Auswahl eines Schrägsitzventils

Die Auswahl des richtigen Schrägsitzventils ist entscheidend für eine effiziente Flüssigkeitssteuerung in verschiedenen industriellen Anwendungen. Bekannt für ihr Y-förmiges Design, zeichnen sich diese Ventile durch eine hohe Durchflussrate aus und minimieren Verstopfungen, was sie für den Umgang mit viskosen Flüssigkeiten geeignet macht. Sie heben sich durch ihre Fähigkeit hervor, hohen Druck auszuhalten und bieten eine schnelle Betätigung, was sowohl für Ein/Aus- als auch für Steuerungsaufgaben wesentlich ist. Dieser Artikel untersucht die Schlüsselauswahlparameter bei der Auswahl eines Schrägsitzventils für eine Anwendung.

Inhaltsverzeichnis

• Betätigungsart
• Betriebsart
• Anschlussart
• Anschlussgröße
• Material
• Maximaler Druckunterschied
• Temperatur
• Durchflussrate (Kv-Wert)
• Zulassungen

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1) Betätigungsart

1.A) Pneumatische Betätigung

Die pneumatische Betätigung verwendet Druckluft, um den Kolben zu bewegen und die Dichtung zum oder vom Ventilsitz zu verschieben. Einige Überlegungen sind:

• Verfügbarkeit von Druckluft: Ideal für Umgebungen, in denen Druckluft leicht verfügbar ist.
• Geschwindigkeit der Betätigung: Pneumatische Aktuatoren bieten schnelle Reaktionszeiten, was sie für Anwendungen geeignet macht, die eine schnelle Betätigung erfordern.
• Sicherheit und Explosionsrisiko: Bevorzugt in gefährlichen Umgebungen, da sie keine Funken erzeugen.
• Kraft- und Drehmomentanforderungen: Fähig, erhebliche Kraft zu erzeugen, was sie für größere Ventile oder Anwendungen mit höherem Druck geeignet macht.

1.B) Manuelle Betätigung

Die manuelle Betätigung erfolgt durch die Verwendung eines Handrads, Hebels oder Getriebes, um das Ventil manuell zu öffnen oder zu schließen. Einige Überlegungen sind:

• Einfachheit und Kosten: Ideal für einfache, kostengünstige Anwendungen, bei denen eine automatisierte Steuerung nicht notwendig ist.
• Zugänglichkeit: Geeignet für Installationen, bei denen das Ventil leicht von einem Bediener erreicht werden kann.
• Kein Bedarf an Stromversorgung: Benötigt keinen Strom oder Druckluft, was es für abgelegene oder netzunabhängige Anwendungen geeignet macht.
• Begrenzt durch menschliche Anstrengung: Nicht geeignet für große Ventile oder Anwendungen mit hohem Druck, die übermäßige manuelle Kraft erfordern würden. Wählen Sie ein Ventil mit ergonomischen Knopfoptionen für eine einfache Bedienung.

1.C) Elektrische Betätigung

Die elektrische Betätigung verwendet einen Elektromotor, um den Aktuator anzutreiben und das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Elektrische Aktuatoren können ferngesteuert und in automatisierte Steuerungssysteme integriert werden. Einige Überlegungen sind:

• Präzision und Kontrolle: Bietet präzise Kontrolle über die Ventilposition, geeignet für Anwendungen, die eine genaue Durchflussregelung erfordern.
• Fernbedienung: Ideal für Situationen, in denen eine Fern- oder automatisierte Steuerung benötigt wird.
• Stromverfügbarkeit: Erfordert Zugang zu einer elektrischen Stromquelle, was in einigen Umgebungen eine Einschränkung sein kann.
• Kosten und Wartung: Allgemein höhere Anfangskosten und Wartungsanforderungen im Vergleich zu manuellen Aktuatoren, bieten jedoch erhebliche Vorteile in Bezug auf Automatisierung und Steuerungsfähigkeiten.

Lesen Sie unseren Überblicksartikel zu Schrägsitzventilen für weitere Details zur Funktionsweise und den verschiedenen Typen von Schrägsitzventilen.

2) Betriebsart

Die Auswahl der richtigen Betriebsart eines Schrägsitzventils - normal geschlossen (NC), normal offen (NO) oder doppeltwirkend - hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Durch Federmechanismen verbessert, können diese Ventile zusätzliche Zuverlässigkeit bei der Aufrechterhaltung ihrer Standardzustände bieten.

2.A) Normal geschlossen (NC) und normal offen (NO)

Ein NC-Ventil öffnet bei Betätigung und bleibt im Standardzustand geschlossen. Diese Kategorie umfasst oft federbetätigte Schließventile (NC), die einen Federmechanismus nutzen, um sicherzustellen, dass das Ventil automatisch in eine geschlossene Position zurückkehrt, wenn es nicht betätigt wird, was eine zusätzliche Sicherheits- und Zuverlässigkeitsebene hinzufügt.

