19 Juli 2019

In diesem Blog möchte ich Ihnen erklären, wie unsere Vordruckregler nicht nur zum Regeln des Drucks, sondern auch des Durchflusses eingesetzt werden können. Selbst in Anwendungen mit vielen Unbekannten! Dieser Blog wurde auch als Linkedin-Artikel veröffentlicht – bitte teilen!

Equilibar_Durchflussregelung_Vordruckregler

Unbekannte Parameter in Ihrem Prozess

Bevor Sie als Ingenieur einen Versuchsaufbau erstellen, müssen die Bedingungen definiert werden, unter denen Ihr Prozess abläuft. Die optimalen Prozessbedingungen sind häufig die zu untersuchenden Parameter oder wurden noch nicht ermittelt. Daher sind die Prozessbedingungen oftmals nur sehr weit gefasst oder unbekannt, was eine schwierige Aufgabe für Sie darstellt: Sie möchten Ihre Betriebsbedingungen nicht bereits im Voraus auf Grenzen beschränken, da Sie Ihre erforderlichen Werte noch nicht kennen. Es kommt daher häufig zu großen Abweichungen innerhalb der Auslegungsdaten. In vielen Fällen werden im Handel erhältliche Instrumente diese Anforderungen nicht ausreichend erfüllen.

Durchflussraten mit einem Turndown-Verhältnis von 1:50 in Kombination mit einem Druckbereich mit einem Turndown-Verhältnis von 1:50 und Medien mit großen Dichte- und Viskositätsschwankungen sind keine Ausnahme. Wäre es nicht toll, ein Ventil zu haben, das die Betriebsbedingungen nicht einschränkt, bevor Sie mit Ihren Experimenten beginnen? Wünschen Sie ein Ventil, mit dem Sie alle möglichen Schwankungen von Durchflussrate, Druckbereich sowie Dichte und Viskosität des Mediums ausprobieren können?

Wie die Equilibar ® -Technologie helfen kann

Die dombelasteten Vordruckregler von Equilibar sind einzigartig dafür ausgelegt, den Druck über einen extrem weiten Durchfluss- und Druckbereich zu halten. Dies wird über ein Druckgleichgewicht von drei Drücken an der Membran im Regler, die mehrere Einlass- und Auslassöffnungen abdichtet, erreicht. Wenn das die Öffnungen verschließende Diaphragma auf den Körper gedrückt wird, wird der Fluss blockiert. Durch Anpassen des Drucks gegen die Membran ändert sich der Durchfluss. Auf diese Weise kann das charakteristische Arbeitsprinzip des Equilibar-Vordruckreglers auch für Füllstands- oder Durchflussregelungsanwendungen genutzt werden.

Stellen Sie sich einen Standard-Durchflusssensor im Labormaßstab mit integriertem PID-Regler vor, der an ein direkt betätigtes Proportionalventil angeschlossen ist welches wiederum in die Kappe eines dombelasteten Equilibar Reglers integriert ist. Der Vordruck einer Gas- oder Flüssigkeitsversorgung wird am Einlass des Coriolis-Sensors eingestellt. Zur Einstellung des Referenzdrucks wird eine Gasflasche mit N2 oder Luft verwendet.

 Equilibar flow control application

Rechts sehen Sie eine schematische Zeichnung eines solchen Aufbaus – eine größere Version dieses Bildes befindet sich oben in diesem Artikel – und unten ein Beispiel mit dem Bronkhorst Cori-Flow.

Bronkorst Cori-Flow with Equilibar back pressure regulator

Wie funktioniert es?

Wenn der Sollwert für den Massendurchflussregler auf Null gesetzt ist, muss das integrierte Proportionalventil vollständig geöffnet sein. Dies kann durch Invertieren des Steuersignals im PID-Regler erreicht werden. Wenn das Proportionalventil vollständig geöffnet ist, wird die Membran auf die Öffnungen des dombelasteten Ventils gedrückt, so dass kein Durchfluss erfolgt. Bei einem Sollwert> 0 schließt das integrierte Proportionalventil. Eine kleine Entlüftung durch einen – speziell für diesen Zweck entwickelten – Durchflussbegrenzer lässt etwas Referenzgas aus der Kuppel des Equilibar-Reglers entweichen, wodurch der Referenzdruck sinkt. Sobald der Druck oben auf der Membran dem Vordruck im Coriolis-Sensor entspricht, hebt sich die Membran und ermöglicht eine Erhöhung des Durchflusses durch den Sensor. Der PID-Regler findet nun die richtige Position für das Proportionalventil, um den Durchfluss in den Dom und die Entlüftung auszugleichen, sodass die Membran genau die richtige Position findet, um den Durchfluss bei der geforderten Durchflussrate konstant zu halten.

