KELLER-druksensoren aan het werk bij Pressure Controls Solutions

Hoe moeilijker, hoe beter

Druksensoren en transmitters zijn er in alle soorten en maten. Het Zwitserse KELLER levert het neusje van de zalm. Om te laten zien waar dergelijke precisiecomponenten een groot verschil maken, brengt Europoort Kringen klanten van het bedrijf voor het voetlicht. Pressure Control Solutions in Veenendaal is zo een klant, waarbij precisie de basis is.

Als je in je werkzaamheden een oplossing tegenkomt waarvan je razend enthousiast wordt, dan is het moeilijk om daar niet iets mee te willen. Zo ondervond ook Armand Bergsma van Pressure Control Solutions in Veenendaal. Zijn kennismaking met Equilibar vormde uiteindelijk zelfs de basis voor een eigen bedrijf. Bij zijn toenmalige werkgever, waar hij dagelijks bezig was met het realiseren van flow- en drukregelingen, maakte hij kennis met het Amerikaanse Equilibar LLC, producent van innovatieve regelkleppen. “Kijk, dit is een modeldoorsnede”, vertelt Bergsma als hij zijn verhaal doet over het ontstaan van zijn bedrijf. Zijn kennismaking met Equilibar was daarvoor de directe aanleiding. “Ik was destijds klaar voor een nieuwe uitdaging en het ondernemerschap lonkte. Over het bedrijf en de producten van Equilibar was ik zo enthousiast dat ik er graag mee aan de slag wilde.” We schrijven 2016 en Pressure Control Solutions was een feit.

Back pressure

De Equilibar regelklep is een back pressure regelaar met een enorm toepassingsgebied. “Om precies te zijn is het een multiple-orifice diaphragm-sealed dome-loaded back pressure regelaar.” Een hele mond vol, dus om het nader te verklaren pakt hij het model dat op tafel ligt en wijst op de kleine gaatjes die met een seal worden afgedicht door een op het diaphragm – oftewel membraam – aangebrachte druk. “Hoe nauwkeuriger je die tegendruk of referentiedruk kunt regelen, hoe nauwkeuriger je de druk in een proces dat zich upstream van de regelaar bevindt, kunt regelen. Omdat het membraam meerdere gaatjes afdicht, kan er medium ontsnappen via een deel van één gaatje – als de flow heel laag is – of via alle gaatjes tegelijk. Hierdoor is de rangeability enorm. Met een normale industriële regelaar kun je typisch 1:40 regelen, met deze 1:1.000.000!”

Armand Bergsma

En dat precisie-instrument bleek de basis te worden van een bedrijf dat zich volledig toelegt op innovatieve instrumenten voor procescontrole. Hoe gecompliceerder het proces, hoe liever – zo proef je aan alles. Bergsma verzamelde een team om zich heen dat, net als hij zelf, blij wordt van bijzondere oplossingen. “De producten van Equilibar zijn ontwikkeld in North Carolina en zijn heel veelzijdig. Ze zijn standaard leverbaar in uitvoeringen van RVS316 maar ook chemisch resistente legeringen zoals Hastelloy, Monel, Zirconium, Inconel en kunststoffen als PTFE, PEEK enzovoorts. Ze zijn inzetbaar vanaf enkele microbar tot 1380 bar. In de meeste gevallen kun je bovendien met één enkele klep zowel vloeistoffen als gassen regelen.”

De regelingen die Pressure Control Solutions levert, zijn een niche in de markt. Maar in de niche kun je echt een verschil maken met een compleet en nauwkeurig programma. Daarom ging Bergsma op zoek naar een oplossing om met een zo klein mogelijk dood volume de hoogste reproduceerbaarheid te realiseren. “Die oplossing was niet te koop en hebben we zelf ontwikkeld”, lacht hij breeduit. “Dat product is onze ERC-serie – ERC staat voor ‘electronic reference pressure control’. Door met een regelende klep te balanceren tegen een klein lekje, variërend van 10 mμ tot 100 mμ, kunnen we maximaal stabiel en reproduceerbaar regelen.” Het succes van de ERC smaakte naar meer, en is uitgegroeid tot een uitgebreid programma met net zo uitgebreide toepassingen.

