שסתום בקרה הוא שסתום המשמש לבקרת זרימת הנוזלים על ידי שינוי גודל מעבר הזרימה כפי שמכוון על ידי אות מבקר אשר מאפשר שליטה ישירה על קצב הזרימה וכתוצאה מכך על תהליכים כמו לחץ, טמפרטורה ורמת נוזלים.
פתיחה או סגירה של שסתומי בקרה אוטומטיים נעשית בדרך כלל על ידי מפעילים חשמליים, הידראוליים או פנאומטיים. בדרך כלל עם שסתום ויסות אשר ניתן לכוונן לכל מיקום בין פתוח לחלוטין לסגור לחלוטין, בכדי להבטיח שהשסתום משיג את דרגת הפתיחה הרצויה משתמשים בממקמים פניאומטטים או אלקטרו-פניאומטיים.
לרוב משתמשים בשסתומי בקרה פניאומטיים המופעלים על ידי האוויר בשל פשטות ההפעלה שלהם, הם מצריכים אספקת אוויר דחוס באופן יציב, לעומתם שסתומים המופעלים על ידי חשמל מצריכים ציוד כבלים ומתגים נוספים ושסתומים שמופעלים הידראולית דורשים קווי אספקה וחזרה עבור הנוזל ההידראולי.
אותות הבקרה הפנאומטיים מבוססים באופן מסורתי על טווח לחץ של 3-15 psi, בתעשייה כיום נפוץ יותר השימוש באות חשמלי של 4-20 mA או 0-10V למערכות HVAC. שליטה חשמלית כוללת כעת לרוב אות תקשורת "חכם" המונח על זרם הבקרה של 4-20 mA, כך שניתן יהיה לאותת חזרה לבקר אימות עמדת השסתום.
שסתום בקרה אוטומטי מורכב משלושה חלקים עיקריים:
מפעיל השסתום – המניע את אלמנט המודולציה של השסתום, כמו כדור או פרפר.
ממקם השסתום – מה שמבטיח שהשסתום הגיע לדרגת הפתיחה הרצויה.
גוף השסתום – בו נמצא האלמנט המווסת, שסתום, כדור, מדף או פרפר.
אפשרויות השליטה בשסתום הבקרה הן מגוונות
"אוויר או זרם לפתיחה" – מגבלת הזרימה פוחתת עם הגדלת ערך אות הבקרה.
"אוויר או זרם לסגירה" – מגבלת הזרימה גדלה עם ערך אות בקרה מוגבר.
יכול להיות גם כשל במצבי בטיחות:
"כישלון סגירת אות אוויר או בקרה "- בעת כישלון של אוויר דחוס למפעיל, השסתום נסגר בלחץ קפיץ או על ידי כוח גיבוי.
"כישלון פתיחת אות אוויר או בקרה "- כשכניסת אוויר דחוס למפעיל מפעיל השסתום נפתח בלחץ קפיץ או באמצעות כוח גיבוי.
מצבי פעולת הכישלון נקבעות לרוב על פי מפרט בקרת תהליכי הבטיחות של המפעל.
ממקמים
התפקיד הבסיסי של הממקם הוא העברת אוויר בלחץ למפעיל השסתום, כך שמיקום השסתום תואם את נקודת ההגדרה ממערכת הבקרה. ממקם בשימוש בדרך כלל כאשר שסתום דורש פעולת מצערת. ממקם דורש משוב מיקום מתושבת השסתום ומספק לחץ פנאומטי למפעיל כדי לפתוח ולסגור את השסתום. יש להציב את הממקם על מכלול שסתומי הבקרה או בסמוך לו. ישנן שלוש קטגוריות עיקריות של ממקמים, בהתאם לסוג אות הבקרה, יכולת האבחון ופרוטוקול התקשורת: אנלוגי פנאומטי ודיגיטלי.
קיים מגוון של שסתומי בקרה כאשר שתי שיטות הפעולה העיקריום הן הרמה וסיבוב.
