Unterschiede zwischen manuellen Stopfenventilen, Klappenventilen und Kolbenventilen

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Dieser Beitrag wurde zuletzt am 16.10.2015 um 08:26 von einem Mitarbeiter der Raffinerie bearbeitet. Unterschiede zwischen manuellen Stoppventilen, Klappen und Kolbenventilen – Li Shaopeng, Technikabteilung, Hangzhou Watt Energy Saving Engineering Co., Ltd. Da Stoppventile häufig dazu verwendet werden, den Fluss eines Fluids in einen bestimmten Bereich zu unterbinden, sind sie in Flüssigkeitssystemen von großer Bedeutung. Aber manchmal wird es auch zur manuellen Steuerung des Flussverlaufs von Fluiden verwendet. Stoppventile können in allen Situationen eingesetzt werden, in denen eine Steuerung des Öffnens/Schließens erforderlich ist: Zur Änderung der Fließrichtung des Prozessmediums ； Fluide werden abgeschnitten, um: Wartung der Anlagen zu ermöglichen ； Ausrüstung demontieren ； Schalten Sie das Gerät aus. Stoppventile in den verschiedensten Formen und Designs können den Anforderungen unterschiedlicher Anwendungsgebiete und Arbeitsbedingungen gerecht werden. Je nach Art der Bewegung des Schließelements lassen sich Ventile in zwei Kategorien einteilen: Ventile mit linearer Bewegung – bei diesen bewegt sich das Schließelement entlang einer Geraden. Zu dieser Kategorie gehören Klappen, Kugelventile, Membranventile sowie Drosselventile. Diese Ventile werden in diesem Abschnitt näher erläutert. Drehräderventile – Der Schließmechanismus bewegt sich um eine Achse, die senkrecht zur Fließrichtung des Fluids steht. Klappen- und Kugelventile sind die beiden wichtigsten Arten von Drehräderventilen in Dampfsystemen. Linearbewegungsventile haben ihren Ursprung in den Toren, die früher zur Steuerung des Wasserflusses in Kanälen verwendet wurden. Seitdem wurden viele verschiedene Arten von Ventilen entwickelt, die zur Steuerung des Fluidflusses eingesetzt werden können. Obwohl Linearbewegungsventile dadurch gekennzeichnet sind, dass der Schließmechanismus sich in einer geraden Linie bewegt, kann die Fließrichtung des Fluids senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schließmechanismus sein – wie bei Schottventilen – oder auch in derselben Richtung, wie bei Kugelventilen. Die Hauptmerkmal der linearen Bewegungsventile ist, dass die Schließklappe am Ventilstab eine enge Abdichtung gewährleistet. Stromventile werden weit verbreitet in Systemen für Trinkwasser eingesetzt und sind nahezu die am häufigsten verwendeten Ventile. In den letzten Jahren ist jedoch ihre Verwendung in der Industrie allmählich zurückgegangen. Doch Ventile werden weiterhin dort eingesetzt, wo die Eigenschaften des Fluidflusses ungestört bleiben müssen. Da sich die Schiebetür nach dem Öffnen der Ventilklappe vollständig in den Ventilkopf zurückziehen lässt, ist der Druck minimal. Daher eignet sich das Ventil besonders gut für Anwendungen, bei denen eine Trennung oder Abschaltung erforderlich ist. Eine Schiebetürventil besteht aus 4 Hauptkomponenten: dem Ventilkörper, der Ventilhaube (Deckel), der Schiebetür und dem Ventilstab. Die Schütze gleiten zwischen den Ventilböden hin und her; das Ventil hebt sich in Richtung senkrecht zur Fließrichtung des Fluids an, bis es vollständig geöffnet ist. Wenn die Schütze vollständig in den Ventilkopf zurückgezogen wird, wird ein möglichst geringer Druckabfall durch das Ventil gewährleistet. Je nach Design der Ventilklappe und der Ventilsitzfläche lassen sie