Wat is een drukregelaar en hoe kies ik?

Hoe kiest u een drukregelaar voor uw gas of vloeistofsysteem?

Drukregelaars spelen een cruciale rol in veel industriële gas- of vloeistof- en instrumentatiesystemen en helpen bij het handhaven of regelen van de gewenste druk en flow in reactie op systeemveranderingen. Het is belangrijk om de juiste drukregelaar te kiezen om het systeem veilig en zoals bedoeld te laten werken - de verkeerde keuze kan leiden tot inefficiëntie, slechte prestaties, veelvuldig oplossen van problemen en potentiële veiligheidsrisico's.

Weten hoe je de juiste drukregelaar kiest, vereist inzicht in de verschillende soorten drukregelaars, hoe ze werken en hoe ze kunnen worden toegepast om aan de behoeften van uw systeem te voldoen. Lees verder voor meer informatie over drukregelaars, hun werking en hoe u de beste optie voor uw systeem kunt kiezen.

Wat is een drukregelaar?

In de basis is een drukregelaar een mechanisch apparaat dat is ontworpen om de stroomopwaartse of stroomafwaartse druk te regelen als reactie op veranderingen in het systeem. Deze veranderingen kunnen fluctuaties in debiet, druk, temperatuur of andere factoren zijn, die zich voordoen tijdens de normale werking van het systeem. Het is de taak van de regelaar om de gewenste systeemdruk te handhaven. Belangrijk is dat regelaars anders zijn dan afsluiters, die het debiet van het systeem regelen en zichzelf niet aanpassen. Regelaars regelen de druk, niet het debiet, en zijn zelfregelend.

Soorten regelaars

Er zijn twee soorten, types drukregelaars: drukreducerende drukregelaars en tegendrukregelaars.

• Drukreducerende drukregelaars regelen de druk naar het proces door de uitlaatdruk te meten en hun eigen stroomneerwaartse druk te regelen.
• Tegendrukregelaars regelen de druk vanuit het proces door de inlaatdruk te meten en de druk stroomopwaarts te regelen.

De ideale keuze van een drukregelaar hangt af van de eisen die aan het proces gesteld worden. Als u bijvoorbeeld de druk van een hogedrukbron moet verlagen voordat de systeemmedia het hoofdproces bereiken, dan zal een drukreduceer regelaar het meest geschikt zijn. Tegendrukregelaars kunnen daarentegen de stroomopwaartse druk beheersen en handhaven door overtollige druk af te voeren wanneer de systeemomstandigheden ervoor zorgen dat de drukniveaus hoger worden dan gewenst. In de juiste context gebruikt, kan elk type u helpen om de gewenste druk in uw hele systeem te handhaven.

Hoe een drukregelaar werkt

Drukregelaars bevatten drie belangrijke onderdelen die helpen om de druk te regelen:

• Een bedieningselement, waaronder een zitting en een klep. De zitting helpt de druk te beheersen en voorkomt dat er vloeistof lekt naar de andere kant van de regelaar, wanneer de stroom gesloten is. Samen met de zitting zorgt de poppet voor de afdichting terwijl het systeem doorstroomt.
• Een sensorelement, meestal een membraan of zuiger. Het detectie-element zorgt ervoor dat de poppet in de zitting omhoog en omlaag gaat, waardoor de inlaat- of uitlaatdruk wordt geregeld.
• Een belastingselement. Regelaars kunnen veer- of dome-belast zijn, afhankelijk van de toepassing. Het belastingselement oefent een neerwaartse, compenserende kracht uit op het membraan.

Deze elementen werken samen om de gewenste drukregeling te creëren. De zuiger of het membraan detecteert de stroomopwaartse (inlaat) druk en de stroomneerwaartse (uitlaat) druk. Het detectie-element probeert dan een evenwicht te vinden met de ingestelde kracht van het belastingselement, dat door de gebruiker wordt aangepast via een hendel of een ander draaimechanisme. Het detectie-element zorgt ervoor dat de klep van de zitting open of dicht gaat. Deze elementen werken samen om in balans te blijven en de ingestelde druk te bereiken. Als er één verandert, moet een andere kracht ook veranderen om het evenwicht te herstellen.

Bij drukreducerende drukregelaars moeten vier verschillende krachten in evenwicht zijn, zoals getoond in Figuur 1. Dit zijn de belastingskracht (F1), inlaatveerkracht (F2), uitlaatdrukkracht (F3) en inlaatdrukkracht (F4). De totale belastingskracht moet gelijk zijn aan de combinatie van inlaatveerkracht, uitlaatdrukkracht en inlaatdrukkracht.

Tegendrukregelaars werken op dezelfde manier. Ze moeten de veerkracht (F1), inlaatdrukkracht (F2) en uitlaatdrukkracht (F3) in evenwicht houden, zoals getoond in Figuur 2. Hier moet de veerkracht gelijk zijn aan de gecombineerde kracht van de inlaatdruk en de uitlaatdruk.