Glaubst du, das klingt kompliziert? Der Equilibar®-Vordruckregler mit seinen einzigartigen Merkmalen ist in der Lage, diesen Druckausgleich reibungslos und mit hoher Präzision zu finden.

Vorteile eines zweistufigen Regelkreises

Wenn Sie den erforderlichen Durchfluss mit einem Direktventil steuern können, ist dies möglicherweise ratsam. Immer mehr Anwendungen verlangen jedoch nach einem größeren Turndown-Verhältnis, als es herkömmliche Ventile bieten können. Diese Forderung wird durch eine Kombination aus Durchflussreduzierungsverhältnis, einer großen Variation des Einlass- und / oder Auslassdrucks und sich ändernden Eigenschaften des gesteuerten Mediums verursacht, die den Durchflusskoeffizienten des Ventils beeinflussen.

Die Genauigkeit und die breite Regelbarkeit der Equilibar ® -Vordruckregler sind Hauptgründe für die Wahl dieser Produktkombination und erfüllen diese Anforderung. Ein weiterer großer Vorteil dieser Kombination ist die Möglichkeit, den Druck unabhängig vom Druckverlust über das Ventil zu steuern. Die meisten Direktsteuerventile können nur mit einem festen Druckabfall arbeiten.

Wenn Sie diese Kombination mit einem Equilibar-Vordruckregler wählen, können Sie variable Druckabfälle in Ihrem Prozess von 2 bis 200 bar regeln, da der Druckabfall in den Auslassöffnungen des Ventils überwunden wird.

Ein weiteres einzigartiges Merkmal ist die enorme Einstellbarkeit: Ein Ventil kann einen Durchflusskoeffizienten von 1: 100.000 verarbeiten, sodass es sowohl mit Flüssigkeit als auch mit Gas betrieben werden kann. Der Cv-Bereich der unten gezeigten Kombination reicht von 10E-8 bis 0,05.

Equilibar-Vordruckregler können auch mit überkritischen Medien umgehen. Dies bedeutet, dass wir kompakte Massendurchflussregler für Anwendungen mit überkritischem CO2, Propylen, Ethylen usw. bauen können, die den Durchfluss mit unübertroffener Genauigkeit und Stabilität messen und regeln können, ohne das Ventil aufgrund von Gefriereffekten zu blockieren oder zu verstopfen.

Photo of the Design of the Research Series High Flow HF Back Pressure Regulator with 2 o-rings

Last but not least sind Equilibar-Ventile für ihre einfache Wartung bekannt. Jedes Ventil enthält nur 5 Teile, die mit 6 oder 8 Schrauben zusammengehalten werden. Demontage und Reinigung sind sehr einfach. Nach dem Zusammenbau ist das Ventil sofort betriebsbereit. Es sind keine besonderen Einstellungen erforderlich. Dieser Blog und das Video zeigen Ihnen, wie einfach der Zusammenbau wirklich ist.

Möchten Sie mehr wissen?

Da kein Prozess gleich ist und Sie Ihre Anwendung besser kennen als jeder andere, empfehlen wir Ihnen, Ihre Herausforderung bei der Durchflussregelung mit uns zu teilen. Wir helfen Ihnen gerne dabei, Ihr Setup so zu konfigurieren, dass Sie Ihre Anwendung und Ihren Prozess optimal nutzen können. Basierend auf unseren Erfahrungen mit früheren Käufern und Anwendern der patentierten und innovativen Equilibar ® -Vordruckregler können wir versprechen, dass Sie die einzigartigen Fähigkeiten und Leistungen nicht enttäuschen werden!