Comment choisir un régulateur

Comment choisir un régulateur pour répondre aux besoins de votre système de fluides

Wouter Pronk, ingénieur de terrain principal, Swagelok

Les régulateurs de pression jouent un rôle crucial dans de nombreux systèmes de fluides et d'instrumentation industriels, aidant à maintenir ou à contrôler la pression et le débit souhaités en réponse aux changements du système. Il est important de sélectionner le bon régulateur pour que le système fonctionne en toute sécurité et comme prévu - un mauvais choix peut entraîner une inefficacité, des performances médiocres, des dépannages fréquents et des risques potentiels pour la sécurité.

Savoir comment choisir le bon régulateur nécessite une compréhension des différents types de régulateurs, de leur fonctionnement et de la manière dont ils peuvent être appliqués pour répondre aux besoins de votre système. Lisez la suite pour en savoir plus sur les régulateurs de pression, leurs fonctionnalités et comment déterminer la meilleure option pour les besoins de votre système.

Qu'est-ce qu'un régulateur de pression ?

À la base, un régulateur de pression est un dispositif mécanique conçu pour contrôler la pression en amont ou en aval en réponse aux changements du système . Ces changements peuvent inclure des fluctuations de débit, de pression, de température ou d'autres facteurs pouvant survenir lors du fonctionnement normal du système. Le travail du régulateur est de maintenir la pression de système souhaitée. Il est important de noter que les régulateurs sont différents des vannes, qui contrôlent les débits du système et ne s'ajustent pas automatiquement. Les régulateurs contrôlent la pression, pas le débit, et s'ajustent automatiquement.

Types de régulateurs

Il existe deux principaux types de régulateurs :les régulateurs de réduction de pression et les régulateurs de contre-pression.

• Régulateurs de réduction de pression contrôler la pression du processus en détectant la pression de sortie et en contrôlant sa propre pression en aval
• Régulateurs de contre-pression contrôler la pression du processus en détectant la pression d'entrée et en contrôlant la pression depuis l'amont

Votre choix idéal de régulateur dépend des exigences de votre procédé. Par exemple, si vous devez réduire la pression d'une source haute pression avant que le fluide du système n'atteigne le processus principal, un régulateur de réduction de pression fera l'affaire. Les régulateurs de contre-pression, en revanche, peuvent aider à contrôler et à maintenir la pression en amont en relâchant la surpression si les conditions du système font que les niveaux deviennent plus élevés que souhaité. Utilisé dans le bon contexte, chaque type peut vous aider à maintenir les pressions souhaitées dans tout votre système.

Comment fonctionne un régulateur

Les régulateurs de pression contiennent trois composants importants qui les aident à réguler la pression :

• Un élément de contrôle , y compris un siège et un clapet. Le siège aide à contenir la pression et empêche le liquide de fuir du côté opposé du régulateur lorsque le débit est fermé. Avec le siège, le clapet termine le processus d'étanchéité pendant qu'un système circule.
• Un élément de détection , généralement un diaphragme ou un piston. L'élément de détection permet au clapet de monter et de descendre dans le siège, contrôlant la pression d'entrée ou de sortie.
• Un élément de chargement . Les régulateurs peuvent être à ressort ou à dôme, selon l'application. L'élément de chargement applique une force d'équilibrage vers le bas sur le dessus du diaphragme.

Ces éléments fonctionnent ensemble pour créer le contrôle de pression souhaité. Le piston ou la membrane détecte la pression en amont (entrée) et la pression en aval (sortie). L'élément de détection essaie alors de trouver un équilibre avec la force réglée de l'élément de chargement, qui est ajustée par l'utilisateur via une poignée ou un autre mécanisme de rotation. L'élément de détection permettra au champignon de s'ouvrir ou de se fermer depuis le siège. Ces éléments travaillent ensemble pour rester en équilibre et atteindre la pression définie. Si l'une change, une autre force doit également changer pour rétablir l'équilibre.

Dans les régulateurs de réduction de pression, quatre forces différentes doivent être équilibrées, comme illustré à la figure 1. Celles-ci incluent la force de charge (F1), la force du ressort d'entrée (F2), la force de pression de sortie (F3), etforce de pression d'entrée (F4) . La force de charge totale doit être égale à la combinaison de la force du ressort d'entrée, de la force de pression de sortie et de la force de pression d'entrée.

Les régulateurs de contre-pression fonctionnent de manière similaire. Ils doivent équilibrer la force du ressort (F1), la force de pression d'entrée (F2), etforce de pression de sortie (F3) , comme le montre la figure 2. Ici, la force du ressort doit être égale à la force combinée de la force de pression d'entrée et de la force de pression de sortie.

