Automatisering van dome loaded back pressure controllers

Automatisering van dome loaded back pressure controllers

Armand Bergsma
Cover Image

Dome loaded back pressure controllers worden vaak ingezet in processen waar een constante druk in een (chemische) reactor wenselijk is. Om dit proces te automatiseren, is een elektronische drukregelaar een goede optie.

“Voor onze Equilibar dome loaded back pressure controllers maken wij gebruik van de nieuwste Bronkhorst elektronische drukregelaar waarbij nu 2 regelkleppen aangestuurd kunnen worden.” Aldus Armand Bergsma, eigenaar van Pressure Control Solutions in Veenendaal (NL).

Dome loaded back pressure controllers

"Hoe werkt zo’n dome loaded back pressure controller? De druk in het proces wordt ingesteld door de gewenste druk met een 1 op 1 ratio aan de referentiezijde van de regelaar aan te brengen. Deze referentiedruk kan met een handreduceer worden aangebracht. In geval van procesautomatisering kan gebruik worden gemaakt van elektronische drukregelaars.”

“Tot voor kort maakten wij gebruik van elektronische regelaars met één enkel regelventiel, waarmee ze op druk worden gebracht. Om deze druk te verminderen kan een kunstmatig lek worden gecreëerd. Dit werkt in de praktijk uitstekend, maar het nadeel van deze oplossing is dat er een continu verbruik van inert (hoge druk) gas nodig is.”

“Bij lage druk toepassingen, waarbij gebruik wordt gemaakt van een persluchtnetwerk, of bij hogedruktoepassingen, waarbij de klant beschikt over een centraal hogedruknetwerk, is dit doorgaans geen probleem. Het kan lastig worden wanneer deze faciliteiten niet aanwezig zijn.”

Equilibar dome loaded controller combined with Process Pressure Controller in application Applicatie met dome loaded controller gecombineerd met de Process Pressure Controller – bron: Zeton, NL

“Is een centraal hogedruknetwerk niet aanwezig, dan kan men werken met gas uit cilinders. Deze cilinders zijn verkrijgbaar in 200 of soms 300 bar uitvoering. De reactoren waarmee katalysatoren worden getest werken doorgaans op een druk van 150 tot 180 bar. Bij het gebruik van een 200 bar stikstof cilinder, zou er theoretisch maar 50 tot resp. 20 bar verbruikt mogen worden om de maximale procesdruk te kunnen handhaven. Om lange tijd te kunnen werken dient de consumptie van dome gas op een andere wijze beperkt te worden.”

(Industrial) Process Pressure Controller

new EL-PRESS process pressure controller nieuwe EL-PRESS process pressure controller

“Samen met Bronkhorst Nederland heb ik gezocht naar een oplossing om het verbruik van het dome gas te reduceren. We combineren onze dome loaded back pressure controller nu met de nieuwe Bronkhorst elektronische drukregelaar, de EL-PRESS Process Pressure Controller. Doordat deze drukregelaar een geïntegreerde PID controller heeft, kunnen we nu 2 regelkleppen aansturen, waardoor het verbruik van het dome gas sterk verminderd is.

Bij deze drukregelaar wordt het regelventiel geopend, dat upstream van de druksensor is geplaatst. Het ventiel dat downstream is geplaatst blijft dicht, hierdoor loopt de referentiedruk op. Het gasverbruik tijdens het opbouwen van de druk is verwaarloosbaar klein. Het regelventiel dat downstream van de druksensor zit, wordt alleen geopend als de druk verlaagd wordt. Het upstream ventiel blijft dan uiteraard gesloten. Door de juiste klepkeuze (grootte orifice) en PID- instellingen kan zo een gewenste regeling verkregen worden die, al naar gelang het soort applicatie, snel of langzaam de dome op druk brengt en/of van druk aflaat.”

Drukhoudregeling met 2 regelkleppen voor dome loaded pressure controllers

De Bronkhorst Process Pressure Controller (PPC) biedt naast een laag verbruik aan dome gas een uitstekende stabiliteit. Doordat gewerkt wordt met schone zuivere gassen kunnen processen, die gebruik maken van een combinatie met een dome loaded pressure controller en PPC, de druk beter dan 0,1% stabiel regelen.

“De proceszijde van de dome loaded pressure controller krijgt de vaak agressieve reactanten en bijproducten bij hoge temperatuur te verwerken. Om deze reden kan de Equilibar worden uitgevoerd uit chemisch inerte materialen, zoals SS316, Hastelloy, Zirkonium en Monel. Het multiple-orifice ontwerp is in staat om zowel gassen, vloeistoffen en zelfs twee fasen stromen te regelen.”

