Heißwasser- und Dampfventile
Abbildung 1: In einem Kesselraum verwendete Dampfventile
Heißwasser- und Dampfventile sind darauf ausgelegt, den hohen Temperaturen und Drücken standzuhalten, die mit Heißwasser- und Dampfanwendungen verbunden sind. Sie werden in Bereichen wie dem Antrieb von Turbinen, der chemischen Verarbeitung und der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Dieser Artikel behandelt die wichtigsten Arten von Dampfventilen, die für Gehäuse und Dichtungen verwendeten Materialien, Anwendungen und die Auswahlkriterien beim Kauf eines Ventils für Heißwasser und Dampf.
Inhaltsübersicht
- Verwendung eines Dampfventils
- Verwendete Materialien in einem Dampfventil
- Arten von Ventilen für Dampf und Heißwasser
- Auswahlkriterium
- Anwendungen
- Nachrichten über das Verbot von Roundup
- FAQs
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Verwendung eines Dampfventils
Dampf ist der gasförmige Zustand von Wasser. Dampf ist ein hervorragendes Arbeitsmedium in thermodynamischen Systemen und kann Wärme in thermischen Anwendungen transportieren, nachdem er seine Aufgabe als Leitmedium erfüllt hat. Lesen Sie unseren Artikel über Dampfschläuche, um mehr über die Entstehung und die verschiedenen Arten von Dampf zu erfahren.
In industriellen Prozessen wird Dampf in der Regel bei niedrigeren Temperaturen und Drücken verwendet. In einem Kraftwerk muss die Dampfleitung daher in irgendeiner Form geregelt werden, um die Temperatur und den Druck des Einlassstroms für die Prozessanwendung zu reduzieren. Dampfventile regeln das Druckniveau und die Durchflussmenge von Dampf und erhitztem Wasser.
In industriellen Prozessen wird häufig Dampf mit niedrigem Druck verwendet. Dampf hat eine höhere latente Wärme bei niedrigerem Druck, was die Energieeffizienz erhöht. Da die Temperatur und der Druck des Dampfes miteinander zusammenhängen, wird die Temperatur auch durch die Regelung des Dampfdrucks gesteuert.
Verwendete Materialien in einem Dampfventil
Die für das Gehäuse und die Dichtung eines Ventils verwendeten Werkstoffe sollten mit dem durch das Ventil fließenden Medium verträglich sein; andernfalls verschlechtert sich das Ventilmaterial mit der Zeit. Metallische Werkstoffe wie Gusseisen, legierter Stahl, Bronze, Kupfer, Stahl, rostfreier Stahl und Messing werden für das Dampfventilgehäuse und die internen Komponenten wie Kugel und Scheibe verwendet. Materialien auf Kautschukbasis wie EPDM, NBR und FKM und Materialien auf Kunststoffbasis wie PTFE und PA werden für die Dichtung, die Packung und die Abdichtung des Dampfventils verwendet.
Arten von Ventilen für Dampf und Heißwasser
Die Betriebstemperatur und der Betriebsdruck spielen eine wichtige Rolle bei der Auswahl von Ventilteilen für die jeweilige Anwendung. Dampfventile werden manuell oder automatisch betätigt und hängen von einem der folgenden Mechanismen ab:
- Manuelle Geräte werden durch eine handbetriebene Kurbel oder ein Rad bedient.
- Elektrische Geräte arbeiten mit elektrischen Antrieben wie Magneten.
- Ein pneumatisches Ventil wird durch einen Pneumatikzylinder betätigt, der das Ventil öffnet und schließt.
Die verschiedenen Ventiltypen können entweder eine lineare oder eine rotierende Spindelbewegung haben. Drehventile werden auch als Vierteldrehventile bezeichnet, und diese Ventile erfordern eine Drehbewegung zum Öffnen und Schließen. Lineare Ventile haben einen gleitenden Stiel, der ein Element in die offene oder geschlossene Position schiebt. Außerdem kann ein Dampfventil entweder ein Zweiwege- oder ein Dreiwegeventil sein. Ventile mit zwei Anschlüssen drosseln den Dampfdurchfluss, während Ventile mit drei Anschlüssen den durch sie strömenden Dampf hinzufügen oder umleiten können.
