9.2.1 Beispiel: Druckminderer

9.2.1 Beispiel Druckminderer

Beim Druckregler wird die Rollmembran des Antriebes direkt - oder unter Umständen über Ausgleichsgefäße - mit dem Mediumdruck beaufschlagt. Dadurch entsteht proportional zur Membranfläche AM die Kraft , der sowohl die Kraft einer Feder als auch die strömungsbedingte Kegelkraft entgegenwirkt (Bild 4).

Kraft an der Membran:

entsteht aufgrund des Druckunterschiedes , der an der Kegeloberfläche vor- und nachdruckseitig ansteht:

Kraft am Kegel:

Die Feder erzeugt proportional zum Federweg x Rückstellkräfte und ermöglicht durch eine Vorspannung die Einstellung des Sollwertes bzw. Arbeitspunktes.

Federkraft:

Ausgehend vom Gleichgewichtszustand in Bild 4 führt jede Druckänderung zu einer Veränderung der Kräftebilanz und damit zu Hubverstellungen. Dies läßt anhand des Regelzyklus im Bild 5 anschaulich darstellen:

Bild 4: Kräftebilanz beim Druckminderer

Regelsyklus:

- Im Gleichgewichtszustand des Arbeitspunktes kompensiert die Membrankraft die Federkraft und die am Kegel angreifende Kraft .

- Mit steigendem Verbrauch erhöht sich der Druckabfall über dem Ventil, so daß der Nachdruck sinkt.

- Gegen den kleiner werdenden Membrandruck drückt die Feder das Ventil soweit auf, bis sich bei weiter geöffnetem Ventil wiederum ein Kräftegleichgewicht
einstellt.

- In der neuen Ventilstellung (Bild 5, Zustand 4) ist die Federkraft und auch der zu regelnde Druck geringer. Es verbleibt eine Regelabweichung,
deren Betrag vom Proportionalbeiwert des Reglers abhängt.

Bild 5: Regelsyklus beim RoH-Druckminderer