Regolazione della valvola di riduzione della pressione

Che cos'è la regolazione della valvola riduttrice di pressione?

È una valvola di riduzione della pressione che può essere regolata per variare la pressione del fluido secondo le necessità. Si tratta di una valvola di controllo della pressione. I produttori di valvole riduttrici di pressione di regolazione producono questa valvola per l'uso in diverse applicazioni, dove garantisce una riduzione costante della pressione in un sistema di tubazioni. Essa aiuta a correggere la pressione del flusso del fluido, contribuendo così a salvaguardare gli impianti di pompaggio dai danni causati dalla pressione. L'eccesso di pressione può anche causare perdite attraverso valvole e altri rubinetti. La regolazione della valvola riduttrice di pressione impiega un cursore a molla per regolare la pressione a valle. Se la regolazione della valvola è superiore alla pressione a valle, il fluido scorre liberamente dall'ingresso all'uscita. La pressione viene ridotta utilizzando una vite di regolazione tramite una maniglia montata sulla parte superiore della valvola. Regolazione valvola riduttrice di pressione I produttori producono diversi tipi di valvole da utilizzare in varie applicazioni. Le valvole sono prodotte con diversi materiali e destinate a un uso specifico. Queste valvole sono utilizzate in applicazioni quali acqua, vapore, aria e gas. 

Figura: Regolazione del riduttore di pressione.

Componenti di una valvola di riduzione della pressione di regolazione 

Corpo valvola 

È la parte principale di una valvola di regolazione e riduzione della pressione, utilizzata per coprire le parti interne. Il corpo è solitamente robusto ed è realizzato in materiali metallici come l'ottone, l'acciaio inossidabile e l'acciaio al carbonio, oltre ad altri materiali resistenti. Il corpo contiene anche le porte della valvola dove il fluido entra ed esce dalla valvola. 

Maniglia di regolazione 

È il componente posto sulla parte superiore della valvola ed è il punto in cui l'operatore applica la forza per ruotare una vite e aumentare o ridurre la pressione del fluido in uscita dalla valvola. 

Molla di regolazione 

Questa molla collega il diaframma all'impugnatura e alla vite di regolazione. La molla aiuta a premere il diaframma per variare la pressione come necessario. 

Vite di regolazione 

Si tratta di una vite che collega la maniglia alla molla di regolazione. La vite contribuisce a trasmettere la coppia applicata dall'operatore della valvola sulla maniglia al diaframma della valvola attraverso la molla. 

Posti a sedere 

I produttori di valvole di riduzione della pressione di regolazione progettano queste valvole con diverse sedi. Le sedi contribuiscono a fornire guarnizioni ermetiche che impediscono la perdita di fluido, ad esempio tra il disco della valvola e il corpo della valvola. 

Guarnizioni 

Le guarnizioni sono componenti utilizzati per prevenire le perdite di fluido. La guarnizione può essere metallica o in materiale morbido, a seconda delle temperature di esercizio. Le guarnizioni vengono posizionate tra le superfici di accoppiamento della valvola e del tubo. 

Valvola pilota 

Si tratta di una piccola valvola all'interno della valvola di riduzione della pressione che determina il flusso del fluido in entrata e in uscita dalla camera di controllo. Contribuisce a regolare il flusso del fluido e a mantenere costante la pressione del fluido. 

Figura: Componenti di un riduttore di pressione di regolazione.

Come funziona una valvola di riduzione della pressione di regolazione? 

Le valvole di riduzione della pressione di regolazione funzionano convertendo l'alta pressione in bassa pressione. Il fluido entra nella valvola ad alta pressione ed esce dalla porta di uscita a pressione bassa e costante. Per questo motivo, i produttori di valvole di riduzione della pressione di regolazione mirano a produrre una valvola in grado di abbassare la pressione del fluido in ingresso a un livello gestibile e costante attraverso una membrana e un pistone caricati a molla. 

Per avviare una valvola di riduzione della pressione di regolazione, l'operatore della valvola imposta la pressione di uscita richiesta. Ciò avviene tramite una rotella o una manopola posta sulla parte superiore della valvola. In questo modo, la molla di compressione regola la sua tensione mantenendo la membrana in posizione. I produttori di valvole di riduzione della pressione di regolazione progettano la valvola in modo che il fluido possa passare attraverso la valvola quando la pressione a monte è inferiore o rimane alle impostazioni della pressione del fluido a valle. In questi casi, la pressione non sarà sufficiente a forzare il ritorno della molla che può chiudere efficacemente la valvola. La domanda sull'estremità di uscita provoca una caduta di pressione che mantiene la valvola aperta. Quando la pressione in ingresso supera quella in uscita, la tensione della molla impostata dall'operatore viene superata. La pressione a valle costringe il diaframma a muoversi verso l'alto, chiudendo di fatto il flusso del fluido. 

