Die Auswahl eines geeigneten Druckreglers

Was ist ein Druckregler?

Einfach ausgedrückt ist ein Druckregler eine mechanische Vorrichtung, die dafür ausgelegt ist, den Druck stromaufwärts bzw. -abwärts zu regulieren und dabei auf Veränderungen im System zu reagieren. Dazu gehören Schwankungen des Durchflusses, des Drucks, der Temperatur oder andere Faktoren, die im Normalbetrieb des Systems auftreten können.

Was ist der Zweck eines Druckreglers?

Die Aufgabe des Reglers besteht darin, den Systemdruck konstant zu halten. Es ist zu beachten, dass Regler und Ventile verschiedene Funktionen erfüllen. Druckregler regulieren den Druck und passen sich selbst an. Ventile regulieren die Durchflussrate und passen sich nicht von selbst an.

Wie funktionieren Druckregler?

Druckregler verfügen über drei wichtige Komponenten für die Druckregulierung:

1. Kontrollelement: Das Kontrollelement setzt sich aus Reglersitz und Ventilkegel zusammen. Der Reglersitz trägt dazu bei, den Druck aufrechtzuerhalten, und verhindert, dass das Fluid bei gesperrtem Durchfluss am Regler vorbei gelangt. Im Zusammenspiel mit dem Reglersitz vervollständigt der Ventilkegel diesen Abdichtungsprozess.
2. Sensorelement: Hierbei handelt es sich in der Regel um eine Membran oder einen Kolben. Mithilfe des Sensorelements hebt sich der Ventilkegel vom Ventilsitz bzw. senkt sich auf diesen ab. Dadurch wird der Ausgangs- beziehungsweise Eingangsdruck reguliert.
3. Steuerungselement: Je nach Anwendung kommen federbelastete oder domgesteuerte Regler zum Einsatz. Das Steuerungselement übt eine nach unten gerichtete, ausgleichende Kraft auf die Membran aus.

Was ist der Unterschied zwischen Vordruckreglern und Druckminderern?

Vordruckregler funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Druckminderer. Bei ihnen muss ein Gleichgewicht zwischen der Federkraft (F1), der Druckkraft am Eingang (F2) und der Druckkraft am Ausgang (F3) bestehen, siehe Abbildung 2. Hier muss die Federkraft der Kombination aus der Druckkraft am Eingang und der Druckkraft am Ausgang entsprechen.

Bei Druckminderern muss ein Gleichgewicht zwischen vier unterschiedlichen Faktoren herrschen (siehe Abbildung 1). Hierzu gehören die Belastungskraft (F1), die Federkraft am Eingang (F2), die Druckkraft am Ausgang (F3) sowie die Druckkraft am Eingang (F4). Die Belastungskraft muss der Kombination von Federkraft am Eingang und Druckkraft am Ausgang sowie am Eingang entsprechen.

Wie lässt sich die richtige Größe des Druckreglers anhand der Durchflussrate und der Druckanforderungen meines Systems ermitteln?

In der Regel hängt die erforderliche Größe des Reglers von der jeweiligen Durchflussrate im System ab. Um den gewünschten Druck aufrechtzuerhalten, ist es von entscheidender Bedeutung, dass Sie einen Regler geeigneter Größe einbauen. Während größere Regler für höhere Durchflussraten ausgelegt sind und dabei auch den Druck im System wirksam regulieren, eignen sich kleinere Regler für niedrigere Durchflussraten. Auch die Größe der Reglerkomponenten spielt eine Rolle. So ist beispielsweise die Druckregulierung in Systemen mit niedrigem Druck mit einem größeren Kolben bzw. einer größeren Membran erheblich einfacher. Die Größe aller Komponenten sollte auf die Anforderungen Ihres Systems abgestimmt sein.

Was ist bei der Auswahl eines Druckreglers zur Regulierung des Systemdrucks zu beachten?

Da die Hauptfunktion des Reglers darin besteht, den Systemdruck stabil zu halten, muss der von Ihnen ausgewählte Regler unbedingt für den Mindest- und Maximaldruck sowie für den Betriebsdruck Ihres Systems ausgelegt sein. Die Druckregelbereiche sind meistens in den Produktspezifikationen der Regler ausgewiesen, da sie für die Wahl des Reglers ausschlaggebend sind.

Ist der Druckregler so konzipiert, dass er den Temperaturbereichen im System standhält?

Da industrielle Prozesse bei unterschiedlichen Temperaturen ablaufen, sollten Sie unbedingt darauf achten, dass der ausgewählte Regler für die zu erwartenden Betriebsbedingungen ausgelegt ist. Hierbei sind sowohl Umwelteinflüsse, Fluidtemperaturen als auch andere Faktoren zu berücksichtigen, wie beispielsweise der Joule-Thomson-Effekt, bei dem es durch Druckabfall zu einer raschen Abkühlung kommt.

Welche Druckreglertypen sind hinsichtlich der Empfindlichkeit der Anwendung am besten geeignet – federbelastet oder domgesteuert?

Die Empfindlichkeit des jeweiligen Prozesses ist bei der Bestimmung der optimalen Funktionsweise des Reglers von entscheidender Bedeutung. Die meisten Regler sind entweder federbelastet oder domgesteuert. Federbelastete Regler werden von einem Bediener durch einen externen Griff oder Knopf bedient. So wird die Federkraft auf dem Sensorelement reguliert. Domgesteuerte Regler hingegen nutzen den Fluiddruck innerhalb des Systems, um den benötigten Druck auf das Sensorelement zu erzeugen. Federbelastete Regler sind zwar weiter verbreitet und Bedienern ist diese Art von Reglern vertrauter, doch domgesteuerte Regler können die Präzision erhöhen und bringen besonders für automatisierte Anwendungen Vorteile mit sich.

Welche Kriterien sind bei der Auswahl eines Druckreglers zu berücksichtigen, der mit dem System, den Werkstoffen und den geführten Medien kompatibel ist?

Um die Lebensdauer von Komponenten zu erhöhen und Ausfallzeiten so gering wie möglich zu halten, sollten alle Komponenten des Reglers für die geführten Systemmedien ausgelegt sein. Ein natürlicher Verschleiß von Gummi- und Elastomerkomponenten ist nie auszuschließen, doch bestimmte Prozessmedien begünstigen Verschleiß und ein verfrühtes Versagen der Regler. Weitere Informationen zum Thema chemische Beständigkeit von Elastomerdichtungen und anderen Reglerkomponenten erhalten Sie im Rahmen unserer Werkstoffschulungen.