Druckregler werden benötigt, um unter Druck stehende Medien in Behältern oder Rohrleitungen zu regeln. Der vor dem Druckregler anstehende Druck wird hierbei reduziert und Druckschwankungen ausgeglichen. Druckregler können je nach Anwendungsfall und Bauart mit flüssigen und gasförmigen Medien eingesetzt werden.
Wenn es um die Auswahl des geeignetsten Druckreglers für die zu erledigenden Aufgaben geht, müssen folgende Parameter besonders beachtet werden:
1. Art und Korrosivität des Mediums
2. Vordruck
3. Hinterdruckregelbereich
4. Anschlüsse (Ein- und Ausgangsanschluß)
5. benötigtes Volumen
6. Reinheit des Mediums
Erläuterungen:
- 1. Es gibt beispielsweise stark korrosive und auch giftige Gase. Um derartige Medien sicher zu reglen, werden Gehäuse und Dichtwerkstoffe benötigt, die diesen Medien erwiesenermassen standhalten, z. B. Gehäusewerkstoff Edelstahl und Dichtwerkstoff Teflon und verwandte Polymere.
Dazu müssen in bestimmten Fällen Sicherheitseinrichtungen eingebaut werden, die eine sichere Ableitung des (bei Fehlfunktion des Reglers) ausströmenden Mediums ermöglichen, beispielsweise an das Sicherheitsabblaseventil des Reglers oder in anderen Fällen, wie etwa bei giftigen Gasen, auch eine Fremdgas-Spüleinrichtung.
- 2. Vordruckangabe in Bar oder PSI. Psi bedeutet “pounds per square inch” und ist das amerikanische Äquivalent zu unserer Druckangabe “Bar”. Einen Näherungswert für die deutsche Druckangabe Bar erhält man, indem man die Psi Angabe durch 14,5 teilt.
- 3. Hinterdruck Regelbereich oder Arbeitsdruck. Beispielsweise sollten Druckregler bei hohem, sich veränderndem Vordruck und niedrigem Regelbereich von ca. 0,1 – 1,5 bar zweistufig ausgelegt werden, um eine genauere Regelung bzw. konstanteren Arbeitsdruck zu erreichen.
- 4. Die Anschlüsse richten sich in erster Linie nach den vorhandenen Rohrleitungen und reichen von G 1/8 bis zu Flanschanschlüssen mit gigantischen Nennweiten, z. B. im Bereich Erdgas Transport und Regelung
- 5. Je grösser das benötigte Gasvolumen ist, desto grösser muss der Druckregler, bzw. Membrane und Sitznennweite des Reglers, ausgelegt werden.
- 6. Reine Medien, deren Verschmutzungsgrad in ppm gemessen werden kann, dürfen ab Reinheitsgrad 5.0 nicht mehr mit Standard Industriedruckreglern geregelt werden. Reinstmedien sind teuer und werden meist für komplizierte chemische oder physikalische Testaufgaben benötigt.
Durch schlechte Oberflächenbeschaffenheit der mediumberührenden Teile des Druckregler-Gehäuses oder auch durch Ausgasen von Membran- oder Dichtwerkstoffen der Regelarmatur kann die Mediumqualität derart verschlechtert werden, dass Messergebnisse nicht korrekt dargestellt oder verfälscht werden.
Funktionsweise von Druckreglern
Der Druckregler wird in ein Drucksystem montiert und hat die Aufgabe den anstehenden Vordruck zu reduzieren. Das Herzstück des Druckreglers ist das Reguliersystem. Dieses besteht aus dem Ventilsitz, einem Regulierkolben und einer Schließfeder. Der anstehende, bzw. zu regelnde Druck drückt den Regulierkolben (bzw. die Weichdichtung des Kolbens) auf den Ventilsitz (runde Kante) und wird dabei durch eine Feder, der sogenannten Schließfeder unterstützt.
Um den Gasfluß zu ermöglichen wird durch mechanische Kraft (z. B. Handrad) die Druckfeder gespannt. Durch die eingestellte Federkraft wird nun der Regulierkolben in Richtung Schließfeder aus dem Sitz gedrückt und geöffnet. Jetzt fließt das zu regelnde Medium, z. B. Druckluft.
Die eingestellte Federkraft ist zugleich auch der Wächter darüber, dass sich der zu regelnde Ausgangsdruck nicht über den eingestellten Wert erhöht. Aufgrund physikalischer Gegebenheiten beruht die Druckregelung auf einem Gleichgewicht der Kräfte P1 und P2 (Vordruck bzw. Hinterdruck), das über die Federkräfte im Druckregler, den Vor-/Hinterdruck und die Regelfläche (Membran oder Kolben) erzeugt wird.
Steigt nun der Hinterdruck über den per Handrad eingestellten Druck an, wird der Regulierkolben durch die Schließfeder und den Vordruck wieder auf den Ventilsitz gepresst und der Gasfluß wird unterbrochen. Durch den in schneller Folge stattfindenden Auf-Zu Mechanismus im Reguliersystem wird der Druck geregelt.
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