Reguladores Airset para aplicações de válvulas liga/desliga

1º de novembro de 2020 | Por Jeff Welch

Os reguladores Airset são dispositivos aparentemente simples, mas deve-se tomar cuidado para garantir que os dispositivos corretos sejam especificados, especialmente em sistemas instrumentados de segurança.

As fábricas de produtos químicos e outras instalações industriais pesadas normalmente contêm muitas válvulas, atuadores e instrumentos controlados pneumaticamente. Dispositivos Airset são comumente usados ​​para regular o fornecimento de pressão de ar a esses componentes. Um airset é um tipo específico de regulador redutor de pressão de operação direta com um filtro integral. Muitas vezes é negligenciado no projeto, mas é necessária uma seleção adequada para uma operação segura e eficaz, o que é fundamental, porque esses dispositivos são frequentemente usados ​​em desligamentos de emergência e outras aplicações exigentes de válvulas liga/desliga.

Como é o caso de qualquer regulador de operação direta, um conjunto de ar detecta e mantém a pressão a jusante até um ponto de ajuste necessário. Na Figura 1, a pressão de saída (região azul) é detectada na parte inferior do diafragma, e o regulador do conjunto pneumático usa essa pressão para gerar força e neutralizar a força da mola na parte superior do diafragma. O invólucro da mola (na área amarela) é ventilado para a atmosfera.

Figura 1. Um regulador airset típico com filtro integral e alívio interno é mostrado aqui. A pressão de saída (região azul) é detectada na parte inferior do diafragma, e o regulador do conjunto pneumático usa essa pressão para gerar força e neutralizar a força da mola na parte superior do diafragma. O invólucro da mola (na área amarela) é ventilado para a atmosfera

Quando a demanda de ar a jusante aumenta, a pressão de saída começa a diminuir, causando uma diminuição correspondente da força exercida na parte inferior do diafragma. A mola reage descomprimindo até corresponder à força exercida pelo diafragma. Como a mola é ancorada por um parafuso de ajuste, a única maneira pela qual a mola pode ser descomprimida é na direção do diafragma.

O diafragma é fixado ao obturador da válvula, de modo que o obturador é afastado da sede, aumentando o fluxo de ar da região de entrada (área vermelha) para o sistema a jusante (área azul). Quando a demanda de fluxo é satisfeita, a pressão sob o diafragma aumenta até o ponto de ajuste do regulador do conjunto pneumático, a mola é comprimida e o obturador da válvula é direcionado para a sede para interromper o fluxo.

O regulador é ajustado ajustando a tensão da mola. Quanto mais apertada for a mola, maior será a pressão de saída do regulador. Em operação, o regulador abrirá tanto quanto necessário para manter a pressão a jusante. As forças do diafragma e da mola devem estar em equilíbrio quando o regulador do conjunto pneumático estiver em um modo de operação estável.

Os reguladores Airset são normalmente o tipo mais comum de regulador de pressão usado em fábricas de produtos químicos e refinarias de petróleo. Mais notavelmente, eles podem ser encontrados anexados às válvulas de controle, onde o regulador do conjunto de ar é usado para reduzir a pressão do ar do sistema a um nível operacional seguro para a operação da válvula. Um posicionador/controlador pode então enviar a pressão apropriada ao atuador com base no sinal de ponto de ajuste, normalmente recebido do sistema de automação. A saída resulta em deslocamento controlável da válvula para regular o fluxo do processo.

Muitas aplicações não utilizam um posicionador/controlador para regular o deslocamento da válvula e, portanto, o fluxo do processo, mas exigem que uma válvula seja completamente aberta ou fechada. Muitas vezes são chamadas de válvulas liga-desliga automatizadas, onde a pressão do ar do instrumento é reduzida por um conjunto de ar e um solenóide a jusante do regulador controla a pressão que atua no atuador da válvula. O solenóide pode liberar essa pressão de ar para a atmosfera no caso de a válvula precisar falhar, normalmente acionada para esta posição por uma mola.

A Figura 2 mostra um exemplo de regulador de ar usado em uma aplicação liga/desliga. A pressão principal de fornecimento de ar para o atuador é controlada até o ponto de ajuste desejado pelo conjunto de ar (3). Este ar de pressão mais baixa passa então pela válvula solenóide (2) e é aplicado ao atuador (1).