Dampf-Kugelhähne
Ein Kugelhahn ist ein mit einer Vierteldrehung betätigter Hahn, der zu 100 % geöffnet oder zu 100 % geschlossen werden kann und dazu dient, Dampf in einer Leitung vollständig abzusperren. Dampfkugelhähne werden in der Regel mit einem elektrischen Antrieb gesteuert. Diese Ventile können beschädigt werden, wenn sie zur Regelung des Durchflusses teilweise geöffnet werden; sie eignen sich daher besser für die EIN/AUS-Regelung und können nicht zur Erzeugung eines Druckabfalls im Dampf verwendet werden.
Elektrische Kugelhähne sind langsam. Dies kann ein Nachteil sein, aber die langsame Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit verringert das Risiko von Wasserschlägen. Ein Wasserschlag tritt auf, wenn eine Flüssigkeit oder ein Gas einen schnellen Stopp oder eine Richtungsänderung erfährt. Dadurch können das Ventil und andere Komponenten im Stromkreis beschädigt werden.
Kugelhähne sind für staubige, trockene Flüssigkeiten und Schlämme geeignet, können aber nicht mit abrasiven, faserigen Materialien verwendet werden, die die Oberfläche dieser Ventile beschädigen könnten.
Abbildung 2: Kugelhahn
Dampfabsperrklappen
Absperrklappen sind einfache und vielseitige Ventile mit Vierteldrehung, die eine schnelle Bedienung gewährleisten. Das Ventil bietet ein minimales Hindernis für den Dampf, wenn er aerodynamisch durch die Scheibe strömt, was zu einem minimalen Druckabfall im Ventil führt.
Der Hauptvorteil einer Absperrklappe besteht darin, dass sie leicht betätigt werden kann. Die Armatur kann ohne großen Verschleiß und ohne hohes Drehmoment betätigt werden. Absperrklappen sind ebenfalls kompakt, ähneln einer Metallscheibe und sind daher leicht zu installieren. Es gibt keine Hohlräume für die Ablagerung von Feststoffpartikeln innerhalb des Ventilkörpers, so dass diese Ventile für Flüssigkeiten mit Schwebstoffen und Schlämmen verwendet werden können. Lesen Sie unseren Artikel über den Vergleich zwischen Absperrklappen und Kugelhähnen, um mehr über die Vor- und Nachteile der beiden Armaturen zu erfahren.
Abbildung 3: Drosselklappe
Dampfabsperrschieber
Ein Schieber ist ein Schiebeventil, bei dem ein Metallschieber nach unten gleitet, um das Ventil zu schließen. Schieber (auch Plattenschieber genannt) werden idealerweise als EIN-AUS-Ventil und im Allgemeinen in der Stromleitung zur Absperrung von Dampf verwendet. Das Ventil kann durch die bei teilweiser Öffnung auftretenden Vibrationen schnell verschleißen. Schieber können bequem mit Metall-Metall-Dichtungen arbeiten und werden in der Regel in Hochdruck-Dampfversorgungsleitungen mit überhitzten Temperaturen wie in den Leitungen der petrochemischen Industrie eingesetzt. Diese Ventile haben einen vollen Durchgang (ungehinderter Durchfluss beim Öffnen des Ventils) und bieten dem Dampfstrom wenig Widerstand. Diese Ventile sind billig und leicht zu reparieren, werden aber in großen Größen angeboten.
