Como escolher um regulador

Como escolher um regulador para atender às necessidades do seu sistema de fluidos

Wouter Pronk, engenheiro de campo sênior, Swagelok

Os reguladores de pressão desempenham um papel crucial em muitos sistemas de instrumentação e fluidos industriais, ajudando a manter ou controlar a pressão e o fluxo desejados em resposta às alterações do sistema. É importante selecionar o regulador certo para manter o sistema operando com segurança e conforme o esperado - a escolha errada pode levar à ineficiência, baixo desempenho, solução de problemas frequente e riscos potenciais à segurança.

Saber escolher o regulador certo requer uma compreensão dos diferentes tipos de reguladores, como eles funcionam e como podem ser aplicados para atender às necessidades do seu sistema. Continue lendo para saber mais sobre os reguladores de pressão, suas funcionalidades e como determinar a melhor opção para as necessidades do seu sistema.

O que é um regulador de pressão?

Em sua forma mais básica, um regulador de pressão é um dispositivo mecânico projetado para controlar a pressão a montante ou a jusante em resposta a mudanças no sistema . Essas alterações podem incluir flutuações no fluxo, pressão, temperatura ou outros fatores que podem ocorrer durante a operação regular do sistema. O trabalho do regulador é manter a pressão desejada do sistema. É importante ressaltar que os reguladores são diferentes das válvulas, que controlam as taxas de fluxo do sistema e não se ajustam automaticamente. Os reguladores controlam a pressão, não o fluxo, e são autoajustáveis.

Tipos de reguladores

Existem dois tipos principais de reguladores:reguladores redutores de pressão e reguladores de contrapressão.

• Reguladores redutores de pressão controlar a pressão para o processo detectando a pressão de saída e controlando sua própria pressão a jusante
• Reguladores de contrapressão controlar a pressão do processo detectando a pressão de entrada e controlando a pressão a montante

Sua escolha ideal de regulador depende dos requisitos do seu processo. Por exemplo, se você precisar reduzir a pressão de uma fonte de alta pressão antes que a mídia do sistema atinja o processo principal, um regulador de redução de pressão fará o trabalho. Os reguladores de contrapressão, por outro lado, podem ajudar a controlar e manter a pressão a montante, liberando o excesso de pressão se as condições do sistema fizerem com que os níveis fiquem mais altos do que o desejado. Usado no contexto certo, cada tipo pode ajudá-lo a manter as pressões desejadas em todo o seu sistema.

Como funciona um regulador

Os reguladores de pressão contêm três componentes importantes que os ajudam a regular a pressão:

• Um elemento de controle , incluindo um assento e um boneco. A sede ajuda a conter a pressão e evita que o fluido vaze para o lado oposto do regulador quando o fluxo é fechado. Juntamente com o assento, o gatilho completa o processo de vedação enquanto um sistema está fluindo.
• Um elemento sensor , normalmente um diafragma ou pistão. O elemento sensor permite que o gatilho suba e desça no assento, controlando a pressão de entrada ou saída.
• Um elemento de carregamento . Os reguladores podem ser acionados por mola ou por domo, dependendo da aplicação. O elemento de carga aplica uma força de equilíbrio para baixo no topo do diafragma.

Esses elementos trabalham juntos para criar o controle de pressão desejado. O pistão ou diafragma detecta a pressão a montante (entrada) e a jusante (saída). O elemento sensor então tenta encontrar um equilíbrio com a força definida do elemento de carregamento, que é ajustado pelo usuário por meio de uma alça ou outro mecanismo de giro. O elemento sensor permitirá que o gatilho abra ou feche a partir do assento. Esses elementos trabalham juntos para permanecer em equilíbrio e atingir a pressão definida. Se uma muda, alguma outra força também deve mudar para restaurar o equilíbrio.

Em reguladores redutores de pressão, quatro forças diferentes devem ser equilibradas, conforme mostrado na Figura 1. Elas incluem força de carga (F1), força da mola de entrada (F2), força de pressão de saída (F3), e força de pressão de entrada (F4) . A força de carregamento total deve ser igual à combinação da força da mola de entrada, força de pressão de saída e força de pressão de entrada.

