Cómo elegir un regulador

Cómo elegir un regulador que satisfaga las necesidades de su sistema de fluidos

Wouter Pronk, ingeniero de campo sénior, Swagelok

Los reguladores de presión juegan un papel crucial en muchos sistemas de instrumentación y fluidos industriales, ayudando a mantener o controlar la presión y el flujo deseados en respuesta a los cambios del sistema. Es importante seleccionar el regulador correcto para mantener el sistema funcionando de manera segura y según lo previsto:la elección incorrecta puede provocar ineficiencia, bajo rendimiento, resolución de problemas frecuentes y posibles riesgos de seguridad.

Saber cómo elegir el regulador correcto requiere una comprensión de los diferentes tipos de reguladores, cómo funcionan y cómo se pueden aplicar para satisfacer las necesidades de su sistema. Siga leyendo para obtener más información sobre los reguladores de presión, su funcionalidad y cómo determinar la mejor opción para las necesidades de su sistema.

¿Qué es un regulador de presión?

En su forma más básica, un regulador de presión es un dispositivo mecánico diseñado para controlar la presión aguas arriba o aguas abajo en respuesta a cambios en el sistema . Estos cambios pueden incluir fluctuaciones en el flujo, la presión, la temperatura u otros factores que pueden ocurrir durante el funcionamiento normal del sistema. El trabajo del regulador es mantener la presión deseada del sistema. Es importante destacar que los reguladores son diferentes a las válvulas, que controlan las tasas de flujo del sistema y no se ajustan automáticamente. Los reguladores controlan la presión, no el flujo, y son autoajustables.

Tipos de reguladores

Hay dos tipos principales de reguladores:reguladores reductores de presión y reguladores de contrapresión.

• Reguladores reductores de presión controle la presión al proceso detectando la presión de salida y controlando su propia presión aguas abajo
• Reguladores de contrapresión controle la presión del proceso detectando la presión de entrada y controlando la presión aguas arriba

Su elección ideal de regulador depende de los requisitos de su proceso. Por ejemplo, si necesita reducir la presión de una fuente de alta presión antes de que el fluido del sistema llegue al proceso principal, un regulador reductor de presión hará el trabajo. Los reguladores de contrapresión, por el contrario, pueden ayudar a controlar y mantener la presión aguas arriba liberando el exceso de presión si las condiciones del sistema hacen que los niveles sean más altos de lo deseado. Usado en el contexto correcto, cada tipo puede ayudarlo a mantener las presiones deseadas en todo su sistema.

Cómo funciona un regulador

Los reguladores de presión contienen tres componentes importantes que los ayudan a regular la presión:

• Un elemento de control , incluyendo un asiento y un asiento. El asiento ayuda a contener la presión y evita que el líquido se escape al lado opuesto del regulador cuando el flujo está cerrado. Junto con el asiento, el asiento completa el proceso de sellado mientras fluye un sistema.
• Un elemento sensor , típicamente un diafragma o un pistón. El elemento sensor permite que el asiento suba y baje en el asiento, controlando la presión de entrada o salida.
• Un elemento de carga . Los reguladores pueden ser accionados por resorte o domo, según la aplicación. El elemento de carga aplica una fuerza de equilibrio hacia abajo sobre el diafragma.

Estos elementos trabajan juntos para crear el control de presión deseado. El pistón o diafragma detecta la presión aguas arriba (entrada) y la presión aguas abajo (salida). Luego, el elemento sensor trata de encontrar un equilibrio con la fuerza establecida del elemento de carga, que el usuario ajusta a través de un mango u otro mecanismo de giro. El elemento sensor permitirá que el asiento se abra o se cierre desde el asiento. Estos elementos trabajan juntos para permanecer en equilibrio y lograr la presión establecida. Si uno cambia, alguna otra fuerza también debe cambiar para restablecer el equilibrio.

En los reguladores reductores de presión, se deben equilibrar cuatro fuerzas diferentes, como se muestra en la Figura 1. Estas incluyen fuerza de carga (F1), fuerza del resorte de entrada (F2), fuerza de presión de salida (F3), y fuerza de presión de entrada (F4) . La fuerza de carga total debe ser igual a la combinación de la fuerza del resorte de entrada, la fuerza de presión de salida y la fuerza de presión de entrada.