sich in verschiedene Arten einteilen: Es gibt massive Keilventile, deren Form keilförmig ist. Der Ventilsitz befindet sich am Ventilkörper, der Ventilstab ist mit der keilförmigen Klappe verbunden. Durch mechanische Verbindungen kann das Ventil geschlossen werden. Aufgrund des Winkels des Keils ist es nicht notwendig, große Kraft auf das Handrad auszuüben, um das Ventil zu schließen. Manchmal kann der Ventilsockel mit PTFE ausgelegt werden, um die Dichtigkeit beim Schließen zu verbessern. Obwohl es verschiedene Arten von elastischen Kegelventilen gibt, werden in den meisten Fällen zwei elastische Ventilplatten verwendet – ähnlich wie zwei Räder an einem sehr kurzen Achsenstück. Die Elastizität dieser Ventilplatten sorgt dafür, dass das Ventil in einem weiten Temperatur- und Druckbereich noch fester schließt. Die am häufigsten in Dampfsystemen eingesetzte elastische Kegelventilart ist das Parallelverschiebungsventil. Das Ventil besteht aus zwei Ventilscheiben, die unter dem Einfluss von Federn eng an den Ventilsockel gedrückt werden. Der Druck des Fluids im Oberstrombereich wirkt auf das obere Ventilrad und sorgt dafür, dass es sich vom Ventilsitz löst. Diese Kraft wird auf das untere Ventilrad übertragen, wodurch dieses fest gegen den Ventilsitz gedrückt wird und somit eine dichte Abschließung erreicht wird. Da die Schotts eine gute Elastizität aufweisen und sich bei Temperaturänderungen ausdehnen bzw. zusammenziehen können, eignen sie sich hervorragend für Dampfsysteme. Kugelventile gehören zu den wichtigsten Arten von Ventilen mit linearer Bewegung. Sie werden häufiger und in breiterem Umfang eingesetzt als Schiebetürenventile. Es gibt viele verschiedene Bauformen, wodurch sie für die meisten Anwendungsfälle geeignet sind. Die Fließrichtung des Fluids entspricht der Bewegungsrichtung der Schließvorrichtung. Das bedeutet, dass die Eingangs- und Ausgangsöffnungen der Ventile horizontal zueinander liegen. Das Fluid muss hier seine Richtung ändern, bevor es weiterfließen kann. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, dass sie schneller zu bedienen ist als Ventile mit Stiftschließung, da der Abstand zwischen dem kugelförmigen Ventilstift und dem Sitz sehr gering ist. Dies ist ein großer Vorteil, wenn das Ventil häufig geöffnet und geschlossen werden muss. Der Nachteil ist jedoch, dass der Flüssigkeitsstrom an der Stelle des Ventilstifts seine Richtung ändern muss. Dadurch erhöht sich der Widerstand im Fluss, es entstehen Turbulenzen, wodurch der Druckabfall der Flüssigkeit höher ausfällt als bei Ventilen mit Stiftschließung. Kugelventile bieten eine bessere Dichtigkeit als Klappeventile, was bedeutet, dass sie bei höheren Temperaturen und Drücken eingesetzt werden können, beispielsweise in Dampfsystemen oder in Systemen mit gefährlichen oder teuren Flüssigkeiten. Obwohl Kugelventile teurer sind als Klappventile, sind sie sicherer und es kommt zu geringeren Flüssigkeitsverlusten. Durch den Druck des Fluids im Oberstrom, der auf die Ventilklappe wirkt und die Kraft auf den Ventilstab überträgt, wird das Schließen des Ventils erschwert. Dadurch ist die maximale Durchmessergröße der Kugelventile auf DN250 begrenzt. In geschlossenen Systemen mit hohem Druckunterschied kann ein Ausgleichsdiskus verwendet werden, um den Widerstand zu verringern. Dadurch kann der Nenndurchmesser der Ventile bis zu 500 mm betragen. Der Ausgleichsdiskus beinhaltet außerdem eine Vorsteuerventil, die als Leitventil