Figura: Funzionamento di una valvola riduttrice di pressione di regolazione.

Tipi di valvole riduttrici di pressione di regolazione 

Riduttore di pressione di regolazione ad azione diretta 

È il tipo più elementare di valvola di regolazione e riduzione della pressione. Questa valvola è classificata in base al tipo di membrana e al tipo di pistone. Tra i due, il tipo a membrana è il più utilizzato perché ha una tenuta ermetica e una lunga durata. Regolazione produttori di valvole riduttrici di pressione Questa valvola è stata progettata per l'uso in piccoli carichi e dove il controllo preciso della pressione del fluido non è così importante. Questa valvola è la più semplice tra le valvole di riduzione della pressione di regolazione ed è destinata all'installazione al punto di utilizzo. È la più economica tra le valvole di riduzione della pressione di regolazione. Tuttavia, questa valvola presenta una maggiore variazione di pressione rispetto al punto di regolazione rispetto alle altre. La precisione delle valvole riduttrici di pressione di regolazione ad azione diretta è di circa +/- 10%.  

Il fluido che entra nella valvola passa attraverso il filtro della valvola, dove vengono filtrate eventuali impurità o altri materiali estranei. Il fluido passa quindi nella valvola dove spinge su un disco di tenuta per forzarne l'apertura. Questa valvola funziona attraverso un sistema di equilibrio di forze: la forza della membrana aziona una molla di regolazione. La pressione del fluido a valle spinge su un'ampia area della membrana che cerca di chiudere la valvola. Il punto in cui la valvola si chiude è il set point. Questo punto di regolazione viene creato regolando la tensione della molla. Una maggiore tensione aiuta ad aprire la valvola e ad aumentare il set point. Una tensione bassa riduce la forza che tenta di aprire il flusso del fluido e quindi chiude un set point più basso. Un aumento della domanda riduce la pressione a valle e quindi la pressione che cerca di chiudere il flusso del fluido. Ciò costringe la valvola di riduzione della pressione di regolazione ad aprirsi e a ripristinare la pressione del fluido richiesta. 

Figura: Riduttore di pressione di regolazione ad azione diretta.

Riduttore di pressione di regolazione pilotato 

Si tratta di una valvola di regolazione e riduzione della pressione utilizzata per carichi elevati. A causa dei grandi carichi associati a questa valvola, è necessario un controllo stretto della pressione. Questa valvola ha una risposta rapida alle variazioni di carico e può operare in un'ampia gamma di portate di fluido rispetto alla valvola ad azione diretta. Le dimensioni di questa valvola sono inoltre elevate e ciò ne aumenta il costo. I produttori di riduttori di pressione di regolazione progettano questa valvola con un'altra piccola valvola, nota come valvola pilota. Questa valvola carica un diaframma o un pistone per aumentare la forza verso il basso utilizzata per aprire la valvola principale. È grazie a questa valvola pilota che la valvola prende il nome di "pilotata" e che contribuisce a migliorare il flusso di fluidi di grandi dimensioni con una variazione di bassa pressione. La chiusura e l'apertura della valvola pilota sono controllate dal bilanciamento tra la pressione secondaria e la forza della molla di regolazione. La valvola pilota contribuisce a fornire pressione alla membrana principale o al pistone della valvola. La valvola pilota crea una forza verso il basso che viene amplificata dall'uso di una membrana o di un pistone. Ciò contribuisce ad aprire la valvola principale, migliorando le capacità di flusso del fluido. 

Grazie all'amplificazione della forza, l'applicazione di una piccola variazione sulla valvola pilota produce una grande variazione della pressione a valle e del flusso del fluido attraverso la valvola principale. Pertanto, è grazie alla valvola pilota che questa valvola può avere una risposta rapida in un'ampia gamma di portate di fluido. I produttori di valvole di riduzione della pressione di regolazione producono due tipi di valvole: una a pistone con pilotaggio interno e una a pilotaggio esterno. La differenza tra queste due tipologie è che la valvola a pilotaggio esterno utilizza una doppia membrana, mentre quella a pilotaggio interno utilizza un pistone per il suo funzionamento. 

Figura: Riduttore di pressione di regolazione pilotato.