Os reguladores de contrapressão funcionam de forma semelhante. Eles devem equilibrar força da mola (F1), força de pressão de entrada (F2), e força de pressão de saída (F3) , como mostrado na Figura 2. Aqui, a força da mola deve ser igual à força combinada da força de pressão de entrada e da força de pressão de saída.

Fazendo a seleção correta do regulador

Com uma compreensão de como os reguladores funcionam, você pode avaliar melhor como combinar as diferentes características dos reguladores com as necessidades do seu sistema. Algumas das características mais importantes a serem consideradas incluem o seguinte:

Fluxo do sistema

A instalação de um regulador de tamanho adequado é fundamental para manter a pressão desejada. O tamanho correto geralmente é determinado pela taxa de fluxo em seu sistema - reguladores maiores podem lidar com fluxos mais altos enquanto controlam efetivamente a pressão, enquanto reguladores menores são eficazes para velocidades de fluxo mais baixas. O dimensionamento dos componentes do regulador também é importante. Por exemplo, é mais eficaz controlar aplicações de baixa pressão com diafragma ou pistão maior. Todos os componentes devem ser dimensionados adequadamente com base nos requisitos do seu sistema.

Pressão do sistema

Como a função principal de seu regulador é gerenciar as pressões do sistema, é fundamental garantir que sua seleção seja apropriadamente classificada para pressões máximas, mínimas e do sistema operacional. As faixas de controle de pressão geralmente são destacadas nas especificações do produto do regulador, devido à sua importância para a seleção adequada do regulador.

Temperatura do sistema

Os processos industriais podem variar em temperatura, e você deve ter certeza de que sua escolha de regulador pode suportar as condições operacionais típicas esperadas. Fatores ambientais são levados em consideração, bem como temperaturas de fluidos e fatores como o efeito Joule-Thomson, que causa resfriamento rápido devido a quedas de pressão.

Sensibilidade do processo

A sensibilidade do seu processo desempenha um papel na determinação do melhor modo de controle a ser escolhido em seus reguladores. Conforme observado, a maioria dos reguladores são carregados por mola ou por domo. Os reguladores com mola são controlados por um operador girando um botão externo, que controla a força da mola no elemento sensor. Os reguladores carregados em domo, por outro lado, usam a pressão do fluido de dentro do sistema para fornecer a pressão definida no elemento sensor. Embora os reguladores de mola sejam mais comuns e tendam a ser mais familiares para os operadores, os reguladores de domo podem ajudar a melhorar a precisão em aplicações que a exigem e podem beneficiar aplicações automatizadas.

Mídia do sistema

A compatibilidade de material entre todos os elementos do regulador e a mídia do sistema é importante para a longevidade dos componentes e para evitar o tempo de inatividade. Embora seja esperada alguma deterioração natural dos componentes de borracha e elastômero, certos meios do sistema podem contribuir para a deterioração acelerada e falha prematura do regulador. Você pode aprender mais sobre compatibilidade química de vedações de elastômero e outros componentes reguladores em nossos cursos de treinamento em ciência de materiais.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre como selecionar um regulador.

Com um conhecimento mais profundo dos tipos de reguladores de pressão disponíveis e como eles funcionam, você estará melhor equipado para fazer a seleção certa. O fornecedor do regulador deve fornecer informações de dimensionamento, requisitos de pressão e vazão, faixas de temperatura e o modo de controle correto para as necessidades do seu sistema. Você pode iniciar o processo de seleção comparando diferentes reguladores em diferentes aplicações com nosso Regulator Flow Curve Generator e, em seguida, acompanhando um especialista local em controle de pressão para obter mais informações.

No entanto, as necessidades específicas do seu sistema vão muito além do conteúdo deste blog. As oportunidades de treinamento disponíveis podem ajudar os profissionais de sistemas de fluidos a obter uma compreensão mais completa de como o regulador certo pode ajudar a aumentar a segurança e ao mesmo tempo melhorar a eficiência.

Além disso, seu fornecedor regulador deve ser capaz de orientá-lo na escolha correta, trabalhando para entender os requisitos do seu sistema. Nossos especialistas experientes podem fornecer essa orientação, baseando-se em conhecimento de aplicação abrangente e suporte de engenharia para chegar à escolha apropriada para o seu sistema. Se você estiver interessado em otimizar o desempenho do regulador, entre em contato com nossa equipe de especialistas em controle de pressão para iniciar uma conversa.