Ein NO-Ventil ist in seinem Standardzustand offen und ermöglicht den Durchfluss; es schließt bei Betätigung. Diese Kategorie kann auch federbetätigte Öffnungsventile (NO) umfassen, die einen Federmechanismus aufweisen, um sicherzustellen, dass das Ventil automatisch in eine offene Position zurückkehrt, wenn es nicht betätigt wird, und so einen kontinuierlichen Fluss gewährleistet.

Lesen Sie unseren Artikel über normal offene vs. normal geschlossene Ventile für weitere Details zur Funktionsweise und typischen Anwendungen beider Ventiltypen.

2.B) Doppeltwirkend

• Ein doppeltwirkendes Schrägsitzventil benötigt zwei Signale, um die Zustände zu ändern; eines zum Öffnen und ein weiteres zum Schließen. Es gibt keinen Standardzustand; das Ventil bleibt in seiner letzten Position, bis es betätigt wird. Dieser Ventiltyp ist unabhängig von Federmechanismen und verlässt sich auf präzise Steuersignale für den Betrieb.
• Ideal für Anwendungen, bei denen das Ventil in seiner letzten Position bleiben muss, während eines Strom- oder Druckausfalls und für Szenarien, die eine hohe Steuerungsgenauigkeit erfordern. Beispielsweise werden diese Ventile zur Regulierung des Flusses in einem Fermentationsprozess in der Biotechnologie verwendet, wo eine präzise Kontrolle über die Einführung und Freisetzung von Gasen entscheidend ist, um optimale Bedingungen für das mikrobielle Wachstum aufrechtzuerhalten.

3) Anschlussart

Die Anschlussart eines Schrägsitzventils bestimmt, wie es an das Rohrsystem angeschlossen wird. Gängige Typen umfassen:

• Gewinde:
  • Geeignet für kleinere Rohre und einfach zu installieren oder zu entfernen.
  • In verschiedenen Standards wie NPT (National Pipe Thread) oder BSP (British Standard Pipe) verfügbar.
  • Ideal für Anwendungen, bei denen das Ventil häufig gewartet oder ersetzt werden muss.
• Flansch: Am besten für größere Rohrdurchmesser und Hochdruckanwendungen geeignet. Flansche bieten eine robuste Dichtung und eignen sich für Systeme, bei denen das Ventil nicht häufig entfernt wird. Sie erleichtern die Ausrichtung und Montage in Rohrleitungen.
• Geschweißt:
  • Bietet die haltbarste und dichteste Verbindung.
  • Geeignet für Hochdruck-, Hochtemperaturanwendungen und wo das Ventil ein fester Bestandteil des Systems ist.
  • Häufig in kritischen oder gefährlichen Flüssigkeitsanwendungen.
• Klemme: Klemmverbindungen mit einem Schlauchanschluss gewährleisten eine sichere, dichte Verbindung, die leicht für die Reinigung demontiert werden kann, was sowohl die Hygiene als auch die betriebliche Effizienz in sanitären Anwendungen, wie in der Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaindustrie, verbessert.

4) Anschlussgröße

Die Anschlussgröße muss mit der Größe der Rohrleitung im System übereinstimmen, um einen ordnungsgemäßen Durchfluss zu gewährleisten und Lecks oder Druckabfälle zu verhindern. Sie wird typischerweise in Zoll oder Millimetern gemessen, abhängig vom verwendeten Standard:

• Bestimmen der Rohrgröße: Kennen Sie den Nenndurchmesser der Rohre im System. Dies ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Ventilgröße.
• Berücksichtigung der Durchflussanforderungen: Die Ventilgröße beeinflusst die Durchflussrate durch das System. Stellen Sie sicher, dass die Größe des Ventils für die erforderliche Durchflussrate geeignet ist, um Einschränkungen oder übermäßige Geschwindigkeit zu vermeiden.
• Systemkompatibilität: Stellen Sie sicher, dass die Anschlussgröße und -art mit den vorhandenen Rohrleitungen und Armaturen kompatibel sind. In einigen Fällen können Adapter verwendet werden, aber eine direkte Kompatibilität ist für optimale Leistung vorzuziehen.

5) Material

Die Auswahl der geeigneten Materialien für den Körper und die Dichtungen eines Schrägsitzventils ist entscheidend, um die Kompatibilität mit dem gesteuerten Medium sowie die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Ventils unter spezifischen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Lesen Sie unseren Chemikalienbeständigkeitsdiagramm für weitere Details zur Kompatibilität verschiedener Materialien mit unterschiedlichen Medien.

Materialien des Ventilkörpers

• Messing: Geeignet für Wasser, Luft und einige milde Chemikalien. Messingventile bieten eine gute Korrosionsbeständigkeit und sind eine kosteneffektive Wahl für nicht aggressive Anwendungen.
• Edelstahl: Ideal für aggressive Medien und Hochtemperaturanwendungen. Edelstahl bietet eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit, was ihn für eine breite Palette von industriellen Anwendungen geeignet macht, einschließlich Lebensmittel- und Getränkeindustrie, Pharmazie und petrochemische Prozesse.