Flow-oplossingen worden steeds compacter

Flow-oplossingen worden steeds compacter

James Walton
Cover Image

In het dagelijks leven is steeds meer sprake van miniaturisatie. Kijk bijvoorbeeld eens naar het feit dat een groeiend aantal mensen steeds vaker kiest voor een ‘tiny house’; een huisje met een oppervlak van max. 40 vierkante meter. Maar ook in de industrie kunnen we eigenlijk niet meer om miniaturisatie heen. Massflowmeters en drukregelaars met een minimale footprint passen dus ook perfect in deze trend.

Kleinere footprint

Met mijn ervaring in de biowetenschappelijke en de analytische industrie sta ik positief tegenover de steeds toenemende vraag naar snellere en kleinere instrumenten. De kosten van laboratoria blijven stijgen en daarom wordt het steeds belangrijker dat er economisch met kostbare ruimte wordt omgegaan. Een logisch gevolg is dat de vraag naar kleinere instrumenten, die minder ruimte innemen, groter en groter wordt.

Een van de factoren achter dit proces was het NeSSI-systeeminitiatief (New Sampling/Sensor Initiative), dat wordt gesteund door Centre for Process Analysis and Control. Het doel was het indammen van de kosten van het aanleggen, installeren en onderhouden van analysesystemen voor chemische processen. In het NeSSI-systeem gold voor massflowmeters en drukregelaars een standaard footprintvan 1,5 inch.

Footprint van massflowmeters en drukregelaars

De standaard van 1,5 inch is ideaal voor een groot aantal toepassingen en eindgebruikers, zelfs voor een aantal Life Science OEM’ers die meer dan voldoende ruimte in hun systemen hebben. Hoewel, mocht je je systeem willen herontwerpen en implementeren met nieuwe technologieën, kijk dan eerst eens naar hoe de bestaande technologie is geplaatst en breid dat desnoods uit. Meestal helpt dat bij het nog verder minimaliseren van de footprint van bestaande componenten.

Het miniaturiseren van een bekende, werkende technologie brengt uitdagingen met zich mee. In dit geval worden het ontwerp en de functie bepaald door de fysieke kenmerken van het meetprincipe en de sensor die daar bij hoort. Om dit te veranderen moet er gekeken worden naar alternatieve meettechnieken waarmee het uiteindelijke doel van de industrie wordt bereikt: dezelfde functionaliteit en hetzelfde signaal, maar in minder ruimte.

Massflowmeters en drukregelaars voor minimale voetafdruk

In samenwerking met TNO, de Nederlandse organisatie voor toegepast wetenschappelijk onderzoek, hebben wij een nieuwe serie massflowmeters en drukregelaars ontworpen op basis van MEMS-technologie. Hierdoor kunnen we oplossingen bieden van 0,75 inch, een twee keer zo kleine footprint, evenals ultra-compacte massflowregelaars.

In ons blog op de Bronkhorst UK website, lees je meer over miniaturisatie dankzij MEMS-chiptechnologie.

Dit levert het voor onze klanten op:

• compacte assemblage met efficiënt gebruik van ruimte

• analoge of digitale communicatie

• eenvoudig toegankelijke stapelbare modules met aansluitingen aan de zijkant

• pre-testing ’Plug and Play’ verdeelstukassemblages, waardoor de klant minder hoeft te testen

IQ-FLOW, op chipsensor gebaseerde drukregelaar voor gassen

Om de bruikbaarheid van het nieuwe instrument te behouden, moet het dezelfde functionaliteit hebben. Naast een sensor op een chip, is ook een kleiner regelventiel nodig, evenals filteropties en een kleinere pneumatische klep. Om nóg meer ruimte en montagetijd te besparen, vroegen klanten om een downported versie.

Om optimaal gebruik te maken van ruimtebesparing door die nieuwe technologie, is als laatste toevoeging een manifold systeem ontwikkeld. De klant kan daarin zelf het aantal flowkanalen bepalen, zodat het perfect past binnen de ruimtebeperkingen die zij hebben met betrekking tot hun instrument.

IQ-verdeelstukoplossing

Het is eigenlijk een terugkerend thema in onze blogs en er wordt steeds weer naar verwezen: onze oplossingsgerichte aanpak. We komen niet met standaard producten waarbij onze klanten concessies moeten doen. We leveren klantspecifieke en op maat gemaakte oplossingen. De eis van de klant is onze drijfveer om te blijven innoveren. Voldoet een standaardoplossing voor het meten of regelen van druk niet? Laat het ons weten en daag ons vooral uit. Wij zijn experts in low flow fluidics handling technology.

Bekijk onze op chipsensor gebaseerde massflowmeter/-regelaar of de drukregelaars met MEMS-technologie.

De trend om dingen steeds compacter te maken komt op veel plaatsen tot uiting, zoals te lezen is in ons blog over klantspecifieke flow systemen.