¿Qué es unválvula reguladora de presión?
En un nivel básico, una válvula reguladora 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, presión, temperatura u otros factores que ocurren durante la operación rutinaria del sistema. El propósito del regulador de presión es mantener la presión requerida del sistema. Es importante destacar que los reguladores de presión se diferencian de las válvulas, que controlan el flujo del sistema y no se ajustan automáticamente. Las válvulas reguladoras de presión controlan la presión, no el flujo, y son autorreguladoras.

Tipo de regulador de presión
Hay dos tipos principales de válvulas reguladoras de presión:válvulas reductoras de presión y válvulas de contrapresión.

Las válvulas reductoras de presión controlan el flujo de presión al proceso detectando la presión de salida y controlando la presión aguas abajo de ellas mismas.

Los reguladores de contrapresión controlan la presión del proceso detectando la presión de entrada y controlando la presión aguas arriba.

La selección de su regulador de presión ideal depende de los requisitos de su proceso. Por ejemplo, si necesita reducir la presión de una fuente de alta presión antes de que el medio del sistema llegue al proceso principal, una válvula reductora de presión puede hacer el trabajo. Por el contrario, una válvula de contrapresión ayuda a controlar y mantener la presión aguas arriba aliviando el exceso de presión cuando las condiciones del sistema hacen que la presión sea más alta de lo requerido. Cuando se utiliza en el entorno adecuado, cada tipo puede ayudarle a mantener la presión requerida en todo su sistema.

Principio de funcionamiento de la válvula reguladora de presión.
Las válvulas reguladoras de presión contienen tres componentes importantes que les ayudan a regular la presión:

Componentes de control, incluidos el asiento de válvula y el asiento de válvula. El asiento de la válvula ayuda a controlar la presión y evita que el líquido se escape al otro lado del regulador cuando está cerrado. Mientras el sistema fluye, el asiento de la válvula y el asiento trabajan juntos para completar el proceso de sellado.

Elemento sensor, generalmente un diafragma o pistón. El elemento sensor hace que el asiento suba o baje en el asiento de la válvula para controlar la presión de entrada o salida.

Cargando elementos. Dependiendo de la aplicación, el regulador puede ser un regulador accionado por resorte o un regulador accionado por cúpula. El elemento de carga ejerce una fuerza de equilibrio hacia abajo en la parte superior del diafragma.

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

En una válvula reductora de presión, se deben equilibrar cuatro fuerzas diferentes, como se muestra en la Figura 1. Esto incluye la fuerza de carga (F1), la fuerza del resorte de entrada (F2), la presión de salida (F3) y la presión de entrada (F4). La fuerza de carga total debe ser igual a la combinación de la fuerza del resorte de entrada, la presión de salida y la presión de entrada.

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

Hacer la selección correcta del regulador de presión
Instalar un regulador de presión del tamaño adecuado es clave para mantener la presión requerida. El tamaño apropiado generalmente depende del caudal del sistema: los reguladores más grandes pueden manejar flujos más altos mientras controlan la presión de manera efectiva, mientras que para caudales más bajos, los reguladores más pequeños son muy efectivos. También es importante dimensionar los componentes del regulador. Por ejemplo, sería más eficiente utilizar un diafragma o pistón más grande para controlar aplicaciones de menor presión. Todos los componentes deben tener el tamaño adecuado según los requisitos de su sistema.

Presión del sistema
Dado que la función principal de un regulador de presión es administrar la presión del sistema, es fundamental asegurarse de que su regulador esté dimensionado para las presiones máxima, mínima y operativa del sistema. Las especificaciones de los productos de reguladores de presión a menudo resaltan el rango de control de presión, lo cual es muy importante para seleccionar el regulador de presión adecuado.

Temperatura del sistema
Los procesos industriales pueden tener amplios rangos de temperatura y debe confiar en que el regulador de presión que seleccione resistirá las condiciones operativas típicas esperadas. Los factores ambientales son uno de los aspectos a considerar, junto con factores como la temperatura del fluido y el efecto Joule-Thomson, que provoca un enfriamiento rápido debido a una caída de presión.

sensibilidad del proceso
La sensibilidad del proceso juega un papel importante a la hora de determinar la elección del modo de control en los reguladores de presión. Como se mencionó anteriormente, la mayoría de los reguladores son reguladores accionados por resorte o reguladores accionados por cúpula. El operador controla las válvulas reguladoras de presión accionadas por resorte girando una manija giratoria externa que controla la fuerza del resorte en el elemento sensor. Por el contrario, los reguladores con domo utilizan la presión del fluido dentro del sistema para proporcionar una presión establecida que actúa sobre el elemento sensor. Aunque los reguladores accionados por resorte son más comunes y los operadores tienden a estar más familiarizados con ellos, los reguladores accionados por domo pueden ayudar a mejorar la precisión en aplicaciones que lo requieren y pueden ser beneficiosos en aplicaciones de reguladores automáticos.

medios del sistema
La compatibilidad del material entre todos los componentes del regulador de presión y el medio del sistema es importante para la longevidad de los componentes y para evitar el tiempo de inactividad. Aunque los componentes de caucho y elastómero sufren cierta degradación natural, ciertos medios del sistema pueden causar una degradación acelerada y fallas prematuras de la válvula reguladora.

Las válvulas reguladoras de presión desempeñan un papel vital en muchos sistemas de instrumentación y fluidos industriales, ayudando a mantener o controlar la presión y el flujo requeridos en respuesta a los cambios del sistema. Elegir el regulador de presión adecuado es importante para que su sistema siga siendo seguro y funcione como se espera. La elección incorrecta puede provocar ineficiencias en el sistema, un rendimiento deficiente, resolución de problemas frecuente y posibles riesgos de seguridad.