fungiert. Wenn das Hauptventil geöffnet wird, öffnet sich zunächst das Vorsteuerventil, wodurch die Flüssigkeit mit einer bestimmten Geschwindigkeit fließen kann. Dadurch wird der Druckunterschied verringert, und das Hauptventil kann leichter geöffnet werden. Um das Schließen des Ventils zu erleichtern, sollte das Ventil mit Ausgleichsdiskus umgedreht werden, damit der Druck im Oberstrom auf die Oberseite des Ventils wirken kann. Der größte Nachteil von Kolbenventilen – Ventilen mit linearer Bewegung – ist, dass sie anfällig für Verunreinigungen sind und leicht zu Verschleiß neigen. Deshalb ist eine regelmäßige Wartung notwendig. Obwohl die Ventilansätze theoretisch ersetzt werden können, erfordert das in der Regel Zeit und Kosten. Um dieses Problem zu lösen, wurde eine Kolbenventil entwickelt. Die Kolbenventile unterscheiden sich von den herkömmlichen Kugelventilen dadurch, dass der traditionelle Ventilsockel sowie der kegelförmige Ventilkern durch einen Kolben sowie einen Kolbenzylinder ersetzt werden. Der Kolben ist mit dem Ventilstab sowie dem Handrad verbunden. Im Kolbenzylinder befinden sich oben und unten jeweils zwei Dichtungsringe. Der Kolben bewegt sich durch diese Ringe hindurch. Die oberen Dichtungsringe erfüllen dieselbe Funktion wie die traditionellen Abdichtungsmaterialien, während die unteren Ringe die gleiche Funktion wie der Ventilsockel haben. Zudem ist die Dichtfläche zwischen dem Kolben und den Dichtungsringen sehr groß, was eine bessere Abdichtung gewährleistet. Die Kolbenventile eignen sich aus Konstruktionsgründen nicht für die Drosselung – sie müssen entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sein. Wenn die Ventilklappe vollständig geöffnet ist, berührt nur die Unterseite des Kolbens das Fluid, während die gesamte zylindrische Oberfläche eng mit dem Dichtring in Berührung steht. Das bedeutet, dass die Dichtflächen (die Seitenflächen des Kolbens) nicht vom Fluid angegriffen werden. Während der Wartung können alle Innenteile leicht demontiert werden. Durch das Entfernen des Ventildeckels kann der Kolben herausgezogen werden. Die Dichtungen sowie der Kolbenzylinder können mit einem Entnahmewerkzeug entfernt werden. Einfache Bedienung – es ist nicht notwendig, die Ventile von den Rohren zu entfernen. Im Allgemeinen muss der Kolben nicht ausgetauscht werden. Wenn die Ventile nicht häufig geöffnet und geschlossen werden, können auch die Dichtungen über einen langen Zeitraum verwendet werden. Die Membranventile gehören zur dritten Hauptkategorie der Ventile mit linearem Bewegungsablauf. Dabei drückt der Ventilstängel die Membran nach unten, wodurch der Fluss des Fluids blockiert wird. Je nach geometrischer Form des Ventilkörpers gibt es zwei verschiedene Arten von Membranventilen. — Die Dammartige Absperrung wird zusammen mit dem Ventilkörper gegossen; beim Schließen sitzt eine Membran auf der Absperrung und verhindert so den Fluss des Fluids. — Die Gleichstrom-Durchflussöffnung durchquert quer den Ventilkörper; bei geschlossenem Zustand blockiert die Membran in Form eines Keils den Flüssigkeitsfluss. Der größte Vorteil der Membranventile ist, dass die Membran einen direkten Kontakt zwischen den beweglichen Teilen des Ventils und dem Fluid verhindert. Dadurch können sie in Flüssigkeiten mit korrosiver Wirkung sowie in Flüssigkeiten, die Feststoffpartikel enthalten, eingesetzt werden. Zudem kann, da der Ventildeckel nicht mit dem Fluid in Berührung kommt, aus günstigen