Para manter um sistema hidráulico funcionando de forma segura e eficiente, é necessário a utilização de equipamentos e instrumentos que regulem e controlem a pressão. As válvulas de controle estão instaladas em quase todos os circuitos hidráulicos, e estes podem ser usados para fornecer uma saída para o excesso de pressão, como controle da redução de pressão, ou como um método para a manutenção dos níveis de pressão dentro de um intervalo específico. O acumulo de pressão temporária ocorre em muitos sistemas de energia fluida, muitas vezes devido ao trabalho de resistência, e as válvulas automáticas servem para dissipar esse excedente. A maioria das válvulas de alívio tem controles ajustáveis que permitem o aumento ou diminuição da pressão de alívio.

Ao contrário das válvulas de alívio, os reguladores de pressão mantêm as faixas de pressão específicas e são comumente conhecidos como válvulas de descarga. Em sistemas hidráulicos, estes reguladores descarregam o líquido da bomba regulando o funcionamento da pressão de acordo com um conjunto predeterminado de valores. Embora as válvulas de controle geral sejam necessárias para quase todo tipo de sistema hidráulico, alguns modelos não necessitam de reguladores de pressão. Por exemplo, alguns dispositivos não dependem de reguladores para manter os níveis de pressão e alguns sistemas incorporam bombas de deslocamento variável de líquido, que contêm componentes integrados para regular a pressão.

Projeto de um regulador de pressão para liquidos

Embora existam vários tipos de reguladores de pressão para liquidos, a maioria compartilha de um jogo básico de princípios de projeto e de funcionamento, bem como diversas características semelhantes às de válvulas de controle. Um regulador de pressão padrão contém uma câmara de válvula com uma mola da válvula principal fechada dentro dela, assim como um pistão e uma passagem de pistão. Este conjunto possui uma haste que passa através de uma linha de alta pressão e se conecta ao reservatório do sistema hidráulico. Na extremidade do seu controle, o regulador apresenta uma válvula piloto com uma mola de válvula piloto e um parafuso de ajuste para modificar as configurações do dispositivo.

O regulador é considerado aberto quando está controlando o movimento do líquido pressurizado dentro do sistema hidráulico. Quando o regulador está fechado, o líquido que está na seção do sistema além do regulador é contido e se mantém em um nível de pressão pretendida. O líquido bombeado é canalizado para a linha de retorno e volta para o reservatório. Para evitar vibração, que ocorre quando o dispositivo se abre e fecha de forma constante, a pressão que provoca a abertura é definida ligeiramente mais baixa que a de fechamento. Essa característica de projeto é chamada de faixa de operação ou diferencial. Por exemplo, um regulador projetado para fechar a uma pressão acima de 1000 psi e abrir a uma pressão abaixo de 600 psi terá um alcance operacional de 400 psi.

Operação do regulador de pressão para liquidos

Para compreender os princípios básicos de funcionamento e parâmetros de desempenho de um regulador de pressão de fluidos, pode ser útil usar um exemplo ilustrativo. Dado um sistema hidráulico com uma mola de pistão que fornece 600 quilos de força, um pistão com uma área de uma polegada quadrada, e uma válvula de pistão com uma área transversal da metade de uma polegada quadrada, quando a pressão do sistema de energia cai abaixo de 600 psi, bombeado o fluido se move através de uma entrada para a válvula piloto, na parte superior do regulador. Quando a pressão de entrada da válvula se abre e a força aplicada na parte dianteira da válvula de verificação é maior do que aquela na parte traseira, a válvula se abre e o fluxo líquido vai para o fundo do regulador, contra o pistão. Se a força do sistema é maior do que a da mola, o pistão sobe, abrindo a válvula de pistão. O líquido se desloca de acordo com o caminho de menor resistência e, assim passa pelo regulador e circula na linha de desvio de volta para o reservatório.

Estágios do regulador

Quando a pressão do fluido aciona um órgão regulador e circula através da válvula de retenção de segmentos, podem ocorrer mudanças de pressão e fluxo devido à necessidade de manutenção dos níveis de pressão específica. Algumas das fases comuns do desempenho do regulador de pressão de fluido incluem:

Fechamento da válvula: Quando o fluido de uma bomba hidráulica faz um caminho livre podendo fluir para trás, o nível de pressão no lado da entrada da válvula de verificação diminui, fazendo com que a válvula de verificação se feche. O líquido dentro do sistema faz com que a pressão comece a aumentar até que uma unidade de potência é acionada ou até que a pressão seja reduzida através do sistema de escapamento do padrão interno.

Abertura da válvula: Como a pressão do sistema diminui abaixo de um ponto pré-determinado, acaba forçando as molas da válvula de pistão para baixo fechando a válvula piloto. Uma vez que a válvula é fechada, o fluido do sistema é impedido de fluir para baixo da linha de retorno, fazendo com que a pressão para construir em cima da linha entre o regulador e a bomba. O acúmulo de pressão faz com que a válvula de verificação se abra fazendo o líquido fluir no sistema.

Descarga: No processo de regulagem da pressão, quando a pressão cai à válvula do regulador se abre para deixar o líquido no sistema, e quando aumenta à pressão, o regulador se fecha canalizando o líquido da bomba para o reservatório. Esse processo remove a carga da bomba e ajuda a regular a pressão do sistema hidráulico.