Was ist einDruckregelventil?
Ein Druckregelventil ist im Grunde ein mechanisches Gerät, das den Druck vor oder nach dem System als Reaktion auf Veränderungen im System regelt. Zu diesen Veränderungen können Schwankungen von Durchfluss, Druck, Temperatur oder anderen Faktoren gehören, die im normalen Systembetrieb auftreten. Der Druckregler hat die Aufgabe, den erforderlichen Systemdruck aufrechtzuerhalten. Druckregler unterscheiden sich von Ventilen, die den Systemdurchfluss regeln und sich nicht automatisch anpassen. Druckregelventile regeln den Druck, nicht den Durchfluss, und sind selbstregulierend.

Druckreglertyp
Es gibt zwei Haupttypen von Druckregelventilen:Druckminderventile und Rückschlagventile.

Druckminderventile steuern den Druckfluss zum Prozess, indem sie den Ausgangsdruck messen und den Druck stromabwärts von ihnen steuern.

Gegendruckregler steuern den Prozessdruck, indem sie den Eingangsdruck messen und den Druck stromaufwärts steuern.

Die Wahl des idealen Druckreglers hängt von Ihren Prozessanforderungen ab. Wenn Sie beispielsweise den Druck einer Hochdruckquelle reduzieren müssen, bevor das Systemmedium den Hauptprozess erreicht, kann ein Druckminderventil diese Aufgabe übernehmen. Im Gegensatz dazu hilft ein Rückschlagventil, den Vordruck zu regeln und aufrechtzuerhalten, indem es überschüssigen Druck ablässt, wenn die Systembedingungen einen höheren Druck als erforderlich verursachen. In der richtigen Umgebung eingesetzt, kann jeder Typ dazu beitragen, den erforderlichen Druck im gesamten System aufrechtzuerhalten.

Funktionsprinzip des Druckregelventils
Druckregelventile enthalten drei wichtige Komponenten, die ihnen bei der Druckregulierung helfen:

Steuerkomponenten, einschließlich Ventilsitz und Ventilkegel. Der Ventilsitz dient der Druckregelung und verhindert, dass Flüssigkeit beim Abschalten des Reglers auf die andere Seite gelangt. Während des Durchflusses im System arbeiten Ventilkegel und Ventilsitz zusammen, um den Abdichtungsprozess abzuschließen.

Sensorelement, normalerweise eine Membran oder ein Kolben. Das Sensorelement bewirkt, dass der Ventilkegel im Ventilsitz steigt oder fällt, um den Eingangs- oder Ausgangsdruck zu steuern.

Belastungselemente. Je nach Anwendung kann der Regler ein federbelasteter oder ein dombelasteter Regler sein. Das Belastungselement übt eine nach unten gerichtete Ausgleichskraft auf die Oberseite der Membran aus.

Diese Elemente arbeiten zusammen, um die gewünschte Druckregelung zu erreichen. Ein Kolben oder eine Membran erfasst den Eingangsdruck und den Ausgangsdruck. Das Sensorelement versucht dann, ein Gleichgewicht mit der eingestellten Kraft des Belastungselements herzustellen, die vom Benutzer über einen Griff oder einen anderen Drehmechanismus eingestellt wird. Das Sensorelement ermöglicht das Öffnen oder Schließen des Ventilkegels vom Ventilsitz aus. Diese Elemente arbeiten zusammen, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und den eingestellten Druck zu erreichen. Ändert sich eine Kraft, muss sich auch eine andere Kraft ändern, um das Gleichgewicht wiederherzustellen.

In einem Druckminderventil müssen vier verschiedene Kräfte ausgeglichen werden, wie in Abbildung 1 dargestellt. Dazu gehören die Belastungskraft (F1), die Eingangsfederkraft (F2), der Ausgangsdruck (F3) und der Eingangsdruck (F4). Die Gesamtbelastungskraft muss der Kombination aus Eingangsfederkraft, Ausgangsdruck und Eingangsdruck entsprechen.

Rückschlagventile funktionieren auf ähnliche Weise. Sie müssen Federkraft (F1), Eingangsdruck (F2) und Ausgangsdruck (F3) ausbalancieren, wie in Abbildung 2 dargestellt. Dabei muss die Federkraft gleich der Summe aus Eingangsdruck und Ausgangsdruck sein.

Auswahl des richtigen Druckreglers
Der Einbau eines Druckreglers mit der richtigen Größe ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des erforderlichen Drucks. Die passende Größe hängt im Allgemeinen von der Durchflussrate im System ab – größere Regler können höhere Durchflüsse bewältigen und den Druck effektiv regeln, während kleinere Regler bei niedrigeren Durchflussraten sehr effektiv sind. Auch die Dimensionierung der Reglerkomponenten ist wichtig. Beispielsweise wäre es effizienter, eine größere Membran oder einen größeren Kolben zu verwenden, um Anwendungen mit niedrigerem Druck zu regeln. Alle Komponenten müssen entsprechend den Anforderungen Ihres Systems dimensioniert sein.

Systemdruck
Da die Hauptfunktion eines Druckreglers die Regelung des Systemdrucks ist, ist es wichtig, dass Ihr Regler für den maximalen, minimalen und Systembetriebsdruck ausgelegt ist. In den Produktspezifikationen von Druckreglern wird häufig der Druckregelbereich angegeben, der für die Auswahl des richtigen Druckreglers von großer Bedeutung ist.

Systemtemperatur
Industrielle Prozesse können große Temperaturbereiche aufweisen. Sie sollten darauf vertrauen können, dass der von Ihnen gewählte Druckregler den typischen Betriebsbedingungen standhält. Umweltfaktoren sind neben Faktoren wie der Flüssigkeitstemperatur und dem Joule-Thomson-Effekt, der durch Druckabfall eine schnelle Abkühlung verursacht, ein wichtiger Aspekt.

Prozesssensitivität
Die Prozessempfindlichkeit spielt eine wichtige Rolle bei der Wahl des Regelmodus von Druckreglern. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den meisten Reglern um federbelastete oder dombelastete Regler. Federbelastete Druckregelventile werden vom Bediener durch Drehen eines externen Drehgriffs gesteuert, der die Federkraft auf das Sensorelement regelt. Im Gegensatz dazu nutzen dombelastete Regler den Flüssigkeitsdruck im System, um einen Solldruck zu erzeugen, der auf das Sensorelement wirkt. Obwohl federbelastete Regler häufiger vorkommen und Bediener mit ihnen vertrauter sind, können dombelastete Regler die Genauigkeit in Anwendungen verbessern, die dies erfordern, und sind bei automatischen Regleranwendungen von Vorteil.

Systemmedien
Die Materialverträglichkeit aller Komponenten des Druckreglers und des Systemmediums ist wichtig für die Langlebigkeit der Komponenten und die Vermeidung von Ausfallzeiten. Obwohl Gummi- und Elastomerkomponenten einem gewissen natürlichen Verschleiß unterliegen, können bestimmte Systemmedien einen beschleunigten Verschleiß und einen vorzeitigen Ausfall des Regelventils verursachen.

Druckregelventile spielen in vielen industriellen Flüssigkeits- und Instrumentierungssystemen eine wichtige Rolle. Sie helfen, den erforderlichen Druck und Durchfluss bei Systemänderungen aufrechtzuerhalten oder zu regeln. Die Wahl des richtigen Druckreglers ist wichtig für die Sicherheit und die erwartete Leistung Ihres Systems. Die falsche Wahl kann zu Systemineffizienzen, schlechter Leistung, häufigen Fehlerbehebungen und potenziellen Sicherheitsrisiken führen.