Dichtungsmaterialien

• PTFE (Polytetrafluorethylen): Bietet eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und kann einen weiten Temperaturbereich abdecken. PTFE eignet sich für aggressive Medien und wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine hohe Reinheit erfordern.
• NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk): Gut geeignet für den allgemeinen Gebrauch mit Ölen, Wasser und einigen Hydraulikflüssigkeiten. NBR-Dichtungen sind nicht geeignet für starke Oxidationsmittel oder Lösungsmittel.
• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk): Hervorragende Beständigkeit gegen heißes Wasser, Dampf und verschiedene milde Chemikalien. EPDM wird häufig in Heizungs-, Kühlungs- und einigen milden chemischen Anwendungen verwendet.

6) Maximaler Druckunterschied

Der Druckunterschied ist der höchste Druckunterschied über das Ventil, den es während des Betriebs ohne Ausfall oder Leistungseinbußen aushalten kann. Verschiedene Faktoren beeinflussen den maximalen Druckunterschied:

• Ventilkonstruktion: Die Konstruktion und die Materialien des Ventils bestimmen seine Stärke und Fähigkeit, Druckunterschiede auszuhalten. Beispielsweise können Ventile, die mit robusten Materialien und dickeren Wänden konstruiert sind, höhere Drücke bewältigen.
• Betätigungsmethode: Pneumatische, elektrische und manuelle Betätigungsmethoden können die Fähigkeit des Ventils beeinflussen, Druckunterschiede zu bewältigen. Pneumatische Aktuatoren beispielsweise könnten durch den Luftversorgungsdruck begrenzt sein, was die Fähigkeit des Ventils beeinträchtigt, gegen hohe Differenzdrücke zu öffnen.
• Anwendungsanforderungen: Berücksichtigen Sie die Betriebsbedingungen, einschließlich des maximalen Systemdrucks, der Art des Mediums (Flüssigkeit, Gas, Dampf) und der Temperatur. Hochtemperaturanwendungen können die Druckbelastbarkeit des Ventils aufgrund von Materialstärkeänderungen bei erhöhten Temperaturen verringern.

Überprüfen Sie das Datenblatt des Schrägsitzventilherstellers oder die Herstellerspezifikationen für den maximal zulässigen Druckunterschied. Stellen Sie sicher, dass es den maximal erwarteten Druckunterschied in der Anwendung erfüllt oder leicht übertrifft.

7) Temperatur

Wählen Sie ein Schrägsitzventil mit Temperaturbewertungen, die eine Sicherheitsmarge über die erwarteten maximalen und minimalen Temperaturen in der Anwendung hinaus bieten, um einen zuverlässigen Betrieb unter allen Bedingungen zu gewährleisten.

• Materialüberlegungen: Das Material des Ventilkörpers (z.B. Messing, Edelstahl) und das Dichtungsmaterial (z.B. PTFE, EPDM) bestimmen weitgehend den Temperaturbereich, den ein Ventil bewältigen kann. Edelstahl und PTFE sind beispielsweise für Anwendungen mit höheren Temperaturen geeignet.
• Spezifische Anforderungen der Anwendung: Berücksichtigen Sie die spezifischen Anforderungen der Anwendung, einschließlich etwaiger Temperaturschwankungen und der Anwesenheit aggressiver Medien, die die Materialleistung bei verschiedenen Temperaturen beeinflussen können.

8) Durchflussrate (Kv-Wert)

Der Kv-Wert hilft bei der Berechnung, ob ein Ventil die erforderliche Durchflussrate im System ohne Verursachung eines übermäßigen Druckabfalls bewältigen kann. Die Auswahl eines Ventils mit einem angemessenen Kv-Wert stellt sicher, dass das System effizient arbeitet, mit minimalen Energieverlusten aufgrund von Reibung und Druckabfall. Betriebsbedingungen wie Temperatur, Viskosität und spezifisches Gewicht des Mediums können die tatsächliche Durchflussrate durch das Ventil beeinflussen. Passen Sie die Kv-Wert-Berechnung entsprechend an.

9) Zulassungen

Bei der Auswahl von Schrägsitzventilen für spezifische Anwendungen, insbesondere solche, die strenge Sicherheits-, Gesundheits- oder Umweltstandards beinhalten, ist es entscheidend, verschiedene Zulassungen und Zertifizierungen zu berücksichtigen.

Lebensmittel-/Trinkwasserzulassungen NSF/ANSI 61:

• NSF: Zertifizierung für Produkte, die mit Trinkwasser in Kontakt kommen, um sicherzustellen, dass sie keine Kontaminanten beitragen, die gesundheitliche Auswirkungen haben könnten.
• FDA-Konformität: Für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen müssen Ventile den FDA (Food and Drug Administration) Vorschriften bezüglich Materialien, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, entsprechen.
• ATEX: Wesentlich für Ausrüstungen, die in potenziell explosiven Atmosphären innerhalb der EU verwendet werden sollen.
• IECEx: Eine internationale Zertifizierung, die sicherstellt, dass Ausrüstungen sicher in explosiven Atmosphären verwendet werden können.

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