Materialien wie Gusseisen hergestellt werden – was die Gesamtkosten senkt. Durch die Entwicklung neuer Membranmaterialien können sie für die meisten Flüssigkeiten eingesetzt werden. Allerdings sollte die Temperatur in der Regel auf 175 °C begrenzt werden, wenn sie für Prozessflüssigkeiten verwendet wird. Bei Ventilen für lineare Bewegungen gibt es verschiedene Anordnungen der Ventilstange: Hebende/nicht-hebende Ventilstangen. Wenn die Ventilstange hebbar ist, bewegt sie sich bei geöffnetem Ventil senkrecht nach oben. Im Gegensatz zu einem nicht hebenden Ventilstängel, der sich nur dreht und nicht hebt. Der Hebegrad des Ventilstabs gibt an, in welchem Grad das Ventil geöffnet ist, und spiegelt zugleich den Durchfluss durch dieses Ventil wider. Doch um den Ventilstängel anheben zu können, ist mehr Platz auf dem Ventildeckel erforderlich, um den Platzbedarf des Stängels im vollständig geöffneten Zustand zu decken. Stangen ohne Hebelmechanismus werden empfohlen für Ventile mit Dichtung aus Packstoff, um die Abnutzung des Packstoffs zu verringern. Innere/Außene Ventilstangenbohrungen – Bei Ventilstangen mit Außenbohrungen befindet sich die Antriebsbohrung außerhalb des Ventilkörpers und kommt nicht in Berührung mit dem Prozessfluid. Da die Bohrungen anfällig für Korrosion sind, werden Außenbohrungen häufig bei Fluiden verwendet, die korrosiv oder aggressiv sind. Wenn die Temperatur stark schwankt, eignet sich auch ein Ventilstab mit Außengewinde, denn wenn das Gewinde im Ventilkörper befindet, kann die Ausdehnung und Zusammenziehung des Ventilstabs dazu führen, dass das Gewinde blockiert wird. Um zu verhindern, dass das Prozessmedium entlang des Ventilstabs ausläuft, muss es eine Barriere zwischen dem Fluid und der Umwelt geben. Es gibt zwei Arten von Abdichtungen für den Ventilstab: Dichtungen mit Schraubensatz sowie Dichtungen mit Membranen. Das Dichtmaterial besteht aus polymeren Materialien, wie zum Beispiel PTFE. Es wird fest zwischen Stab und Deckel der Ventilklappe eingebracht, um ein Austreten des Prozessmediums zu verhindern. An der Dichtungsventil mit Membran wird eine ausziehbare Metallmembran verwendet. Ein Ende der Membran ist mit dem Ventilstab verbunden, während das andere Ende fest gegen die Ventilabdeckung gedrückt wird. Dadurch wird ein Austritt des Fluids verhindert. Der Membranring dehnt sich bei der Auf- und Abbewegung des Ventilstabs aus und zieht sich zusammen. Die Abdichtung durch den Membranring ist sehr effektiv – es kommt zu keinerlei Leckagen. Am Biegemembran befindet sich ein Verhindernsmechanismus gegen Drehbewegungen, der verhindert, dass die Biegemembran zusammen mit dem Ventilstab gedreht wird. Dieser Mechanismus ist äußerst wichtig – andernfalls würde eine ständige Drehung der Biegemembran zu deren Versagen und somit zu Leckagen führen. Obwohl sie günstiger sind als Ventile mit Dämpfungsschläuchen, bieten Ventile mit Dichtstoffen in der Verschlussebene keine so gute Abdichtung wie solche mit Dämpfungsschläuchen. Wenn Ventile mit Dichtstoffen über einen gewissen Zeitraum nicht verwendet werden, verhärten sich die Dichtstoffe, wodurch beim nächsten Gebrauch des Ventils Lecks auftreten können. Bei Ventilen mit Dämpfungsschläuchen tritt dieses Problem nicht auf. Zudem müssen bei Ventilen mit Dichtstoffen regelmäßig die Dichtstoffe ausgetauscht werden, während Ventile mit Dämpfungsschläuchen in der Regel bis zu 100.000 Öffnungs- und Schließvorgängen ohne Wartung auskommen.