Waterstof

Een belangrijk maar complex toepassingsgebied voor nauwkeurige drukregeling is waterstofproductie via elektrolyse. “Er is nu een enorme vraag naar regeloplossingen voor de productie van groene waterstof. Om een compressiestap van het gegenereerde waterstof te voorkomen, vindt de productie van H2 bij steeds hogere drukken plaats. De regelaars van Equilibar zijn bij uitstek geschikt als back pressure regelaar, vanwege het grote dynamische bereik, de chemische inertie, de hoge werktemperatuur en het feit dat ze zowel met vloeistoffen als met gassen kunnen omgaan. Eén back pressure regelaar regelt de waterstofstroom en een andere regelt de zuurstofstroom. Bij een zeer laag debiet wordt slechts een klein deel van het membraan boven één opening opgetild om de druk los te laten. Bij een zeer hoog debiet wordt het hele membraan boven alle openingen opgetild. Dit is essentieel voor een elektrolysetoepassing: bij het opstarten en uitschakelen is het debiet hoog bij extreem lage druk, terwijl bij ‘normaal’ bedrijf de druk hoog is en het debiet relatief laag. Met als resultaat een zeer breed stromingsbereik, met een bereikbaarheid van 1.000:1 of zelfs groter.”

“De uitdaging bij elektrolyse zit hem in het feit dat, ongeacht de statische druk in het systeem, het drukverschil tussen de waterstofzijde en de zuurstof slechts enkele tientallen millibar mag zijn om schade aan het hart van de electrolyser te voorkomen. In de praktijk betekent dit dat het drukverschil < 0,1 procent moet zijn van de statische druk, wat goed mogelijk blijkt met de delta-P sensoren van KELLER”, vertelt Bergsma.

Glovebox

Bergsma lacht als hij vertelt over de uitdagingen die hij met zijn team graag aangaat. “We zoeken graag de grenzen van de mogelijkheden op. Onze klanten zijn precies die bedrijven waar ze op die grenzen werken, zoals universiteiten, R&D’s van grote bedrijven, Shell research en high-end machinebouwers zoals ASML.” Er passeren nog andere toepassingen de revue, bijvoorbeeld een koekjesfabriek waar grijpers op een robot grillig gevormde chocolate-chipkoekjes met vacuüm oppakken, waar nu veel minder uitval en stilstand is dan voorheen. En het precisietoedienen van pesticiden, waarbij 95 procent besparing werd behaald met toepassing van de Equilibar-regelaar. Maar ook terugwinning van inkt bij een industriële printer of wat dacht je van back pressure voor de productie van superkritisch water dat wordt gebruikt om methaan te winnen uit mest. “Met de veelzijdigheid van de Equilibar regelaars en de brede expertise van PCS kunnen we een boek vullen, dus benader ons team gerust als je meer wilt weten”, zegt Bergsma.

Waarom KELLER

Op de vraag hoe Bergsma tot de keuze voor KELLER-sensoren is gekomen, antwoordt hij: “Ik kende KELLER al en koos bij de ontwikkeling van de eigen regelaars voor standaardsensoren van KELLER. We hebben voor de ontwikkeling van onze eigen producten diverse OEM-sensoren van verschillende leveranciers vergeleken. Daarbij hebben we de specs vergeleken op snelheid en ruis. Tja, dan blijkt dat KELLER eigenlijk als enige de specs heel behoudend opstelt. De sensoren zijn sneller en de ruis is minder dan wordt opgegeven. Wij willen een state-of-the-art product in de markt zetten, dus willen we de beste sensoren gebruiken. Ze hebben een heel erg klein dood volume, dat is een voordeel. Als we voor een re-design gaan, willen we samen met KELLER proberen om een optimale OEM-sensor te ontwikkelen. We krijgen veel informatie uit de sensor, waaronder de kalibratiegegevens. Die kunnen we remote inzien, dat geeft ons veel mogelijkheden voor de toekomst. En het is fijn om alles bij één leverancier in te kopen, dus we gebruiken zoveel mogelijk hetzelfde merk. De lijnen zijn kort en de levertijden goed, en bovendien bleek de inkoopprijs zeer competitief.”

Spannende tijden

“In september komt onze nieuwste troef op de markt: De EQ-DA Series, een elektronische drukregelaar waarmee we zonder noemenswaardig verbruik van referentiegas als het ware het diaphragm van een Equilibar dome-loaded control-valve kunnen besturen Deze EQ-DA Series biedt bovendien de mogelijkheid om een willekeurige procesparameter te regelen, als die kan worden beïnvloed met de doorstroming van een medium! Het is een volledig nieuwe oplossing, voor een niche, maar wel iets compleet nieuws, dat er nog niet was. Met meer mogelijkheden dan je maar kan bedenken!” Ook bij deze productreeks zullen de nauwkeurige druksensoren van KELLER een belangrijke rol spelen. De kans is dus niet denkbeeldig dat Bergsma over een tijdje in Europoort Kringen vertelt hoe de zaken ervoor staan.