Co je atlakový regulační ventil?
Na základní úrovni je tlakový regulační ventil mechanické zařízení určené k řízení tlaku před nebo po proudu v reakci na změny v systému. Tyto změny mohou zahrnovat kolísání průtoku, tlaku, teploty nebo jiných faktorů, ke kterým dochází během rutinního provozu systému. Účelem regulátoru tlaku je udržovat požadovaný tlak v systému. Důležité je, že regulátory tlaku se liší od ventilů, které řídí průtok v systému a nenastavují se automaticky. Tlakové regulační ventily řídí tlak, nikoli průtok, a jsou samoregulační.

Typ regulátoru tlaku
Existují dva hlavní typy tlakových regulačních ventilů:redukční ventily a zpětné ventily.

Redukční ventily řídí tlakový tok do procesu snímáním výstupního tlaku a řízením tlaku za sebou

Regulátory zpětného tlaku řídí tlak z procesu snímáním vstupního tlaku a řízením tlaku zepředu

Výběr ideálního regulátoru tlaku závisí na požadavcích vašeho procesu. Pokud například potřebujete snížit tlak z vysokotlakého zdroje předtím, než se systémové médium dostane do hlavního procesu, může to udělat redukční ventil. Naproti tomu zpětný ventil pomáhá řídit a udržovat tlak před proudem tím, že uvolňuje přetlak, když podmínky systému způsobí, že tlak je vyšší, než je požadováno. Při použití ve správném prostředí vám každý typ může pomoci udržet požadovaný tlak v celém systému.

Princip činnosti tlakového regulačního ventilu
Tlakové regulační ventily obsahují tři důležité součásti, které jim pomáhají regulovat tlak:

Ovládací prvky, včetně ventilového sedla a talířku. Sedlo ventilu pomáhá kontrolovat tlak a zabraňuje úniku kapaliny na druhou stranu regulátoru, když je vypnutý. Zatímco systém proudí, talíř a sedlo ventilu spolupracují na dokončení procesu těsnění.

Snímací prvek, obvykle membrána nebo píst. Snímací prvek způsobuje, že kuželka stoupá nebo klesá v sedle ventilu pro řízení vstupního nebo výstupního tlaku.

Načítání prvků. V závislosti na aplikaci může být regulátorem pružinový regulátor nebo kopulovitý regulátor. Zatěžovací prvek vyvíjí vyvažovací sílu směrem dolů na horní část membrány.

Tyto prvky spolupracují na vytvoření požadované regulace tlaku. Píst nebo membrána snímá proti proudu (vstupní) tlak a výstupní (výstupní) tlak. Snímací prvek se pak snaží najít rovnováhu s nastavenou silou od zatěžovacího prvku, kterou uživatel nastavuje pomocí kliky nebo jiného otočného mechanismu. Snímací prvek umožní otevření nebo zavření talířku ze sedla ventilu. Tyto prvky spolupracují na udržení rovnováhy a dosažení nastaveného tlaku. Pokud se změní jedna síla, musí se změnit i jiná síla, aby se obnovila rovnováha.

U redukčního ventilu musí být vyváženy čtyři různé síly, jak je znázorněno na obrázku 1. To zahrnuje zatěžovací sílu (F1), sílu vstupní pružiny (F2), výstupní tlak (F3) a vstupní tlak (F4). Celková zatěžovací síla se musí rovnat kombinaci síly vstupní pružiny, výstupního tlaku a vstupního tlaku.

Protitlaké ventily fungují podobným způsobem. Musí vyrovnávat sílu pružiny (F1), vstupní tlak (F2) a výstupní tlak (F3), jak je znázorněno na obrázku 2. Zde musí být síla pružiny rovna součtu vstupního tlaku a výstupního tlaku.

Výběr správného regulátoru tlaku
Instalace správně dimenzovaného regulátoru tlaku je klíčem k udržení požadovaného tlaku. Vhodná velikost obecně závisí na průtoku v systému – větší regulátory zvládnou vyšší průtoky při efektivním řízení tlaku, zatímco pro nižší průtoky jsou velmi účinné menší regulátory. Je také důležité dimenzovat komponenty regulátoru. Například by bylo efektivnější použít větší membránu nebo píst pro řízení aplikací s nižším tlakem. Všechny komponenty musí mít vhodnou velikost na základě požadavků vašeho systému.

Systémový tlak
Protože primární funkcí regulátoru tlaku je řídit tlak v systému, je důležité zajistit, aby byl regulátor dimenzován na maximální, minimální a provozní tlaky systému. Specifikace produktu regulátoru tlaku často zdůrazňují rozsah regulace tlaku, který je velmi důležitý pro výběr vhodného regulátoru tlaku.

Teplota systému
Průmyslové procesy mohou mít široké teplotní rozsahy a měli byste věřit, že zvolený regulátor tlaku odolá typickým očekávaným provozním podmínkám. Faktory prostředí jsou jedním z aspektů, které je třeba vzít v úvahu, spolu s faktory, jako je teplota kapaliny a Joule-Thomsonův efekt, který způsobuje rychlé ochlazení v důsledku poklesu tlaku.

citlivost procesu
Procesní citlivost hraje důležitou roli při určování volby regulačního režimu u regulátorů tlaku. Jak bylo uvedeno výše, většina regulátorů jsou pružinové regulátory nebo kupolovité regulátory. Pružinové ventily regulátoru tlaku ovládá operátor otáčením vnější otočné rukojeti, která ovládá sílu pružiny na snímacím prvku. Naproti tomu regulátory s kupolí využívají tlak kapaliny uvnitř systému k zajištění nastaveného tlaku, který působí na snímací prvek. Přestože jsou pružinové regulátory běžnější a operátoři je znají spíše, mohou regulátory s kupolovým zatížením pomoci zlepšit přesnost v aplikacích, které to vyžadují, a mohou být přínosné v aplikacích automatických regulátorů.

systémová média
Materiálová kompatibilita mezi všemi komponenty regulátoru tlaku a systémovými médii je důležitá pro dlouhou životnost komponent a zamezení prostojů. Přestože pryžové a elastomerní součásti podléhají určité přirozené degradaci, některá systémová média mohou způsobit zrychlenou degradaci a předčasné selhání regulačního ventilu.

Tlakové regulační ventily hrají zásadní roli v mnoha průmyslových kapalinových a přístrojových systémech, pomáhají udržovat nebo řídit požadovaný tlak a průtok v reakci na změny systému. Výběr správného regulátoru tlaku je důležitý, aby váš systém zůstal bezpečný a fungoval podle očekávání. Špatná volba může vést k neefektivitě systému, špatnému výkonu, častým řešením problémů a potenciálním bezpečnostním rizikům.