Los reguladores de contrapresión funcionan de manera similar. Deben equilibrar fuerza de resorte (F1), fuerza de presión de entrada (F2), y fuerza de presión de salida (F3) , como se muestra en la Figura 2. Aquí, la fuerza del resorte debe ser igual a la fuerza combinada de la fuerza de presión de entrada y la fuerza de presión de salida.

Hacer la selección correcta del regulador

Con una comprensión de cómo funcionan los reguladores, puede evaluar mejor cómo hacer coincidir las diferentes características del regulador con las necesidades de su sistema. Algunas de las características más importantes a considerar incluyen las siguientes:

Flujo del sistema

La instalación de un regulador del tamaño adecuado es clave para mantener la presión deseada. El tamaño correcto generalmente está determinado por la tasa de flujo en su sistema:los reguladores más grandes pueden manejar flujos más altos mientras controlan la presión de manera efectiva, mientras que los reguladores más pequeños son efectivos para velocidades de flujo más bajas. El tamaño de los componentes del regulador también es importante. Por ejemplo, es más efectivo controlar aplicaciones de baja presión con un diafragma o pistón más grande. Todos los componentes deben tener el tamaño adecuado según los requisitos de su sistema.

Presión del sistema

Dado que la función principal de su regulador es administrar las presiones del sistema, es fundamental asegurarse de que su selección tenga la clasificación adecuada para las presiones máxima, mínima y operativa del sistema. Los rangos de control de presión generalmente se destacan en las especificaciones del producto del regulador dada su importancia para la selección adecuada del regulador.

Temperatura del sistema

Los procesos industriales pueden variar en temperatura, y debe estar seguro de que su elección de regulador puede soportar las condiciones de funcionamiento típicas esperadas. Los factores ambientales son una consideración, así como las temperaturas del fluido y factores como el efecto Joule-Thomson, que provoca un enfriamiento rápido debido a las caídas de presión.

Sensibilidad del proceso

La sensibilidad de su proceso juega un papel en la determinación del mejor modo de control para elegir en sus reguladores. Como se señaló, la mayoría de los reguladores son de resorte o de cúpula. Los reguladores accionados por resorte son controlados por un operador que gira una perilla externa, que controla la fuerza del resorte sobre el elemento sensor. Los reguladores de cúpula, por el contrario, utilizan la presión del fluido desde el interior del sistema para proporcionar la presión establecida en el elemento sensor. Si bien los reguladores con resorte son más comunes y tienden a ser más familiares para los operadores, los reguladores con cúpula pueden ayudar a mejorar la precisión en las aplicaciones que lo requieren y pueden beneficiar a las aplicaciones automatizadas.

Medios del sistema

La compatibilidad de materiales entre todos los elementos de su regulador y los medios de su sistema es importante para la longevidad de los componentes y evitar el tiempo de inactividad. Si bien se espera cierto deterioro natural de los componentes de caucho y elastómero, ciertos medios del sistema pueden contribuir al deterioro acelerado y la falla prematura del regulador. Puede obtener más información sobre la compatibilidad química de los sellos de elastómero y otros componentes del regulador en nuestros cursos de capacitación en ciencia de los materiales.

Vea el video a continuación para obtener más información sobre cómo seleccionar un regulador.

Con un conocimiento más profundo de los tipos de reguladores de presión disponibles y cómo funcionan, estará mejor equipado para hacer la selección correcta. Su proveedor de reguladores debería poder brindarle información sobre el tamaño, los requisitos de presión y flujo, los rangos de temperatura y el modo de control correcto para las necesidades de su sistema. Puede comenzar el proceso de selección comparando diferentes reguladores en diferentes aplicaciones con nuestro Generador de curvas de flujo de reguladores y luego hacer un seguimiento con un especialista local en control de presión para obtener más información.

Sin embargo, las necesidades específicas de su sistema van mucho más allá del contenido de este blog. Las oportunidades de capacitación disponibles pueden ayudar a los profesionales de sistemas de fluidos a obtener una comprensión más completa de cómo el regulador correcto puede ayudar a aumentar la seguridad y mejorar la eficiencia.

Además, su proveedor de reguladores debería poder ayudarlo a guiarlo hacia la elección correcta trabajando para comprender los requisitos de su sistema. Nuestros especialistas experimentados pueden proporcionar esa orientación, basándose en un conocimiento completo de la aplicación y soporte de ingeniería para llegar a la opción adecuada para su sistema. Si está interesado en optimizar el rendimiento del regulador, comuníquese con nuestro equipo de especialistas en control de presión para iniciar una conversación.