Abbildung 4: Absperrschieber
Dampfdurchgangsventile
Ein Durchgangsventil ist ein Ventil mit linearer Bewegung, das sowohl für Auf-Zu- als auch für Drosselanwendungen verwendet wird. Ein Durchgangsventil kann effektiv gedrosselt und zur Einstellung des Dampfdurchsatzes verwendet werden. Ein Durchgangsventil besteht aus einem verschraubten Ventil in einem kugelförmigen Gehäuse. Diese Ventile werden üblicherweise in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Widerstand gegen den Dampfdurchfluss keine Rolle spielt. Diese Ventile sind im Vergleich zu Schieberventilen kleiner und können effizienter gedrosselt werden als Schieberventile. Unzureichende Sauberkeit ist der größte Nachteil eines Durchgangsventils.
Abbildung 5: Durchgangsventil
Dampf-Magnetventile
Ein Magnetventil wird elektrisch gesteuert und kann entweder linear oder rotierend ausgeführt sein. Das Ventil besteht aus einem Magneten, einer elektrischen Spule mit einem beweglichen ferromagnetischen Kern (Stößel) in der Mitte. In der Ruhestellung verschließt der Kolben eine kleine Öffnung. Ein elektrischer Strom durch die Spule erzeugt ein Magnetfeld. Das Magnetfeld übt eine nach oben gerichtete Kraft auf den Kolben aus und öffnet die Öffnung. Dies ist das Grundprinzip, das zum Öffnen und Schließen von Magnetventilen verwendet wird. Magnetventile sind schnell. Normalerweise sind sie geschlossen, d. h. sie öffnen sich, wenn sie unter Spannung stehen. Diese Ventile müssen mit Strom versorgt werden, um in der betätigten Stellung zu bleiben, und sie sind kostspielig.
Abbildung 6: Magnetventil
Rückschlagventile für Dampf
Ein Rückschlagventil lässt den Durchfluss von Flüssigkeiten nur in eine Richtung zu. Sie haben zwei Anschlüsse, einen für die Medieneingabe und einen für die Medienausgabe. Diese Ventile werden auch als Rückschlagventile oder Einwegventile bezeichnet und werden üblicherweise verwendet, um den Rückfluss in ein System zu verhindern. Lesen Sie unseren Artikel über Rückschlagventile, um mehr über den Aufbau, die Typen, die Funktionsweise und die Anwendungen von Rückschlagventilen zu erfahren.
Abbildung 7: Rückschlagventil
Druckablassventile für Dampf
Ein Druckablassventil dient zur Regelung des Drucks in einem bestimmten System, um zu verhindern, dass sich der Druck im System aufbaut und Schäden an den umliegenden Geräten verursacht. Übersteigt der Systemdruck den Sollwert des Ventils, öffnet sich das Ventil und entlässt den Überdruck in die Atmosphäre oder leitet ihn an eine andere Stelle ab. Diese Ventile werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen das Druckniveau kritisch ist, z. B. in der petrochemischen Industrie, in der Öl- und Gasindustrie und bei der Dampferzeugung.
Abbildung 8: Druckablassventil
Auswahlkriterium
- Bei der Auswahl eines Ventils ist es wichtig, alle relevanten Parameter des zu betrachtenden Systems zu erfassen. Einige wichtige Schritte sind zu beachten:
- Betrachten Sie die Kreislauffunktion des Ventils. Prüfen Sie, ob das Ventil im Ein/Aus-Zustand oder im modulierenden Zustand arbeitet. In unserem Artikel über proportional gesteuerte Ventile finden Sie weitere Informationen.
- Beachten Sie die Reaktionszeit des Ventils und die Betriebsfrequenz. Prüfen Sie, ob das Ventil für längere Zeit geöffnet oder geschlossen sein muss. Berücksichtigen Sie auch die Zeit, die das Ventil zum Öffnen oder Schließen benötigt.
- Die gewünschte Durchflussmenge (Kv-Wert). Verwenden Sie unseren Kv-Rechner, um die Größe eines Ventils zu ermitteln.
- Bestimmen Sie den maximalen Druck und die Druckdifferenz. Beachten Sie, dass indirekt betätigte Magnetventile eine permanente Druckdifferenz benötigen, um ordnungsgemäß zu funktionieren.
