Co je toregulační ventil tlaku?
V základním smyslu je regulační ventil tlaku mechanické zařízení určené k regulaci tlaku před nebo za systémem v reakci na změny v systému. Tyto změny mohou zahrnovat kolísání průtoku, tlaku, teploty nebo jiných faktorů, ke kterým dochází během běžného provozu systému. Účelem regulátoru tlaku je udržovat požadovaný tlak v systému. Důležité je, že regulátory tlaku se liší od ventilů, které regulují průtok systémem a nenastavují se automaticky. Regulační ventily tlaku regulují tlak, nikoli průtok, a jsou samoregulační.

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

Redukční ventily regulují tlakový tok do procesu snímáním výstupního tlaku a regulací tlaku za sebou samými

Regulátory zpětného tlaku regulují tlak z procesu snímáním vstupního tlaku a regulací tlaku z předřazeného potrubí

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

Princip činnosti regulačního ventilu tlaku
Regulační ventily tlaku obsahují tři důležité komponenty, které jim pomáhají regulovat tlak:

Řídicí komponenty, včetně sedla ventilu a talířového ventilu. Sedlo ventilu pomáhá regulovat tlak a zabraňuje úniku kapaliny na druhou stranu regulátoru, když je uzavřen. Během proudění systému talířový ventil a sedlo ventilu spolupracují na dokončení procesu těsnění.

Snímací prvek, obvykle membrána nebo píst. Snímací prvek způsobuje, že se talířová pístnice v sedle ventilu zvedá nebo klesá, a tím řídí vstupní nebo výstupní tlak.

Zatěžovací prvky. V závislosti na aplikaci může být regulátor pružinový nebo kopulovitý. Zatěžovací prvek vyvíjí vyvažovací sílu směřující dolů na horní část membrány.

Tyto prvky spolupracují na vytvoření požadované regulace tlaku. Píst nebo membrána snímá tlak před ventilem (vstupní tlak) a tlak za ventilem (výstupní tlak). Snímací prvek se poté snaží najít rovnováhu s nastavenou silou zatěžovacího prvku, kterou uživatel nastavuje pomocí rukojeti nebo jiného otočného mechanismu. Snímací prvek umožní otevírání nebo zavírání talířového ventilu 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.

V redukčním ventilu musí být vyváženy čtyři různé síly, jak je znázorněno na obrázku 1. Patří sem zatěžovací síla (F1), síla vstupní pružiny (F2), výstupní tlak (F3) a vstupní tlak (F4). Celková zatěžovací síla musí být rovna kombinaci síly vstupní pružiny, výstupního tlaku a vstupního tlaku.

Zpětné ventily fungují podobným způsobem. Musí vyvažovat 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 a zároveň efektivně regulují tlak, zatímco pro nižší průtoky jsou velmi účinné menší regulátory. Důležité je také dimenzovat komponenty regulátoru. Například pro regulaci aplikací s nižším tlakem by bylo efektivnější použít větší membránu nebo píst. Všechny komponenty musí být vhodně dimenzovány na základě požadavků vašeho systému.

Tlak v systému
Protože primární funkcí regulátoru tlaku je regulace tlaku v systému, je zásadní zajistit, aby byl váš regulátor dimenzován na maximální, minimální a provozní tlak systému. Specifikace regulátoru tlaku často zdůrazňují rozsah regulace tlaku, což je velmi důležité pro výběr vhodného regulátoru tlaku.

Teplota systému
Průmyslové procesy mohou mít široký teplotní rozsah a měli byste se spolehnout, že vámi vybraný regulátor tlaku odolá typickým očekávaným provozním podmínkám. Mezi aspekty, které je třeba zvážit, patří faktory prostředí, spolu s faktory, jako je teplota kapaliny a Joule-Thomsonův jev, který způsobuje rychlé ochlazování v důsledku poklesu tlaku.

citlivost procesu
Citlivost procesu hraje důležitou roli při určování volby režimu regulace u regulátorů tlaku. Jak již bylo zmíněno výše, většina regulátorů jsou pružinové nebo kopulovité. Pružinové ventily regulátorů tlaku jsou ovládány obsluhou otáčením externí otočné rukojeti, která ovládá sílu pružiny na snímací prvek. Naproti tomu kopulovité regulátory využívají tlak kapaliny uvnitř systému k zajištění nastaveného tlaku, který působí na snímací prvek. Ačkoli jsou pružinové regulátory běžnější a obsluha je s nimi obvykle lépe obeznámena, kopulovité regulátory mohou pomoci zlepšit přesnost v aplikacích, které ji vyžadují, a mohou být prospěšné 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 elastomerové komponenty podléhají určité přirozené degradaci, některá systémová média mohou způsobit urychlenou degradaci a předčasné selhání regulačního ventilu.

Regulační ventily tlaku hrají zásadní roli v mnoha průmyslových systémech kapalin a přístrojů, protože pomáhají udržovat nebo regulovat požadovaný tlak a průtok v reakci na změny v systému. Výběr správného regulátoru tlaku je důležitý pro to, aby váš systém zůstal bezpečný a fungoval podle očekávání. Nesprávná volba může vést k neefektivnosti systému, nízkému výkonu, častému řešení problémů a potenciálním bezpečnostním rizikům.