Applicazioni della regolazione della valvola di riduzione della pressione 

• Approvvigionamento idrico commerciale e domestico. 
• Operazioni minerarie. 
• Queste valvole sono utilizzate nelle centrali elettriche a vapore per controllare il flusso di vapore e acqua. 
• Le valvole sono utilizzate negli ospedali per controllare il flusso di ossigeno. 
• Sono utilizzati nelle industrie del petrolio e del gas. 
• Controllo della pressione del martinetto nelle presse idrauliche. 
• Controllo della pressione in riscaldatori, umidificatori e sterilizzatori. 
• Industria alimentare per la cottura che rende l'operazione più veloce rispetto a quella effettuata a pressione atmosferica. 

Vantaggi della regolazione delle valvole di riduzione della pressione 

• Versatili, possono essere utilizzati in diverse applicazioni. 
• Non necessitano di controllori di retroazione o elementi di misura separati. 
• Sono altamente affidabili. 
• Senza ostruzioni grazie all'uso di un filtro per valvole. 
• Migliorare la stabilità e l'affidabilità della pressione. 
• Queste valvole contribuiscono a ridurre gli elevati livelli di rumore frequenti nei sistemi di tubazioni con elevate velocità di flusso del fluido. 
• Queste valvole contribuiscono a ridurre la possibilità di perdite di fluido dovute all'alta pressione, risparmiando all'utente in termini di perdita di materiale. 
• Contribuiscono ad arrestare i colpi d'ariete e gli effetti correlati dovuti all'accumulo di pressione nella chiusura di valvole e rubinetti. 
• Queste valvole contribuiscono a ridurre il consumo energetico in applicazioni che utilizzano riscaldatori come lavastoviglie, docce e lavatrici. 
• Previene il danneggiamento di altri apparecchi per il rimpolpamento a causa dell'elevata pressione del fluido. 

Svantaggi della regolazione delle valvole di riduzione della pressione

• Queste valvole sono di grandi dimensioni e quindi occupano molto spazio per l'installazione. 
• Sono più costose rispetto ad altre valvole di controllo. 

Risoluzione dei problemi di regolazione delle valvole riduttrici di pressione 

La valvola non si chiude 

• La valvola di bypass perde o è aperta. Controllare questa valvola e ripararla se necessario. 
• Linea di rilevamento del pilota ostruita o non installata. Aprire la valvola e rimuovere l'ostruzione o installarla come necessario. 
• Pilota rotto. Sostituire i componenti della membrana pilota. 

Bassa pressione di mandata 

• La valvola pilota è stata regolata alla pressione sbagliata. Regolare la valvola pilota alla pressione raccomandata dal produttore del riduttore di pressione di regolazione.
• Valvola sottodimensionata. Controllare i valori nominali della valvola rispetto al carico effettivo per verificare che corrispondano alle istruzioni del produttore della valvola riduttrice di pressione di regolazione. 
• Bassa pressione di alimentazione del fluido. Controllare la pressione di alimentazione e correggerla. 
• Membrana della valvola principale rotta. Sostituire il diaframma. 

La valvola non si apre

• L'orifizio è otturato. Aprire la valvola e rimuovere il materiale bloccante. 
• Membrana della valvola principale difettosa. Sostituire il diaframma. 
• Filtro bloccato. Aprire il filtro e rimuovere i materiali bloccanti. 
• Sporcizia nella sede della valvola pilota. Pulire lo sporco. 

I carichi leggeri causano un superamento della pressione controllata 

• Sporcizia tra la sede e la testa della valvola principale. Pulire lo sporco. 
• Valvola fortemente sovradimensionata. Regolare la vite per aumentare la pressione del fluido richiesta per carichi leggeri. 

Superamento della pressione controllata con carichi normali 

• Sporcizia tra la testa e la sede della valvola pilota. Pulire lo sporco. 
• Ostruzione degli orifizi della linea di rilevamento della pressione. Rimuovere l'ostruzione. 
• Materiali estranei tra la sede e la testa della valvola principale. Aprire la valvola e pulire i materiali estranei. 

Sintesi 

Le valvole riduttrici di pressione di regolazione sono utilizzate per ridurre la pressione del fluido in ingresso a un livello di pressione costante a valle predeterminato e sicuro. I produttori di riduttori di pressione di regolazione progettano questa valvola con un meccanismo di regolazione che aiuta a regolare la pressione a valle richiesta. T

I componenti di funzionamento di questa valvola comprendono una membrana flessibile utilizzata per controllare la valvola e una molla di compressione. La molla viene caricata mediante una vite di regolazione. Il lato di pressione della membrana è collegato all'estremità di uscita della valvola di riduzione della pressione di regolazione per garantire che la pressione controllata sia esercitata sulla membrana. La valvola si chiude una volta che la vite di regolazione è stata ritirata per garantire che non venga applicato alcun carico alla molla della valvola. La valvola si apre quando la vite di regolazione viene ruotata, applicando una forza sulla molla della membrana, che costringe la valvola ad aprirsi.