Verständnis von Kugel- und Membranventilen

Globe-Ventil vs. Membranventil

Globe-Ventile (links) und Membranventile (rechts) werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt.

Abbildung 1: Globe-Ventile (links) und Membranventile (rechts) werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt.

Globe-Ventile und Membranventile sind wesentliche Komponenten zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses in verschiedenen industriellen Anwendungen. Trotz ihrer unterschiedlichen Konstruktionen und Betriebsmechanismen können sie manchmal ähnliche Zwecke erfüllen. Das Verständnis der grundlegenden Funktionen und Arbeitsweisen jedes Ventiltyps ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Ventils für eine spezifische Anwendung.

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Globe-Ventile

Globe-Ventile werden ausgewählt, weil sie eine ausgezeichnete Präzision und Kontrolle bieten. Die Hauptkomponenten eines Globe-Ventils umfassen eine bewegliche Scheibe (oder Stopfen) und einen stationären Ringventilsitz in einem im Allgemeinen kugelförmigen Gehäuse. Die Scheibe bewegt sich senkrecht zum Sitz und erzeugt eine variable Öffnung, die den Durchfluss durch das Ventil steuert. Wenn der Griff oder der Aktuator gedreht wird, bewegt sich die Scheibe näher oder weiter vom Sitz weg und passt entsprechend die Durchflussrate an. Diese Konstruktion ermöglicht eine präzise Durchflussregelung, wodurch Globe-Ventile ideal für Drosselanwendungen sind, bei denen der Durchfluss regelmäßig angepasst werden muss. Typische Anwendungen von Globe-Ventilen sind:

  • Wasserflussregelung
  • Dampfservice
  • Kühlsysteme
  • Kraftstoffölsysteme
  • Benzin- und Schmierölsysteme
  • Chemikalienzufuhr
  • Kondensatorluftabsaugung
  • Kesselentlüftung und -abläufe
Offenes Globe-Ventil (links) und geschlossenes Globe-Ventil (rechts): Stiel (A), Gehäuse (B), Stopfen oder Scheibe (C) und Ventilgehäuse (D).

Abbildung 2: Offenes Globe-Ventil (links) und geschlossenes Globe-Ventil (rechts): Stiel (A), Gehäuse (B), Stopfen oder Scheibe (C) und Ventilgehäuse (D).

Membranventile

Membranventile werden aufgrund ihrer ausgezeichneten Dichtungs- und Kompatibilitätseigenschaften ausgewählt. Diese Ventile steuern den Durchfluss, indem sie eine flexible Membran auf und ab bewegen, um den Durchflussweg zu öffnen oder zu schließen. Der Ventilkörper enthält typischerweise eine Wehr oder Sattel, auf dem die Membran sitzt. Wenn das Ventil geschlossen ist, drückt die Membran gegen die Wehr, dichtet das Ventil ab und stoppt den Durchfluss. Beim Öffnen des Ventils hebt sich die Membran, wodurch Flüssigkeit passieren kann. Diese Konstruktion bietet eine effektive Abdichtung und isoliert die Flüssigkeit von den mechanischen Teilen des Ventils, wodurch Membranventile für Anwendungen mit korrosiven Flüssigkeiten oder Schlämmen geeignet sind. Das Material der Membran kann je nach den Eigenschaften der Flüssigkeit ausgewählt werden, um die Kompatibilität des Ventils mit verschiedenen Medien zu verbessern. Typische Anwendungen von Membranventilen sind:

  • Wasseraufbereitung
  • Chemische Verarbeitung
  • Lebensmittel- und Getränkeindustrie
  • Pharmazeutische Herstellung
  • Bergbauoperationen
  • Papier- und Zellstoffindustrie
  • Biotechnologische Anwendungen
Membranventil mit Komponenten: Griff (A), Stiel (B), Kompressor (C), Membran (D), Gehäuse (E) und Ventilgehäuse (F).

Abbildung 3: Membranventil mit Komponenten: Griff (A), Stiel (B), Kompressor (C), Membran (D), Gehäuse (E) und Ventilgehäuse (F).