De juiste regelaar selecteren

Als u weet hoe drukregelaars werken, kunt u beter beoordelen hoe u de verschillende kenmerken van de drukregelaar kunt afstemmen op de behoeften van uw systeem. Enkele van de belangrijkste kenmerken waarmee u rekening moet houden, zijn de volgende:

Systeemstroom

Het installeren van een drukregelaar van de juiste grootte is essentieel om de gewenste druk te handhaven. De juiste maat wordt over het algemeen bepaald door het debiet in uw systeem. Grotere drukregelaars kunnen hogere debieten aan terwijl ze de druk effectief regelen, terwijl kleinere drukregelaars effectief zijn voor lagere debieten. De dimensionering van de onderdelen van de drukregelaar is ook belangrijk. Het is bijvoorbeeld effectiever om toepassingen met een lagere druk te regelen met een groter membraan of een grotere zuiger. Alle componenten moeten de juiste grootte hebben op basis van de vereisten van uw systeem.

Systeemdruk

Aangezien de primaire functie van uw drukregelaar het beheren van systeemdrukken is, is het van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat uw selectie geschikt is voor maximale, minimale en operationele systeemdrukken. Drukregelbereiken zijn altijd aanwezig in de productspecificaties van drukregelaars, omdat ze belangrijk zijn voor de juiste keuze van een drukregelaar.

Temperatuur van het systeem

Industriële processen kunnen variëren in temperatuur en u moet erop kunnen vertrouwen dat de door u gekozen drukregelaar bestand is tegen de typische verwachte bedrijfsomstandigheden. Omgevingsfactoren spelen een rol, evenals vloeistoftemperaturen en factoren zoals het Joule-Thomson-effect, dat snelle afkoeling veroorzaakt door drukdalingen.

Gevoeligheid van het proces

De gevoeligheid van uw proces speelt een rol bij het bepalen van de beste regelmodus die u kunt kiezen voor uw reduceerventielen. Zoals gezegd zijn de meeste regelaars veerbelast of dome-belast. Veerbelaste drukregelaars worden aangestuurd door een operator die aan een externe knop draait, die de kracht van de veer op het sensorelement regelt. Dome-belaste drukregelaars daarentegen gebruiken gas of vloeistofdruk vanuit het systeem om de ingestelde druk op het detectie-element te leveren. Hoewel regelaars met veerbelasting gebruikelijker zijn en de gebruiker er meer mee vertrouwd is, kunnen regelaars met dome-belasting de nauwkeurigheid verbeteren in toepassingen die dit vereisen en kunnen ze geautomatiseerde toepassingen ten goede komen.

Systeemmedia

Materiaalcompatibiliteit tussen alle elementen van uw drukregelaar en uw systeemmedia is belangrijk voor de levensduur van componenten en het voorkomen van uitvaltijd. Hoewel enige natuurlijke achteruitgang van rubber- en elastomeercomponenten te verwachten is, kunnen bepaalde systeemmedia bijdragen aan versnelde achteruitgang en voortijdige uitval van de regelaar. U kunt meer te weten komen over de chemische compatibiliteit van elastomeerafdichtingen en andere componenten van drukregelaars in onze materiaalkundige trainingen.

Bekijk de onderstaande video voor meer informatie over het kiezen van een drukregelaar.

Met een uitgebreide kennis van de beschikbare soorten drukregelaars en hoe ze werken, bent u beter uitgerust om de juiste keuze te maken. Uw drukregelaarleverancier moet u kunnen voorzien van informatie over de afmetingen, druk- en debietvereisten, temperatuurbereiken en de juiste regelmodus voor uw systeembehoeften. U kunt het selectieproces beginnen door verschillende drukregelaars in verschillende toepassingen te vergelijken met onze Regulator Flow Curve Generator en vervolgens contact opnemen met een plaatselijke drukregelspecialist voor meer informatie.

De specifieke behoeften van uw systeem gaan echter veel verder dan de inhoud van deze blog. Beschikbare trainingsmogelijkheden kunnen professionals in gas- en vloeistofsystemen helpen een grondiger inzicht te krijgen in hoe de juiste drukregelaar de veiligheid kan verhogen en tegelijkertijd de efficiëntie kan verbeteren.

Onze ervaren specialisten kunnen begeleiding bieden en putten uit veelzijdige toepassingskennis en technische ondersteuning om tot de juiste keuze voor uw systeem te komen. Als u geïnteresseerd bent in het optimaliseren van de prestaties van drukregelaars, neem dan contact op met ons team van drukregelspecialisten om een gesprek aan te gaan.

Wouter Pronk

Senior Field Engineer, Swagelok