressão é um dispositivo mecânico projetado para controlar a pressão a montante ou a jusante em resposta a mudanças no sistema. Essas mudanças podem incluir flutuações de vazão, pressão, temperatura ou outros fatores que ocorrem durante a operação de rotina do sistema. A função do regulador de pressão é manter a pressão necessária no sistema. É importante ressaltar que os reguladores de pressão diferem das válvulas, que controlam a vazão do sistema e não se ajustam automaticamente. As válvulas reguladoras de pressão controlam a pressão, não a vazão, e são autorreguladas.

Tipo de regulador de pressão
Existem dois tipos principais de válvulas reguladoras de pressão:válvulas redutoras de pressão e válvulas de contrapressão.

As válvulas redutoras de pressão controlam o fluxo de pressão para o processo detectando a pressão de saída e controlando a pressão a jusante delas mesmas

Os reguladores de contrapressão controlam a pressão do processo detectando a pressão de entrada e controlando a pressão a montante

A escolha ideal do regulador de pressão depende dos requisitos do seu processo. Por exemplo, se você precisar reduzir a pressão de uma fonte de alta pressão antes que o fluido do sistema atinja o processo principal, uma válvula redutora de pressão pode ser a solução. Em contrapartida, uma válvula de contrapressão ajuda a controlar e manter a pressão a montante, aliviando o excesso de pressão quando as condições do sistema fazem com que a pressão seja maior do que o necessário. Quando usados no ambiente certo, cada tipo pode ajudar a manter a pressão necessária em todo o sistema.

Princípio de funcionamento da válvula reguladora de pressão
As válvulas reguladoras de pressão contêm três componentes importantes que as ajudam a regular a pressão:

Componentes de controle, incluindo sede da válvula e cabeçote móvel. A sede da válvula ajuda a controlar a pressão e evita que o fluido vaze para o outro lado do regulador quando este está desligado. Enquanto o sistema está fluindo, a sede da válvula e o cabeçote móvel trabalham juntos para concluir o processo de vedação.

Elemento sensor, geralmente um diafragma ou pistão. O elemento sensor faz com que o gatilho suba ou desça na sede da válvula para controlar a pressão de entrada ou saída.

Elementos de Carga. Dependendo da aplicação, o regulador pode ser do tipo mola ou do tipo cúpula. O elemento de carga exerce uma força de equilíbrio descendente na parte superior do diafragma.

Esses elementos trabalham em conjunto para criar o controle de pressão desejado. Um pistão ou diafragma detecta a pressão a montante (entrada) e a pressão a jusante (saída). O elemento sensor tenta então encontrar o equilíbrio com a força definida pelo elemento de carga, que é ajustada pelo usuário por meio de uma manivela ou outro mecanismo giratório. O elemento sensor permite que o gatilho abra ou feche a partir do assento da válvula. Esses elementos trabalham em conjunto para manter o equilíbrio e atingir a pressão definida. Se uma força muda, alguma outra força também deve mudar para restaurar o equilíbrio.

Em uma válvula redutora de pressão, quatro forças diferentes devem ser equilibradas, conforme mostrado na Figura 1. Isso inclui a força de carga (F1), a força da mola de entrada (F2), a pressão de saída (F3) e a pressão de entrada (F4). A força de carga total deve ser igual à combinação da força da mola de entrada, da pressão de saída e da pressão de entrada.

As válvulas de contrapressão operam de maneira semelhante. Elas devem equilibrar a força da mola (F1), a pressão de entrada (F2) e a pressão de saída (F3), conforme mostrado na Figura 2. Aqui, a força da mola deve ser igual à soma da pressão de entrada e da pressão de saída.

Fazendo a seleção correta do regulador de pressão
Instalar um regulador de pressão de tamanho adequado é fundamental para manter a pressão necessária. O tamanho apropriado geralmente depende da vazão do sistema – reguladores maiores podem lidar com vazões maiores, controlando a pressão de forma eficaz, enquanto reguladores menores são muito eficazes para vazões menores. Também é importante dimensionar os componentes do regulador. Por exemplo, seria mais eficiente usar um diafragma ou pistão maior para controlar aplicações de pressão mais baixa. Todos os componentes precisam ser dimensionados adequadamente com base nos requisitos do seu sistema.

Pressão do sistema
Como a função principal de um regulador de pressão é gerenciar a pressão do sistema, é fundamental garantir que ele seja dimensionado para as pressões máxima, mínima e de operação do sistema. As especificações do regulador de pressão geralmente destacam a faixa de controle de pressão, o que é muito importante para a seleção do regulador de pressão apropriado.

Temperatura do sistema
Os processos industriais podem ter amplas faixas de temperatura, e você deve confiar que o regulador de pressão selecionado suportará as condições operacionais típicas esperadas. Fatores ambientais são um dos aspectos que precisam ser considerados, juntamente com fatores como a temperatura do fluido e o efeito Joule-Thomson, que causa resfriamento rápido devido à queda de pressão.

sensibilidade do processo
A sensibilidade do processo desempenha um papel importante na escolha do modo de controle em reguladores de pressão. Como mencionado acima, a maioria dos reguladores são reguladores de mola ou reguladores de cúpula. As válvulas reguladoras de pressão de mola são controladas pelo operador girando uma manopla rotativa externa que controla a força da mola no elemento sensor. Em contraste, os reguladores de cúpula usam a pressão do fluido dentro do sistema para fornecer uma pressão definida que atua no elemento sensor. Embora os reguladores de mola sejam mais comuns e os operadores tendam a estar mais familiarizados com eles, os reguladores de cúpula podem ajudar a melhorar a precisão em aplicações que exigem isso e podem ser benéficos em aplicações de reguladores automáticos.

mídia do sistema
A compatibilidade do material entre todos os componentes do regulador de pressão e o fluido do sistema é importante para a longevidade dos componentes e para evitar paradas. Embora os componentes de borracha e elastômero sofram alguma degradação natural, certos fluidos do sistema podem causar degradação acelerada e falha prematura da válvula reguladora.

As válvulas reguladoras de pressão desempenham um papel vital em muitos sistemas de instrumentação e fluidos industriais, ajudando a manter ou controlar a pressão e o fluxo necessários em resposta a alterações no sistema. Escolher o regulador de pressão correto é importante para que seu sistema permaneça seguro e funcione conforme o esperado. A escolha errada pode levar a ineficiências do sistema, baixo desempenho, problemas frequentes e potenciais riscos à segurança.