Een regelgever kiezen

Hoe u een regelaar kiest die aan uw vloeistofsysteembehoeften voldoet

Wouter Pronk, Senior Field Engineer, Swagelok

Drukregelaars spelen een cruciale rol in veel industriële vloeistof- en instrumentatiesystemen en helpen om de gewenste druk en stroom te handhaven of te regelen als reactie op systeemveranderingen. Het is belangrijk om de juiste regelaar te selecteren om het systeem veilig en zoals bedoeld te laten werken - de verkeerde keuze kan leiden tot inefficiëntie, slechte prestaties, frequente probleemoplossing en mogelijke veiligheidsrisico's.

Weten hoe u de juiste regelaar moet kiezen, vereist inzicht in de verschillende soorten regelaars, 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 functionaliteit en hoe u de beste optie voor uw systeembehoeften kunt bepalen.

Wat is een drukregelaar?

In zijn meest elementaire vorm 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 stroom, druk, temperatuur of andere factoren zijn die kunnen optreden 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 kleppen, die de stroomsnelheden van het systeem regelen en niet zelfinstellen. Regelgevers regelen de druk, niet de stroom, en zijn zelfinstellend.

Soorten regelgevers

Er zijn twee primaire typen regelaars:drukverlagende regelaars en tegendrukregelaars.

• Drukverlagende regelaars regeldruk naar het proces door de uitlaatdruk te meten en hun eigen stroomafwaartse druk te regelen
• Terugdrukregelaars regel de druk van het proces door de inlaatdruk te meten en de druk stroomopwaarts te regelen

Uw ideale regelaarkeuze hangt af van uw procesvereisten. Als u bijvoorbeeld de druk van een hogedrukbron moet verlagen voordat systeemmedia het hoofdproces bereiken, zal een drukverlagende regelaar het werk doen. Tegendrukregelaars daarentegen kunnen helpen de stroomopwaartse druk te regelen en te handhaven door overdruk af te laten als systeemomstandigheden ervoor zorgen dat de niveaus hoger worden dan gewenst. Elk type kan in de juiste context worden gebruikt om u te helpen de gewenste druk in uw hele systeem te handhaven.

Hoe een regelgever werkt

Drukregelaars bevatten drie belangrijke componenten die hen helpen de druk te regelen:

• Een bedieningselement , inclusief zitje en poppet. De zitting helpt de druk te beheersen en voorkomt dat vloeistof naar de andere kant van de regelaar lekt wanneer de stroom is gesloten. Samen met de zitting voltooit de schotel het afdichtingsproces terwijl een systeem stroomt.
• Een detectie-element , typisch een membraan of zuiger. Het sensorelement zorgt ervoor dat de schotel omhoog en omlaag kan in de stoel, waardoor de inlaat- of uitlaatdruk wordt geregeld.
• Een laadelement . Regelaars kunnen veerbelast of koepelbelast zijn, afhankelijk van de toepassing. Het laadelement oefent een neerwaartse, balancerende kracht uit bovenop het membraan.

Deze elementen werken samen om de gewenste drukregeling te creëren. De zuiger of het membraan detecteert stroomopwaartse (inlaat) druk en stroomafwaartse (uitlaat) druk. Het voelelement probeert dan een balans te vinden met de ingestelde kracht van het laadelement, dat door de gebruiker via een hendel of ander draaimechanisme wordt afgesteld. Het sensorelement zorgt ervoor dat de schotel zowel vanuit de stoel kan worden geopend als gesloten. Deze elementen werken samen om in balans te blijven en vaste druk te bereiken. Als er een verandert, moet er ook een andere kracht veranderen om het evenwicht te herstellen.

In drukreducerende regelaars moeten vier verschillende krachten worden gebalanceerd, zoals weergegeven in figuur 1. Deze omvatten laadkracht (F1), inlaatveerkracht (F2), uitlaatdrukkracht (F3), en inlaatdrukkracht (F4) . De totale laadkracht moet gelijk zijn aan de combinatie van inlaatveerkracht, uitlaatdrukkracht en inlaatdrukkracht.

Terugdrukregelaars werken op dezelfde manier. Ze moeten in evenwicht zijn met veerkracht (F1), inlaatdrukkracht (F2), en kracht uitlaat (F3) , zoals weergegeven in figuur 2. Hier moet de veerkracht gelijk zijn aan de gecombineerde kracht van de inlaatdrukkracht en de uitlaatdrukkracht.

