Zelfwerkende reduceertoestellen zijn appendages die, zonder hulp energie, het erdoorheen stromende medium (stoom, perslucht, water, enz.) een zodanig drukverlies kunnen geven dat de secundaire druk lager wordt. Men gebruikt reduceertoestellen vaak om het achterliggende deel van de installatie te beschermen tegen een te hoge druk. De volgende procesgegevens zijn van belang bij het bepalen van een reduceertoestel:

• medium
• temperatuur
• capaciteit (*)
• inlaatdruk
• gereduceerde druk
(*) gassen zijn samendrukbaar, daarom is het belangrijk om bij de capaciteit aan te geven welke druk er heerst.

Achtergrond
Een drukverschil brengt stroming van een medium teweeg en de snelheid is afhankelijk van dit drukverschil (dp). Een hogere snelheid ontstaat door een groter drukverschil en een groter drukverlies is het gevolg van een hogere snelheid.

Het verband tussen drukverschil (verlies) en snelheid kan worden aangegeven met dp = v². Doordat de snelheid in deze relatie in het kwadraat voorkomt, is het duidelijk dat een kleine vergroting van de snelheid een grote invloed heeft op het drukverlies.

Als door een leiding een medium stroomt, is de doorstroomhoeveelheid (Q) afhankelijk van snelheid (v) en oppervlakte (A) van de pijpdoorsnede:
Q(m ) = A(m ) x v(m/s)

Indien dezelfde hoeveelheid ook door een kleinere doorlaatopening stroomt, betekent dit dat daar ter plaatse de snelheid hoger zal worden. In een reduceertoestel wordt de doorstroomsnelheid kleiner of groter gemaakt, door de klepopening meer of minder te sluiten.

Voor gassen, waaronder stoom, kan de snelheid niet onbeperkt worden verhoogd. Er is een bovengrens waarbij de snelheid niet verder toeneemt. Deze snelheid wordt kritische snelheid genoemd en treedt op bij de zogenaamde kritische drukval
(p2 = 0.58 x p1). Een verdere daling van de gereduceerde druk p2 kan alleen worden gerealiseerd door vergroting van de leiding na het reduceertoestel. Bij gassen is het gebruikelijk dat de leidingdiameter achter het reduceertoestel groter is dan aan de voorzijde.

De zelfwerkende reduceertoestellen kunnen opgesplitst worden in twee uitvoeringen, namelijk:
1) direct werkende
2) indirect werkende

1) Direct werkende uitvoering
Dit is veelal een eenvoudig reduceertoestel waarbij de veerdruk direct zorgt voor de gewenste gereduceerde druk.

2) Indirect werkende uitvoering
Dit is een reduceertoestel waarbij de veerdruk eerst een servoklep bediend. De servoklep bedient vervolgens de hoofdklep waardoor de gewenste gereduceerde druk bereikt zal worden.

Filter
Het verdient de aanbeveling voor elk reduceertoestel een filter in te bouwen. Dit filter zal het reduceertoestel beschermen tegen meegevoerd leidingvuil, zoals roestschilfers, laskorrels en walshuid van de leiding. Het in sommige reduceertoestellen reeds ingebouwde zeefelement dient dan als extra bescherming.

Afsluiter
Het verdient aanbeveling om voor en na een reduceertoestel een afsluiter te monteren. In voorkomende gevallen kan het reduceertoestel zonder al te veel problemen vervangen en/ of gereviseerd worden. Door middel van een By-pass afsluiter kan in bijzondere gevallen doorgewerkt worden.

Manometer
Om reduceertoestellen in te kunnen stellen en te controleren op een goede werking is het raadzaam om voor en na elk reduceertoestel een manometer te plaatsen. Door middel van de manometers kan de daadwerkelijk heersende druk afgelezen worden.

Veiligheid
Omdat reduceertoestellen aan slijtage onderhevig zijn, is het raadzaam om achter elk reduceertoestel een veiligheid te monteren. Deze veiligheid zal het achterliggende systeem beveiligen tegen een te hoge druk. In sommige gevallen (bijv. in een stoominstallatie) is de montage van een veiligheid zelfs verplicht, als de apparatuur na de reduceer de voordruk niet kan of mag verdragen.

Capaciteitsgrafiek

Berekeningsvoorbeeld voor lucht
Verlangd wordt een reduceertoestel voor perslucht van 8 naar 2 bar met een capaciteit van 30 m3 standaard volume (volume bij 0 °C en 101,325 kPa).
De 30 m3 standaard volume dienen eerst omgerekend te worden in m3 bij de gereduceerde druk (in bar abs).
In dit geval is dit dus 30/(2 + 1) = 10 m3/uur.
Vanuit 10 m3/uur op de horizontale as ontstaat voor perslucht bovenin de grafiek een snijpunt met de lijn voor DN 1/2", bij een snelheid van 15,7 m/sec.

Berekeningsvoorbeeld voor water
Verlangd wordt een reduceertoestel voor water met een capaciteit van 10 m3/uur.
Van 10 m3/uur op de horizontale as naar boven en vanuit 1,5 m/sec. op de verticale as wordt een snijpunt gevonden. Dit resulteert in de keuze van een reduceertoestel met DN 50 aansluiting.

Toepassingsindex

Een stoominstallatie:
Hieronder ziet u een mogelijke opstelling voor een reduceertoestel in een stoominstallatie. Bij het ontwerpen van de zogenaamde reduceerstraat dient u de volgende punten in acht te nemen:

• Een stoomleiding dient aangelegd te worden op een afschot van 3 – 5 mm per meter. Econosto adviseert om de 25 - 30 meter te ontwateren door middel van een ontwateringset.
• Econosto adviseert om aftakking van de hoofdstoomleiding uit de bovenzijde van de leiding te nemen.
• Voor reduceertoestellen en regelkleppen adviseert Econosto een waterafscheider en een filter te plaatsen. Door deze extra bescherming zal de levensduur van een reduceertoestel of regelklep langer zijn.
• Volgens stoomwezen moet achter elk reduceertoestel (in een stoominstallatie) een veerveiligheid gemonteerd worden. De bepaling van de maat van de veerveiligheid staat beschreven in de Stoomwet.
• Geef bij bestelling van de veerveiligheid een afsteldruk op. De afsteldruk dient altijd hoger te zijn dan de normale werkdruk. Zie ook de sectie veiligheden.
• Econosto adviseert condenspotten in een stoominstallatie te controleren d.m.v. het "Spiratec" systeem.

Opmerking

• Naast de hierboven genoemde figuurnummers kunnen ook andere figuurnummers voor andere materialen toegepast worden.