Auswahl zwischen einem Membranventil und einem Globe-Ventil

  • Medienkompatibilität
    • Membranventil: Geeignet für den Umgang mit korrosiven Flüssigkeiten, Schlämmen und viskosen Materialien. Das Membranmaterial (z. B. EPDM, PTFE, NBR) muss mit den Medien kompatibel sein, um eine Degradation zu verhindern.
    • Globe-Ventil: Am besten für Gase und Flüssigkeiten, einschließlich Dampf. Die Auswahl des Materials für das Ventilgehäuse und die Dichtungen (z. B. Edelstahl, Bronze, PTFE) ist entscheidend für die Medienkompatibilität.
  • Temperaturbewertungen
    • Membranventil: In der Regel für Temperaturen zwischen -60°C bis 200°C (-76°F bis 392°F) bewertet, abhängig vom Membranmaterial. PTFE-Membranen können höhere Temperaturen bewältigen, während EPDM-Membranen für Anwendungen bei niedrigeren Temperaturen geeignet sind.
    • Globe-Ventil: Allgemein für Temperaturen von -196°C (-320°F) bis 600°C (1112°F) bewertet, was sie für Hochtemperaturanwendungen geeignet macht. Die genaue Bewertung hängt von den Materialien des Gehäuses und der Auskleidung ab.
  • Druckbewertungen
    • Membranventil: In der Regel für niedrige Druckanwendungen geeignet, typischerweise bis zu 16 bar (232 psi). Die flexible Membran begrenzt die Fähigkeit des Ventils, mit hohen Drücken umzugehen.
    • Globe-Ventil: Kann höhere Druckabfälle bewältigen, mit Bewertungen von bis zu 400 bar (5800 psi). Der Aufbau ermöglicht eine bessere Kontrolle unter Bedingungen mit hohem Druck.
  • Flusssteuerung und -regulierung
    • Membranventil: Bietet ausgezeichnete Ein-/Aus- und Drosselungsfähigkeiten, insbesondere für Anwendungen mit korrosiven oder partikelbeladenen Flüssigkeiten. Sie bieten jedoch möglicherweise nicht so präzise Kontrolle wie Globe-Ventile.
    • Globe-Ventil: Hervorragend geeignet für präzise Flusssteuerung und -regulierung, dank der linearen Bewegung des Ventilstiels und der Form des Ventilsitzes und der Scheibe.
  • Wartung und Haltbarkeit
    • Membranventil: Die Membran dient sowohl als Dichtung als auch als bewegliches Teil, was die Leckwege minimiert, aber aufgrund von Verschleiß im Laufe der Zeit ersetzt werden muss.
    • Globe-Ventil: Enthält mehr mechanische Teile (z. B. Stiel, Scheibe, Sitz), die abgenutzt werden können, aber im Allgemeinen einfach zu reparieren oder zu ersetzen sind. Sie neigen dazu, in Anwendungen mit hoher Zyklusdauer eine längere Lebensdauer zu haben. Erfahren Sie mehr in unserem Artikel zur Wartung von Globe-Ventilen.
  • Kostenüberlegungen
    • Membranventil: In der Regel anfangs weniger teuer, aber die Kosten für den Ersatz von Membranen über den Lebenszyklus des Ventils können sich summieren.
    • Globe-Ventil: Kann anfangs höhere Kosten haben, aber aufgrund ihrer Haltbarkeit und Reparaturfähigkeit langfristig kosteneffektiver sein.
  • Anwendungsspezifika
    • Membranventil: Ideal für Anwendungen, die sterile oder saubere Betriebsabläufe erfordern, wie in der pharmazeutischen oder Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
    • Globe-Ventil: Bevorzugt für Anwendungen, die präzise Flusssteuerung erfordern, wie in HVAC-Systemen, Dampfverteilung und Prozessindustrien.

FAQs

Was ist der Hauptunterschied zwischen einem Globe-Ventil und einem Membranventil?

Der Hauptunterschied liegt in ihrer Funktionsweise; Globe-Ventile verwenden eine Scheibe, um den Fluss zu stoppen, während Membranventile eine flexible Membran verwenden.

Wie funktioniert ein Globe-Ventil?

Ein Globe-Ventil steuert den Durchfluss, indem es eine Scheibe in oder weg vom Sitz bewegt und die Größe des Durchflusswegs anpasst.

Welche Teile hat ein Membranventil?

Zu den Teilen gehören das Gehäuse, die Abdeckung, die Membran, der Stiel und das Handrad oder der Aktuator.

Wann sollte ich ein Membranventil anstelle eines Globe-Ventils verwenden?

Verwenden Sie ein Membranventil für Anwendungen, die eine dichte Abschaltung erfordern, den Umgang mit korrosiven Flüssigkeiten oder wenn Kontamination ein Anliegen ist.

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