De juiste regelaarselectie maken

Als u begrijpt hoe regelaars werken, kunt u beter evalueren hoe u de verschillende regelaarkenmerken 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 regelaar van de juiste maat is de sleutel tot het handhaven van de gewenste druk. De juiste maat wordt over het algemeen bepaald door de stroomsnelheid in uw systeem - grotere regelaars kunnen hogere stromen aan terwijl ze de druk effectief regelen, terwijl kleinere regelaars effectief zijn voor lagere stroomsnelheden. De dimensionering van de componenten van de regelaar is ook belangrijk. Het is bijvoorbeeld effectiever om toepassingen met een lagere druk te regelen met een groter membraan of zuiger. Alle componenten moeten de juiste afmetingen hebben op basis van de vereisten van uw systeem.

Systeemdruk

Aangezien de primaire functie van uw regelaar het beheren van systeemdrukken is, is het van cruciaal belang ervoor te zorgen dat uw selectie geschikt is voor maximale, minimale en besturingssysteemdruk. Bereiken voor drukregeling worden doorgaans prominent vermeld in productspecificaties van regelaars, gezien hun belang voor de juiste keuze van regelaars.

Systeemtemperatuur

Industriële processen kunnen variëren in temperatuur, en u moet erop kunnen vertrouwen dat uw keuze van regelaar bestand is tegen de typische verwachte bedrijfsomstandigheden. Omgevingsfactoren zijn een overweging, evenals vloeistoftemperaturen en factoren zoals het Joule-Thomson-effect, dat snelle afkoeling veroorzaakt door drukdalingen.

Procesgevoeligheid

De gevoeligheid van uw proces speelt een rol bij het bepalen van de beste manier om te kiezen voor uw toezichthouders. Zoals opgemerkt, zijn de meeste regelaars ofwel veerbelast of koepelbelast. Veerbelaste regelaars worden bediend door een operator die aan een externe knop draait, die de kracht van de veer op het sensorelement regelt. Koepelgeladen regelaars gebruiken daarentegen vloeistofdruk vanuit het systeem om de ingestelde druk op het sensorelement te leveren. Terwijl veerbelaste regelaars vaker voorkomen en meer vertrouwd zijn voor operators, kunnen koepelbelaste regelaars de precisie helpen verbeteren in toepassingen die dit vereisen en kunnen geautomatiseerde toepassingen ten goede komen.

Systeemmedia

Materiaalcompatibiliteit tussen alle elementen van uw regelaar en uw systeemmedia is belangrijk voor de levensduur van componenten en het voorkomen van uitvaltijd. Hoewel enige natuurlijke aantasting van rubber- en elastomeercomponenten wordt verwacht, kunnen bepaalde systeemmedia bijdragen aan versnelde aantasting en vroegtijdig falen van de regelaar. U kunt meer te weten komen over de chemische compatibiliteit van elastomeerafdichtingen en andere componenten van regelaars in onze materiaalwetenschappelijke trainingen.

Bekijk de video hieronder voor meer informatie over het selecteren van een ademautomaat.

Met een diepere praktische kennis van de beschikbare soorten drukregelaars en hoe ze werken, bent u beter toegerust om de juiste keuze te maken. De leverancier van uw regelaar moet u informatie over de afmetingen, druk- en stroomvereisten, temperatuurbereiken en de juiste regelmodus voor uw systeembehoeften kunnen verstrekken. U kunt het selectieproces starten door verschillende regelaars in verschillende toepassingen te vergelijken met onze Regulator Flow Curve Generator, en vervolgens contact op te nemen met een lokale specialist op het gebied van drukregeling voor meer informatie.

De specifieke behoeften van uw systeem gaan echter veel verder dan de inhoud van deze blog. Beschikbare trainingsmogelijkheden kunnen professionals in vloeistofsystemen helpen een beter begrip te krijgen van hoe de juiste regelaar kan helpen de veiligheid te vergroten en tegelijkertijd de efficiëntie te verbeteren.

Bovendien moet uw leverancier van regelaars u kunnen helpen bij het maken van de juiste keuze door inzicht te krijgen in uw systeemvereisten. Onze ervaren specialisten kunnen die begeleiding bieden, gebruikmakend van uitgebreide 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 de regelaar, neem dan contact op met ons team van specialisten op het gebied van drukregeling om een ​​gesprek te beginnen.