Reguladores De Presión

REGULADORES DE PRESION
Los reguladores de presión son aparatos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas abajo de los mismos. Este debe ser capaz de mantener la presión, sin afectarse por cambios en las condiciones operativas del proceso para el cual trabaja. La selección, operación y mantenimiento correcto de los reguladores garantiza el buen desempeño operativodel equipo al cual provee el gas.
Los reguladores reductores de presión son equipos de control de flujo diseñados para mantener una presión constante aguas abajo de ellos, independientemente de las variaciones de presión a la entrada o los cambios de requerimientos de flujo. La “carcaza” y los mecanismos internos que componen un regulador, automáticamente controlan o limitan las variacionesde presión a un valor previamente establecido.


Figura Nº 1: Esquema de una válvula reguladora de presión

Funcionamiento de los reguladores de presión
Un regulador básicamente es una válvula de recorrido ajustable conectada mecánicamente a un diafragma. (Ver figura 1). El diafragma se equilibra con la presión de salida o presión de entrega y por una fuerza aplicadadel lado contrario, a la cara que tiene contacto con la presión de salida. La fuerza aplicada del lado opuesto al diafragma puede ser suministrada por un resorte, un peso o presión aportada por otro instrumento denominado piloto.
El piloto es, por lo general, otro regulador más pequeño o un equipo de control de presión. (En el caso de la figura 1, aparte de la carga del resorte, existe lapresión ejercida por el aire (presión atmosférica)).
Las ecuaciones que describen el movimiento de la válvula en cada una de las cámaras son las siguientes:
Cámara Nº 1:
F1 = P Ad

Cámara Nº 2: (Ley de Hooke para el resorte)
F2 = d KR donde: d = desplazamiento = Pt NV

Considerando el sistema en equilibrio, se iguala F1 con F2:
P Ad = d KR

Sustituyendo “d”, queda:
P Ad = Pt NV KRDespejando P se tiene:
= K Pt

La constante k se puede determinar utilizando la ecuación que semuestra a continuación:
,
donde:
P = presión
K = constante (está en función del área del diafragma (Ad), paso del tornillo (Pt) y constante del resorte (KR))
NV = número de vueltas

Cámara Nº 1:
F1 = P Ad

Cámara Nº 2: (Ley de Hooke para el resorte)

F2 = d KR donde: d =desplazamiento = Pt NV

Considerando el sistema en equilibrio, se iguala F1 con F2:

P Ad = d KR

Sustituyendo “d”, queda:
P Ad = Pt NV KR

Despejando P se tiene:
= K Pt

Funcionamiento de los reguladores de presión
Un regulador básicamente es una válvula de recorrido ajustable conectada mecánicamente a un diafragma. (Ver figura 1). El diafragma se equilibra con la presión de salida opresión de entrega y por una fuerza aplicada del lado contrario, a la cara que tiene contacto con la presión de salida. La fuerza aplicada del lado opuesto al diafragma puede ser suministrada por un resorte, un peso o presión aportada por otro instrumento denominado piloto.
El piloto es, por lo general, otro regulador más pequeño o un equipo de control de presión. (En el caso de la figura 1,aparte de la carga del resorte, existe la presión ejercida por el aire (presión atmosférica)).
Para comprender el funcionamiento de los reguladores, la figura 2 muestra un diagrama esquemático de regulador autooperado.

Fig 2 Regulador de Presión Auto-Operado

Los reguladores auto-operados funcionan bajo el principio de equilibrio de fuerzas.Esencialmentelas fuerzas aplicadas en la zona de altapresión (Pe), aguas arriba, se equilibran o balancean con las fuerzas de la zona de baja presión (Ps), aguas abajo. Este equilibrio de fuerzas es causado por la distribución de la energía (presión) en áreas desiguales, de acuerdo a la siguiente ecuación:
F = P. A
donde;
F= Fuerza (Lbf) ó (N)
A= Area (in2) ó (m2)
P= Presión...