Faire le bon choix de régulateur

Avec une compréhension du fonctionnement des régulateurs, vous pouvez mieux évaluer comment faire correspondre les différentes caractéristiques des régulateurs aux besoins de votre système. Certaines des caractéristiques les plus importantes à prendre en compte sont les suivantes :

Flux système

L'installation d'un régulateur correctement dimensionné est essentielle pour maintenir la pression souhaitée. La taille correcte est généralement déterminée par le débit de votre système - les régulateurs plus grands peuvent gérer des débits plus élevés tout en contrôlant efficacement la pression, tandis que les régulateurs plus petits sont efficaces pour les vitesses de débit plus faibles. Le dimensionnement des composants du régulateur est également important. Par exemple, il est plus efficace de contrôler les applications à basse pression avec un diaphragme ou un piston plus grand. Tous les composants doivent être dimensionnés de manière appropriée en fonction des exigences de votre système.

Pression du système

Étant donné que la fonction principale de votre régulateur est de gérer les pressions du système, il est essentiel de vous assurer que votre sélection est correctement évaluée pour les pressions maximales, minimales et de fonctionnement du système. Les plages de contrôle de la pression figurent généralement en bonne place dans les spécifications des produits des régulateurs, compte tenu de leur importance pour la sélection appropriée des régulateurs.

Température du système

Les processus industriels peuvent varier en température, et vous devez être sûr que votre choix de régulateur peut résister aux conditions de fonctionnement typiques attendues. Les facteurs environnementaux sont pris en compte, ainsi que les températures des fluides et des facteurs tels que l'effet Joule-Thomson, qui provoque un refroidissement rapide en raison des chutes de pression.

Sensibilité du processus

La sensibilité de votre procédé joue un rôle dans la détermination du meilleur mode de contrôle à choisir dans vos régulateurs. Comme indiqué, la plupart des régulateurs sont soit à ressort, soit à dôme. Les régulateurs à ressort sont contrôlés par un opérateur tournant un bouton externe, qui contrôle la force du ressort sur l'élément de détection. Les régulateurs à dôme, en revanche, utilisent la pression du fluide à l'intérieur du système pour fournir la pression définie sur l'élément de détection. Alors que les régulateurs à ressort sont plus courants et ont tendance à être plus familiers pour les opérateurs, les régulateurs à dôme peuvent aider à améliorer la précision dans les applications qui en ont besoin et peuvent bénéficier aux applications automatisées.

Média système

La compatibilité matérielle entre tous les éléments de votre régulateur et les supports de votre système est importante pour la longévité des composants et pour éviter les temps d'arrêt. Bien qu'une certaine détérioration naturelle des composants en caoutchouc et en élastomère soit attendue, certains milieux du système peuvent contribuer à une détérioration accélérée et à une défaillance prématurée du régulateur. Vous pouvez en savoir plus sur la compatibilité chimique des joints en élastomère et d'autres composants du régulateur dans nos cours de formation en science des matériaux.

Regardez la vidéo ci-dessous pour en savoir plus sur la sélection d'un régulateur.

Avec une connaissance approfondie des types de régulateurs de pression disponibles et de leur fonctionnement, vous serez mieux équipé pour faire le bon choix. Votre fournisseur de régulateur doit être en mesure de vous fournir des informations sur le dimensionnement, les exigences de pression et de débit, les plages de température et le mode de contrôle correct pour les besoins de votre système. Vous pouvez commencer le processus de sélection en comparant différents régulateurs dans différentes applications avec notre générateur de courbe de débit de régulateur, puis en faisant un suivi avec un spécialiste local du contrôle de la pression pour plus d'informations.

Cependant, les besoins spécifiques de votre système vont bien au-delà du contenu de ce blog. Les opportunités de formation disponibles peuvent aider les professionnels des systèmes de fluides à acquérir une compréhension plus approfondie de la manière dont le bon régulateur peut contribuer à accroître la sécurité tout en améliorant l'efficacité.

De plus, votre fournisseur de régulateur devrait être en mesure de vous guider vers le bon choix en s'efforçant de comprendre les exigences de votre système. Nos spécialistes expérimentés peuvent fournir ces conseils, en s'appuyant sur une connaissance approfondie des applications et un soutien technique pour arriver au choix approprié pour votre système. Si vous souhaitez optimiser les performances du régulateur, contactez notre équipe de spécialistes du contrôle de la pression pour entamer une conversation.