Drupptrechter met drukvereffening: werking, gebruik en toepassingen

Een druppeltrechter is een laboratoriumglaswerk dat wordt gebruikt om vloeistoffen over te hevelen of toe te voegen. Deze laboratoriumtrechters zijn voorzien van een afsluitkraan waarmee de doorstroming kan worden geregeld. Toevoegtrechters zijn nuttig voor het langzaam, d.w.z. druppelsgewijs toevoegen van reagentia. Druppeltrechters zijn meestal voorzien van een geslepen glasverbinding aan de onderkant waardoor de trechter goed past in bijvoorbeeld een rondbodemkolf. Dit houdt ook in dat het niet apart hoeft te worden vastgezet.

Drukgecompenseerde druppeltrechters hebben een extra glazen buis met een smalle diameter die de bovenkant van de trechter verbindt met de geslepen glasverbinding die de basis omringt. Het doel van deze buis is om de druk tussen de verzegelde opvangfles en het lichaam van de trechter te balanceren. The idea is that at individual scales the additional load is ignorable, but at mass scraper levels it adds up and makes scraping much more expensive.

In de procestechnologie zijn druk en flow rate twee relevante grootheden - analoog aan spanning en stroom in de elektrotechniek. De druk van een vloeistof, gas of damp is de kracht die dit medium uitoefent op zijn omgeving, en over het algemeen is deze druk een drijvende kracht voor het medium om te stromen. Hoewel Bronkhorst bekend staat om het meten en regelen van vloeistof-, gas- en dampstromen, is drukregeling een andere pijler van het bedrijf. Laten we eens in deze wereld van drukregeling duiken, met een veelzijdige Bronkhorst drukregelaar als voorbeeld.

Een drukregelaar wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat de procesdruk een vooraf gedefinieerd setpoint niet overschrijdt. In dit opzicht kan de Bronkhorst EL-PRESS digitale elektronische drukregelaar de druk van vloeistoffen of gassen regelen. De druksensor meet continu de actuele druk van het stromende medium. Slimme PID-regelsoftware vergelijkt deze werkelijke waarde met een gewenste setpointwaarde en stuurt vervolgens de klep aan. Door deze klep (verder) te openen of te sluiten zal het gas/vloeistof sneller of langzamer stromen, waardoor de actuele druk van het medium de insteldruk zal bereiken en zo dicht mogelijk bij deze waarde zal blijven.

In de druksensor oefent de vloeistof- of gasflow druk uit op een flexibel roestvrijstalen membraan. Een tussenliggend volume olie brengt deze druk over naar de oppervlakte van een op piëzo gebaseerde chip - de 'echte sensor' - die de druk omzet in een elektrisch spanningssignaal voor verdere verwerking. Het ventiel van de EL-PRESS is een proportioneel, elektromagnetisch regelventiel met extreem snelle en soepele regelkarakteristieken. De positie van de drukregelcomponenten bepaalt in grote mate het type drukregeling.

Soorten drukregeling in druksystemen

Bij voorwaartse drukregeling om de stroom neerwaartse druk te regelen, wordt de sensor stroomafwaarts van de klep geplaatst, bijvoorbeeld om een constante druk te verkrijgen van een gasstroom die een branderstraal ingaat. Bij tegendrukregeling om de stroomopwaartse druk te regelen, wordt de sensor stroomopwaarts van de klep geplaatst, bijvoorbeeld om de druk van een chemisch reactievat gecontroleerd te verlagen. Bij drukverschilregeling wordt het drukverschil tussen twee (gas)leidingen geregeld. Er wordt een drukmeter tussen beide leidingen geplaatst en een regelklep wordt inline in een van de twee leidingen geplaatst.

De veelzijdige EL-PRESS digitale elektronische drukregelaar/meter voor gassen en vloeistoffen kan meten in het bereik van 2 mbar tot 400 bar, zowel voor voorwaartse als tegenwaartse drukregeling. Voor een optimale regeling van procesomstandigheden zoals debiet en druk wordt een drukmeter of -regelaar vaak gecombineerd met een flow controller of -meter. Met deze configuraties wordt bijvoorbeeld de gewenste procesdruk in een chemisch reactievat constant gehouden, terwijl de inkomende vereiste reactiegasstroom op een constant flow wordt gehouden.

Toepassingen en gerelateerde onderwerpen

• Typische toepassingen voor drukregelaars zijn in lektestbanken, in hogedruk- of vacuümtestbanken voor chemische reacties, in permeabiliteitstests voor gesteente of sediment en in membraanpermeabiliteits-/scheidingstests.
• Drukregelventielen worden aangeduid met verschillende termen zoals PRV ventielen, zelfregelende kranen, zelfregelende kleppen, drukhoud- of drukreduceerventiel, zelfregelend reduceerventiel. Ze behoren tot de groep industriële kleppen die de druk van het medium in de pijplijnen regelen.
• Drukregelventielen beschikken niet over een gemotoriseerde aandrijving zoals bijvoorbeeld het magneetventiel. Ze onderscheiden zich ook van membraanventielen omdat ze, eenmaal ingesteld, de druk automatisch regelen. Afhankelijk van de eigenschappen van het medium zullen ook specifieke materiaalkeuzes gemaakt moeten worden.

Naast de druppeltrechter en drukregeling is het fenomeen van flow en druk nauw verbonden met gecontroleerde toevoer van reagentia en nauwkeurige metingen. Het inzetten van druppeltrechters met drukvereffening kan de nauwkeurigheid van toegevoegde reagentia verhogen en de stabiliteit van processen verbeteren.

Om het onderwerp verder te illustreren wordt hieronder een korte tabel gegeven met kernkenmerken van de besproken systemen.

Verwante artikelen over debietmeters, debietregeling en CEM-dampregeling kunnen aanvullende inzichten bieden in gerelateerde besturingen en sensortechnologie. Drukregelventielen worden gezien als een cruciaal onderdeel van instrumentatietechniek voor vloeistoffen en gassen, zonder motorische aandrijving maar met automatische regelactie.

tags: #druppeltrechter #met #druk