- Bestimmen Sie die Temperatur der Flüssigkeit und der Umgebung. Für das Gehäuse werden entweder Messing- oder Edelstahlmaterialien verwendet. Für die Dichtung kann entweder EPDM oder PTFE verwendet werden. Die Hersteller entscheiden sich häufig für ein Gehäuse aus Edelstahl und eine PTFE-Dichtung, um die Haltbarkeit zu erhöhen, Rost zu verhindern und die Langlebigkeit zu verbessern.
- Die meisten Ventile sind entweder für 12 oder 24 V spezifiziert, um mit einer Batterie betrieben zu werden.
Anwendungen
Dampfventile werden in großem Umfang für Prozesssteuerungsanwendungen eingesetzt. Ein Regelventil für Dampf reduziert den Druck des eintretenden Dampfes und regelt so die Dampftemperatur. Dampfventile werden im Allgemeinen für Kühlspeisewassersysteme und Wasser, Abwasseraufbereitung, Lebensmittel- und Pharmaindustrie, Brennstoffhandhabung und Brandschutz verwendet.
Nachrichten über das Verbot von Roundup
Die Länder der Europäischen Union haben begonnen, Glyphosat, den Hauptbestandteil von Monsantos Roundup (das derzeit von Bayer übernommen wird), außerhalb der Landwirtschaft zu verbieten; einige Länder haben dies bereits getan, andere werden es in Kürze tun. Ein besonders betroffener Wirtschaftszweig ist der öffentliche Gartenbau, der sich nicht mehr auf Roundup zur Unkrautbekämpfung verlassen kann. Ein adäquater Ersatz ist die Verwendung von heißem Wasser und Dampf zur sicheren Pflege des Gartens und der Rasenflächen.
Am 20. März 2015 hat die Internationale Agentur für Krebsforschung Glyphosat als wahrscheinlich krebserregend für den Menschen eingestuft. Dies löste in der EU zahlreiche Gespräche in den einzelnen Ländern aus. Die EU hat über ein Verbot der Substanz für die landwirtschaftliche und private Verwendung diskutiert, aber am 27. November 2017 wurde die Verwendung bis zum 15. Dezember 2022 verlängert. Viele Länder innerhalb der EU (u. a. die Niederlande und Belgien) und die USA haben die Verwendung außerhalb der kommerziellen Landwirtschaft verboten. Österreich ist das erste Land in der EU, das Glyphosat im Jahr 2019 verbietet, und Deutschland hat beschlossen, schrittweise vorzugehen und bis 2023 vollständig auf Glyphosat zu verzichten. Dies zwang private Anwender und öffentliche Einrichtungen, die sich auf Roundup verließen, eine neue sichere und wirksame Lösung zu finden.
Ersatzlösung für das Verbot von Roundup
Aufgrund dieses Verbots haben sich viele Unternehmen für Heißwasser und Dampf entschieden, da diese Mittel billig, sicher und wirksam sind und eine langfristige Lösung für die Unkrautbekämpfung darstellen. Es tötet das Unkraut wirksam ab, indem es die Umhüllung wegschmilzt und die Zellstruktur der Pflanze stark beschädigt, so dass die Pflanzen keine Feuchtigkeit mehr speichern können, was zur Austrocknung führt. Je nach Wassertemperatur kann die Pflanze innerhalb weniger Minuten bis Tage absterben. In manchen Fällen können zusätzliche Behandlungen erforderlich sein. Denken Sie daran, dass das heiße Wasser und der Dampf auch gute Pflanzen abtöten, so dass es mit Vorsicht verwendet werden muss.
FAQs
Kann man Kugelhähne für Dampf verwenden?
Ja. Vergewissern Sie sich, dass Sie das richtige Gehäuse und Dichtungsmaterial haben, um der Dampfanwendung standzuhalten.
Welche Art von Ventil wird bei Dampf verwendet?
Für Dampfanwendungen werden häufig Magnetventile und Kugelhähne verwendet. Es hängt jedoch von der Anwendung ab, und die Art des Materials ist entscheidend.