À un niveau fondamental, une vanne de régulation de pression est un dispositif mécanique conçu pour contrôler la pression en amont ou en aval et répondre aux changements dans le système. Ces changements peuvent inclure des fluctuations du débit, de la pression, de la température ou d'autres facteurs qui se produisent pendant le fonctionnement régulier du système. La fonction d'une vanne de régulation de pression est de maintenir la pression requise du système. Il est important de noter qu’une vanne de régulation de pression est différente d’une vanne, car cette dernière contrôle le débit du système et ne peut pas s’ajuster automatiquement. La vanne de régulation de pression contrôle la pression, pas le débit, et peut s'ajuster automatiquement.

Type de vanne de régulation de pression

Il existe deux principaux types de vannes de régulation de pression : les réducteurs de pression et les vannes de contre-pression.

Le réducteur de pression contrôle la pression circulant vers le processus en détectant la pression de sortie et en contrôlant sa pression en aval.

Le détendeur de contre-pression contrôle la pression du processus en détectant la pression d'entrée et en contrôlant la pression depuis l'amont.

Le choix de votre régulation de pression idéale. La vanne dépend des exigences de votre processus. Par exemple, si vous devez réduire la pression de la source haute pression avant que le fluide du système n'atteigne le processus principal, le réducteur de pression peut effectuer cette tâche. En revanche, les soupapes de contre-pression peuvent aider à contrôler et à maintenir la pression en amont en relâchant l'excès de pression lorsque les conditions du système font que la pression est supérieure au niveau requis. S'il est utilisé dans le bon environnement, chaque type peut vous aider à maintenir la pression requise dans l'ensemble du système.

Principe de fonctionnement de la vanne de régulation de pression

La vanne de régulation de pression contient trois composants importants qui peuvent les aider à réguler la pression :

Les composants de commande, y compris le siège de vanne et le noyau de vanne de levage. Le siège de vanne aide à contrôler la pression et à empêcher les fuites de fluide de l'autre côté de la vanne de régulation de pression lors de la fermeture du fluide. Pendant que le système circule, soulevez ensemble le noyau de valve et le siège de valve pour terminer le processus d'étanchéité.

Éléments de détection, généralement un diaphragme ou un piston. L'élément de détection peut soulever le noyau de valve dans le siège de valve, contrôlant ainsi la pression d'entrée ou de sortie.

Chargement des composants. Selon l'application, la vanne de régulation de pression peut être une vanne de régulation de pression à ressort ou une vanne de régulation de pression à dôme. L'élément de chargement appliquera une force d'équilibrage vers le bas sur le dessus du diaphragme.

Ces composants fonctionnent ensemble pour créer le contrôle de pression requis. Le piston ou le diaphragme peut détecter la pression en amont (entrée) et la pression en aval (sortie). Ensuite, l'élément de détection tente de trouver un équilibre entre la force définie provenant de l'élément de chargement et la pression définie est ajustée par l'utilisateur via une poignée ou un autre mécanisme rotatif. L'élément de détection permettra au noyau de la soupape de levage de s'ouvrir ou de se fermer à partir du siège de la soupape. Ces composants travaillent ensemble pour maintenir l’équilibre et atteindre la pression définie. Si une force change, d’autres forces doivent également changer afin de rétablir l’équilibre.

Dans le réducteur de pression, quatre forces différentes doivent être équilibrées, comme le montre la figure 1. Cela comprend la force de charge (F1), la force du ressort d'entrée (F2), la pression de sortie (F3) et la pression d'entrée (F4). La force de charge totale doit être égale à la combinaison de la force du ressort d'entrée, de la pression de sortie et de la pression d'entrée.

Le mode de fonctionnement de la soupape de contre-pression est similaire. Ils doivent équilibrer la force du ressort (F1), la pression d'entrée (F2) et la pression de sortie (F3), comme le montre la figure 2. Ici, la force du ressort doit être égale à la force combinée de la pression d'entrée et de la pression de sortie.

Faites le bon choix de vannes de régulation de pression

L'installation d'une vanne de régulation de pression de taille appropriée est la clé pour maintenir la pression requise. La taille appropriée dépend généralement du débit dans le système : des vannes de régulation de pression plus grandes peuvent gérer des débits plus élevés tout en contrôlant efficacement la pression, tandis que des vannes de régulation de pression plus petites sont très efficaces pour des débits plus faibles. Il est également important de déterminer la taille des composants de la vanne de régulation de pression. Par exemple, l’utilisation de diaphragmes ou de pistons plus grands pour contrôler les applications à basse pression serait plus efficace. Tous les composants doivent être correctement dimensionnés en fonction des exigences de votre système.

Étant donné que la fonction principale d'une vanne de régulation de pression est de gérer la pression du système, il est crucial de s'assurer que votre sélection de vanne est adaptée aux pressions maximale, minimale et de fonctionnement du système. Les spécifications des produits pour les vannes de régulation de pression mettent généralement l'accent sur la plage de régulation de pression, qui est cruciale pour sélectionner la vanne de régulation de pression appropriée.

Température du système

Les processus industriels peuvent avoir une large plage de températures et vous devez être sûr que la vanne de régulation de pression sélectionnée peut résister aux conditions de travail typiques attendues. Les facteurs environnementaux sont l'un des aspects à prendre en compte, en plus de la température du fluide et de l'effet Joule Thomson, qui peuvent provoquer un refroidissement rapide en raison d'une chute de pression.

Sensibilité du processus

La sélection du mode de contrôle dans la vanne de régulation de pression joue un rôle important dans la sensibilité du processus. Comme mentionné ci-dessus, la plupart des vannes de régulation de pression sont à ressort ou à dôme. La vanne de régulation de pression à ressort est contrôlée par l'opérateur en tournant la poignée rotative externe, qui peut contrôler la force du ressort sur l'élément de détection. En revanche, la vanne de régulation de pression à dôme utilise la pression du fluide à l'intérieur du système pour fournir la pression de réglage agissant sur l'élément de détection. Bien que les vannes de régulation de pression à ressort soient plus courantes et que les opérateurs les connaissent souvent mieux, les vannes de régulation de pression à dôme peuvent contribuer à améliorer la précision dans les applications qui les nécessitent et sont bénéfiques pour les applications de régulation de pression automatique.

Fluides système

La compatibilité des matériaux entre tous les composants de la vanne de régulation de pression et le fluide système est cruciale pour la durée de vie des composants et pour éviter les temps d'arrêt. Bien que les composants en caoutchouc et en élastomère puissent subir une certaine dégradation naturelle, certains fluides du système peuvent provoquer une dégradation accélérée et une défaillance prématurée des vannes de régulation de pression.

Les vannes de régulation de pression jouent un rôle crucial dans de nombreux systèmes de fluides et d'instruments industriels, aidant à maintenir ou à contrôler la pression et le débit requis en réponse aux changements du système. Le choix de la vanne de régulation de pression appropriée est crucial pour maintenir un fonctionnement sûr et attendu du système. Une sélection incorrecte peut entraîner une faible efficacité du système, de mauvaises performances, des dépannages fréquents et des risques potentiels pour la sécurité.