Kaj je aventil za regulacijo tlaka?
V osnovi je tlačni regulacijski ventil mehanska naprava, zasnovana za uravnavanje tlaka pred ali za sistemom kot odziv na spremembe v sistemu. Te spremembe lahko vključujejo nihanja pretoka, tlaka, temperature ali drugih dejavnikov, ki se pojavijo med rutinskim delovanjem sistema. Namen tlačnega regulatorja je vzdrževanje zahtevanega sistemskega tlaka. Pomembno je, da se tlačni regulatorji razlikujejo od ventilov, ki uravnavajo pretok sistema in se ne prilagajajo samodejno. Tlačni regulacijski ventili uravnavajo tlak, ne pretoka, in so samoregulacijski.

Tip regulatorja tlaka
Obstajata dve glavni vrsti ventilov za regulacijo tlaka:ventili za zmanjšanje tlaka in povratni ventili.

Redukcijski ventili uravnavajo pretok tlaka v proces tako, da zaznavajo izhodni tlak in uravnavajo tlak za seboj.

Regulatorji povratnega tlaka nadzorujejo tlak iz procesa z zaznavanjem vhodnega tlaka in nadzorom tlaka iz zgornjega dela

Izbira idealnega regulatorja tlaka je odvisna od zahtev vašega procesa. Če morate na primer zmanjšati tlak iz visokotlačnega vira, preden sistemski medij doseže glavni proces, lahko to opravi ventil za zmanjšanje tlaka. Nasprotno pa povratni ventil pomaga nadzorovati in vzdrževati tlak pred sistemom tako, da sprosti presežni tlak, ko sistemski pogoji povzročijo, da je tlak višji od potrebnega. Če se uporablja v pravem okolju, vam lahko vsaka vrsta pomaga vzdrževati potreben tlak v celotnem sistemu.

Načelo delovanja ventila za regulacijo tlaka
Regulacijski ventili tlaka vsebujejo tri pomembne komponente, ki jim pomagajo uravnavati tlak:

Krmilne komponente, vključno s sedežem ventila in krožničnim ventilom. Sedež ventila pomaga nadzorovati tlak in preprečuje puščanje tekočine na drugo stran regulatorja, ko je ta zaprt. Medtem ko sistem teče, krožni ventil in sedež ventila skupaj delujeta pri dokončanju postopka tesnjenja.

Senzorski element, običajno membrana ali bat. Senzorski element povzroči, da se stičišče ventila dvigne ali spusti v sedežu ventila, da se nadzoruje vhodni ali izhodni tlak.

Obremenilni elementi. Glede na uporabo je regulator lahko vzmetni ali kupolasti regulator. Obremenilni element izvaja silo uravnoteženja navzdol na vrh membrane.

Ti elementi delujejo skupaj, da ustvarijo želeni nadzor tlaka. Bat ali membrana zaznava tlak pred vhodom (vhodni tlak) in tlak za izhodom (izhodni tlak). Senzorski element nato poskuša najti ravnovesje z nastavljeno silo obremenitvenega elementa, ki jo uporabnik nastavi z ročico ali drugim vrtljivim mehanizmom. Senzorski element bo omogočil, da se stiččni ventil odpre ali zapre s sedeža ventila. Ti elementi delujejo skupaj, da ohranijo ravnovesje in dosežejo nastavljeni tlak. Če se ena sila spremeni, se mora spremeniti tudi neka druga sila, da se vzpostavi ravnovesje.

V reducirnem ventilu morajo biti uravnotežene štiri različne sile, kot je prikazano na sliki 1. To vključuje silo obremenitve (F1), silo vstopne vzmeti (F2), izhodni tlak (F3) in vhodni tlak (F4). Skupna sila obremenitve mora biti enaka kombinaciji sile vstopne vzmeti, izhodnega tlaka in vhodnega tlaka.

Protitlačni ventili delujejo na podoben način. Uravnotežiti morajo silo vzmeti (F1), vhodni tlak (F2) in izhodni tlak (F3), kot je prikazano na sliki 2. Tukaj mora biti sila vzmeti enaka vsoti vhodnega in izhodnega tlaka.

Izbira pravega regulatorja tlaka
Namestitev pravilno dimenzioniranega regulatorja tlaka je ključnega pomena za vzdrževanje zahtevanega tlaka. Ustrezna velikost je običajno odvisna od pretoka v sistemu – večji regulatorji lahko obvladujejo večje pretoke in hkrati učinkovito uravnavajo tlak, medtem ko so za nižje pretoke zelo učinkoviti manjši regulatorji. Pomembno je tudi dimenzionirati komponente regulatorja. Na primer, za krmiljenje aplikacij z nižjim tlakom bi bilo učinkoviteje uporabiti večjo membrano ali bat. Vse komponente morajo biti ustrezno dimenzionirane glede na zahteve vašega sistema.

Sistemski tlak
Ker je primarna funkcija regulatorja tlaka uravnavanje sistemskega tlaka, je ključnega pomena zagotoviti, da je vaš regulator dimenzioniran za najvišji, najnižji in sistemski obratovalni tlak. Specifikacije regulatorja tlaka pogosto poudarjajo območje regulacije tlaka, kar je zelo pomembno za izbiro ustreznega regulatorja tlaka.

Temperatura sistema
Industrijski procesi imajo lahko širok temperaturni razpon, zato morate biti prepričani, da bo regulator tlaka, ki ga izberete, prenesel tipične pričakovane obratovalne pogoje. Okoljski dejavniki so eden od vidikov, ki jih je treba upoštevati, skupaj z dejavniki, kot sta temperatura tekočine in Joule-Thomsonov učinek, ki povzroči hitro ohlajanje zaradi padca tlaka.

občutljivost procesa
Občutljivost procesa igra pomembno vlogo pri izbiri načina krmiljenja regulatorjev tlaka. Kot smo že omenili, je večina regulatorjev vzmetnih ali kupolastih regulatorjev. Vzmetne ventile regulatorjev tlaka upravlja upravljavec z obračanjem zunanje vrtljive ročice, ki krmili silo vzmeti na zaznavalnem elementu. Nasprotno pa kupolasti regulatorji uporabljajo tlak tekočine v sistemu za zagotavljanje nastavljenega tlaka, ki deluje na zaznavalni element. Čeprav so vzmetni regulatorji pogostejši in so upravljavci z njimi običajno bolj seznanjeni, lahko kupolasti regulatorji pomagajo izboljšati natančnost v aplikacijah, ki jo zahtevajo, in so lahko koristni pri avtomatskih regulatorjih.

sistemski mediji
Združljivost materialov med vsemi komponentami regulatorja tlaka in sistemskimi mediji je pomembna za dolgo življenjsko dobo komponent in preprečevanje izpadov. Čeprav se gumijaste in elastomerne komponente nekoliko naravno razgradijo, lahko nekateri sistemski mediji povzročijo pospešeno razgradnjo in prezgodnjo odpoved regulatornega ventila.

Regulacijski ventili tlaka igrajo ključno vlogo v številnih industrijskih sistemih za tekočine in instrumentacijo, saj pomagajo vzdrževati ali nadzorovati potreben tlak in pretok kot odziv na spremembe v sistemu. Izbira pravega regulatorja tlaka je pomembna za varnost in delovanje sistema po pričakovanjih. Napačna izbira lahko povzroči neučinkovitost sistema, slabo delovanje, pogosto odpravljanje težav in morebitne varnostne nevarnosti.