Pilotdruck: Alicat-Geräte in Kombination mit dombelasteten Druckreglern

Trotz des Namens geht es bei “Pilotendruck” nicht darum, wie sich ein Pilot bei der Landung eines Flugzeugs fühlt...

Stattdessen bezieht es sich auf das pneumatische Steuersignal, das den Sollwert eines Reglers definiert. In Druckregelungssystemen, die mit dombelasteten Druckreglern arbeiten, wird dieses Vorsteuersignal von einem separaten Vorsteuergerät erzeugt und bestimmt direkt, wie sich der Regler öffnet und schließt, um den gewünschten Prozessdruck aufrechtzuerhalten.

In Anwendungen mit extremen Temperaturen und Drücken, aggressiven Chemikalien, gemischten Fluidphasen oder anderen anspruchsvollen Betriebsbedingungen ist ein dombelasteter Druckregler (DLPR) oft die bevorzugte Lösung. Im Gegensatz zu herkömmlichen federbelasteten Reglern verwenden dombelastete Konstruktionen eine flexible Membran und einen extern angelegten Steuerdruck, um den Prozessdruck auszugleichen. Dieses Funktionsprinzip ermöglicht es ihnen, große Druckunterschiede zu bewältigen und gleichzeitig eine stabile, wiederholbare Regelung über einen breiten Durchflussbereich aufrechtzuerhalten.

Zu den gängigen Anwendungsbereichen, in denen DLPR-Ventile ihre Stärken ausspielen, gehören:

• 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.

Equilibar-Gegendruckregler (BPRs) und Durchflussregelventile (FCVs) bieten eine stabile Regelung über einen extrem breiten Durchflussbereich, wobei einige Modelle eine Regelung des Ventildurchflusskoeffizienten (Cv) bis hinunter zu 1e-9 ermöglichen. Equilibar-Ventile sind auch in Ausführungen mit chemischer Beständigkeit und Hochtemperaturtoleranzen bis zu 450 °C erhältlich. Das kuppellastige Mehrfachöffnungsdesign bietet sofortige Regelung und außergewöhnliche Präzision für komplexeste Anwendungen. Mit einer flexiblen mechanischen Membran als einzigem beweglichen Teil für einen reibungslosen und stabilen Betrieb bieten Equilibar-Ventile überragende Präzision und Wiederholgenauigkeit, insbesondere bei niedrigen Durchflussraten, gemischten Phasenflüssigkeiten, korrosiven Medien sowie extremen Temperaturen und Drücken.

Equilibar-Ventile und Alicat-Präzisionsinstrumente ergänzen sich in der Kombination. Beide verfügen über eine extrem hohe Auflösung, so dass jeder die Vorteile der hochpräzisen Steuerung des anderen nutzen kann.

In Anwendungen, in denen das Pilot- oder Gegendruckgas ungiftig ist, wie beispielsweise Luft oder Inertgase, ermöglicht dieser Ansatz auch eine sichere Ableitung des Pilotdrucks in die Atmosphäre, was die Systemkonstruktion vereinfacht.

Da der PCD sowohl Einlass- als auch Auslasssteuerventile enthält, kann er den Vorsteuerdruck nach Bedarf aktiv erhöhen oder ablassen, um den vorgegebenen Sollwert aufrechtzuerhalten. In Verbindung mit Überdruckventilen und anderen Druckschutzvorrichtungen auf Systemebene verbessert diese gesteuerte Entlüftung das Ansprechverhalten des Systems, minimiert Überschwingungen und trägt zur Stabilisierung des Drucks bei Sollwertänderungen oder vorübergehenden Zuständen bei. Durch die aktive Steuerung des Vorsteuerdrucks anstelle der alleinigen Verwendung passiver Elemente ermöglicht der PCD eine reibungslosere und besser vorhersehbare Regelung von dombelasteten Reglern in anspruchsvollen Anwendungen.

Die eigensichere Serie elektronischer Druckregler von Alicat sind für den Einsatz in klassifizierten Umgebungen konzipiert, in denen herkömmliche Gehäuse oder Spülsysteme möglicherweise nicht praktikabel sind. Diese Regler bieten eine elektronische Pilotdruckregelung im geschlossenen Regelkreis und erfüllen gleichzeitig die geltenden Anforderungen für explosionsgefährdete Bereiche, wodurch eine präzise Regelung ohne Zündgefahr ermöglicht wird.

In einer Anwendung, 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).

• Kompatibel mit einer Vielzahl von nicht korrosiven und korrosiven Flüssigkeiten
• Erhältlich in Absolutdruck, Manometerdruck oder Differenzdruck
• ± 0,125% der vollen Skalengenauigkeit
• ± 0,081 TP4T Wiederholgenauigkeit über den gesamten Messbereich
• 0,01 – 100% Mess- und Regelbereich (10.000:1 Turndown)