Os atuadores de válvula fornecem força para mover a válvula permitindo o ajuste proporcional na válvula de controle. Para oo posicionamento preciso de uma válvula de controle, deve haver uma relação entre a calibração alinhando a posição da válvula ao seu curso.
A maioria dos atuadores pneumáticos explora a Lei de Hooke para converter a pressão de ar aplicada na posição da haste da válvula.
F = kx
Onde,
F = Força aplicada à mola em newtons (métrico) ou libras (britânica)
k = Constante de elasticidade, ou “constante da mola” em newtons por metro (métrica) ou libras por pé (britânico)
x = Deslocamento da mola em metros (métrico) ou pés (britânico)
A lei de Hooke é uma função linear, o que significa que o movimento da mola será linearmente relacionado à força aplicada do elemento atuador (pistão ou diafragma).
Como a área de trabalho do atuador tipo um pistão ou diafragma é constante, a relação entre pressão e força do fluido de atuação será uma proporção simples (F = PA).
Por substituição algébrica, podemos alterar a Lei de Hooke para incluir pressão e área:
F = kx -> PA =kx
Solução para compressão de mola em função da pressão, área e constante da mola:
x = PA / k
Conjunto de banco de atuador de válvula
Quando uma válvula de controle é montada a partir de um atuador e um corpo de válvula, os dois mecanismos devem ser acoplados de modo que a válvula se mova entre suas posições totalmente fechada e totalmente aberta com uma faixa esperada de pressões de ar. Um padrão comum para atuadores de válvulas de controle pneumático é de 3 a 15 PSI.
Realmente, existem apenas dois ajustes mecânicos que precisam ser feitos ao acoplar um atuador(castanha) de diafragma pneumático a uma válvula de haste deslizante: Acoplado da haste(castanha) e o Ajustador de mola.
O acoplamento da haste(castanha) une mecanicamente as hastes deslizantes do atuador e do corpo da válvula, para que elas se movam juntas como uma haste. Este conector deve ser ajustado para que nem o atuador nem a guarnição da válvula impeçam o deslocamento total da guarnição da válvula:
Observe como o plugue repousa totalmente na sede quando a válvula é fechada e como o indicador de deslocamento indica totalmente aberto no ponto em que o diafragma do atuador se aproxima do limite de deslocamento totalmente para cima. É assim que as coisas devem ser quando o conector da haste está devidamente ajustado.
Se o conector da haste estiver ajustado com o atuador e as hastes da válvula afastadas muito afastadas (ou seja, o comprimento total da haste for muito longo), o diafragma do atuador vinculará o curso na extremidade superior e o obturador da válvula vinculará o curso na extremidade inferior. O resultado é uma válvula que nunca pode ser totalmente aberta:
Uma válvula de controle ajustada incorretamente dessa maneira nunca alcançará a capacidade de fluxo total, o que pode ter um impacto adverso no desempenho do sistema de controle.
Se o conector da haste estiver definido com o atuador e a haste da válvula acoplada demais (ou seja, o comprimento total da haste for muito curto), o diafragma do atuador ligará o curso na extremidade inferior e o obturador da válvula ligará o curso na extremidade superior.
O resultado é uma válvula que nunca pode fechar completamente:
Essa é uma condição muito perigosa: uma válvula de controle que não tem a capacidade de fechar totalmente. O processo em que esta válvula está instalada pode ser posta em risco se a válvula não tiver a capacidade de interromper o fluxo de fluido através dela!
Uma vez que o comprimento da haste tenha sido definido corretamente, ajustando a catanha haste, o ajustador de mola deve ser definido para a pressão correta do conjunto de assento. Essa é a pressão do sinal pneumático necessária para levantar o plugue do assento.
Para uma válvula de controle ar-abreo com uma faixa de sinal de 3 a 15 PSI, a pressão “de assento” seria de 3 PSI.
O ajuste de assento é um parâmetro muito importante para o funcionamento correto da válvula de controle, pois estabelece a força de assentamento (carga da sede) do pistão contra a sede quando a válvula está totalmente fechada.
A pressão adequada do assentamento é crítica para um fechamento apertado, o que acarreta implicações de segurança em alguns serviços de processo. Consulte as instruções do fabricante ao ajustar a pressão para assentamento para qualquer válvula de controle da haste linear deslizante.
Essas instruções normalmente o guiarão pelos procedimentos do conector da haste e do ajustador de mola, para garantir que os dois parâmetros estejam definidos corretamente.