Pilotdruck: Alicat-Geräte in Kombination mit dombelasteten Druckreglern

Pilot pressure refers to the pneumatic control signal that defines a regulator’s setpoint. In pressure control systems that use dome-loaded pressure regulators, this pilot signal is generated by a separate pilot device and directly determines how the regulator opens and closes to maintain the desired process pressure. In applications with extreme temperatures and pressures, severe chemistry, mixed fluid phases, or other challenging operating conditions, a dome-loaded pressure regulator (DLPR) is often the preferred solution. Unlike conventional spring-loaded regulators, dome-loaded designs use a flexible diaphragm and an externally applied control pressure to balance against the process pressure. This operating principle allows them to handle large pressure differentials while maintaining stable, repeatable control across a wide range of flows. Some common conditions where DLPR valves shine include:

• Betriebsdrücke über 1000 PSI, bei denen federbasierte Regler mit Stabilität und Hysterese zu kämpfen haben
• Extreme Prozesstemperaturen, einschließlich Umgebungen, die Elastomere oder mechanische Federn zersetzen
• Hohe Durchflussraten mit großen Regelbereichen
• Korrosive oder reaktive Materialien, bei denen die Isolierung der Steuervorrichtung vom Prozess entscheidend ist

Da ein dombelasteter Regler keinen eigenen Sollwert erzeugen kann, wird seine Leistung weitgehend von dem Gerät bestimmt, das den Dom mit Vorsteuerdruck versorgt. In einfachen Systemen kann dieser Vorsteuerdruck durch einen manuellen Regler oder eine feste Druckquelle bereitgestellt werden. Für Anwendungen, die dynamisch einstellbare Sollwerte, enge Drucktoleranzen oder die Integration in automatisierte Steuerungssysteme erfordern, ist häufig eine elektronische Vorsteuerdruckregelung erforderlich, um die Präzision, Reaktionsfähigkeit und Wiederholbarkeit des Reglers voll auszuschöpfen.

Für Anwendungen mit extremen Drücken, Temperaturen, gemischten Phasenflüssigkeiten und ASME BPE-Hygieneanforderungen, Alicat^® Durchfluss- und Druckmessgeräte profitieren von der Kombination mit Equilibar^® regulators and valves. Equilibar back pressure regulators (BPRs) and flow control valves (FCVs) offer stable control across an extremely wide range of flow rates, with models offering control of valve flow coefficient (Cv) down to 1e-9. Equilibar valves also come in models with chemical resistance and high temperature tolerances up to 450ºC. The dome-loaded, multiple orifice design offers instantaneous control and exceptional precision for the most complex of applications. Using a flexible mechanical diaphragm as its only moving part to provide frictionless and stable operation, Equilibar valves provide superior precision and repeatability, especially for low flow rates, mixed phase fluids, corrosive media, and extreme temperatures and pressures. Equilibar valves and Alicat precision instruments are complementary when used in combination. Both have extremely high resolution, allowing each to take advantage of the other’s high precision control.

Alicat PCD-Serie Druckregler mit zwei Ventilen kann den Druck für geschlossene Volumina bis zu 3000 PSI, Dadurch eignen sie sich gut als elektronische Vorsteuerdruckquellen für dombelastete Gegendruckregler. Die hohe Auflösung des PCD ermöglicht eine echte 1:1-Regelung des Domdrucks, wodurch in Kombination mit einem dombelasteten Regler wie dem Equilibar BPR eine Druckregelung bis auf Hundertstel PSI möglich ist.

In dieser Konfiguration fungiert der Alicat PCD als elektronischer Pilotdruckregler innerhalb eines Geschlossenes System mit dem Equilibar BPR, communicating through a PLC, PID controller, or computer interface. By actively controlling the pressure applied to the regulator’s dome, the PCD defines the regulator’s operating setpoint and allows pressure to be adjusted dynamically and repeatably, even in processes with large pressure differentials or rapidly changing conditions. In applications where the pilot or backpressure gas is non-toxic, such as air or inert gases, this approach also allows pilot pressure to be safely vented to atmosphere, simplifying system design. Because the PCD incorporates both inlet and exhaust control valves, it can actively increase or bleed pilot pressure as needed to maintain the commanded setpoint. Working in tandem with pressure relief valves and other system-level pressure protection devices, this controlled venting improves system response, minimizes overshoot, and helps stabilize pressure during setpoint changes or transient conditions. By actively managing pilot pressure rather than relying on passive elements alone, the PCD enables smoother, more predictable control of dome-loaded regulators in demanding applications.

Bei Prozessen mit brennbaren Gasen, gefährlichen Dämpfen oder klassifizierten Umgebungen kann die Entlüftung in die Atmosphäre eingeschränkt oder gänzlich untersagt sein. In diesen Fällen muss die Pilotdruckregelung so ausgelegt sein, dass sie den Anforderungen der Gefahrenklasse 1, Division 1 oder Division 2 entspricht und gleichzeitig die von dombelasteten Reglern geforderte Präzision und Reaktionsfähigkeit bietet. Die eigensichere Serie elektronischer Druckregler von Alicat are designed for use in classified environments where conventional enclosures or purge systems may be impractical. These controllers provide closed-loop electronic pilot pressure control while meeting applicable hazardous area requirements, enabling precise regulation without introducing ignition risks. In one application, Ein nordamerikanisches Gasunternehmen, das ein Druckregelsystem für Druckbehälter entwickelt. verwendete einen IS-Pro™ PCD zur Steuerung eines dombelasteten Druckreglers. Durch proportionale Anpassung des Steuerdrucks ermöglichte der ISPCD eine hochauflösende Regelung des DLPR, sodass der Behälterdruck in einem explosionsgefährdeten Bereich der Klasse I, Division 1 automatisch geregelt werden konnte. Das System wurde so konfiguriert, dass der Behälterdruck zwischen 0 und 100 PSIG (0 bis ~6,9 bar) gehalten wurde, bei einem Eingangsdruck zwischen 120 und 150 PSIG (8,3 bis 10,3 bar). Die Pilotabgase wurden in die Atmosphäre abgeleitet, und das System arbeitete in einem Umgebungstemperaturbereich von 20 bis 115 °F (−6,7 bis 46,1 °C).

Betriebsabläufe mit dombelasteten Druckreglern profitieren von einer elektronischen Vorsteuerung, die eine präzise und stabile Durchflussregelung sowie eine genaue Sollwertsteuerung auch bei sich ändernden Bedingungen nachgeschalteter Systeme ermöglicht. Für diese Anwendungen, Alicat Scientific Druckregler bieten nicht nur außergewöhnliche Genauigkeit und Wiederholbarkeit, sondern auch eine verbesserte Datentransparenz und schnelle Steuerungsreaktion für eine präzisere und zuverlässigere Leistung.