Durchgangsventil

Was ist ein Durchgangsventil?

Durchgangsventile, so genannt wegen ihrer äußeren Form, werden häufig in Rohrleitungen eingesetzt. Sie sind für den manuellen und automatischen Betrieb geeignet. Im Gegensatz zum Schieber kann das Durchgangsventil zur Regulierung des Durchflusses oder des Drucks sowie zur vollständigen Absperrung des Durchflusses verwendet werden. Manchmal kann es auch als Überdruckventil oder als Rückschlagventil eingesetzt werden. Im Vergleich zu einem Schieber oder einem Kugelhahn hat das Durchgangsventil in der vollständig geöffneten Stellung einen wesentlich höheren Druckverlust. Das liegt daran, dass der Flüssigkeitsstrom beim Durchströmen des Ventils seine Richtung ändert. Das L/D-Verhältnis dieses Ventiltyps liegt bei etwa 340. Durchgangsventile werden in Größen bis zu NPS 16 hergestellt. Sie werden im Allgemeinen mit einem Handrad betätigt.

Wie funktionieren Durchgangsventile?

Ein Durchgangsventil dient in erster Linie zum Stoppen, Starten und Regulieren des Durchflusses. Es besteht aus einer beweglichen Scheibe und einem feststehenden Ringsitz in einem im Allgemeinen kugelförmigen Gehäuse. Der Sitz eines Durchgangsventils befindet sich in der Mitte und parallel zur Rohrleitung, und die Öffnung im Sitz wird durch die Scheibe verschlossen. Durch Drehen des Handgriffs, von Hand oder durch einen Stellantrieb, wird der Ventilteller mit Hilfe der Ventilspindel angehoben oder abgesenkt. Wenn die Scheibe vollständig abgesenkt ist, wird der Flüssigkeitsstrom abgesperrt. Wenn die Scheibe vollständig angehoben ist, ist der Flüssigkeitsdurchfluss am größten. Wenn die Scheibe auf weniger als das maximale Niveau angehoben wird, wird der Flüssigkeitsdurchfluss im Verhältnis zum vertikalen Weg der Scheibe geregelt.

Typen von Durchgangsventilen

Es gibt drei primäre Gehäuseformen für Durchgangsventile, nämlich. T-Stück oder Z-Gehäuse, Winkel-Stück und Wye-Stück oder Y-Gehäuse.

T-Muster Durchgangsventil

Das Durchgangsventil in T-Form ist der häufigste Gehäusetyp mit einer Z-förmigen Membrane. Die horizontale Stellung des Sitzes ermöglicht es der Spindel und dem Teller, sich senkrecht zur horizontalen Linie zu bewegen. Diese Ausführung hat den niedrigsten Durchflusskoeffizienten und einen höheren Druckabfall. Sie werden bei starken Drosselungen eingesetzt, z. B. in Bypassleitungen um ein Regelventil. Durchgangsventile in T-Form können auch in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen der Druckabfall keine Rolle spielt und eine Drosselung erforderlich ist.

Durchgangsventile in Winkelausführung

Durchgangsventile in Winkelausführung sind eine Abwandlung des grundlegenden Durchgangsventils in T-Form. Die Enden dieses Durchgangsventils stehen in einem Winkel von 90 Grad, und der Flüssigkeitsstrom erfolgt mit einer einzigen 90-Grad-Drehung. Sie haben einen etwas niedrigeren Durchflusskoeffizienten als Durchgangsventile mit Winkelprofil. Sie werden in Anwendungen mit pulsierendem Durchfluss eingesetzt, da sie mit dem Slugging-Effekt dieser Art von Durchfluss umgehen können.

Durchgangsventile in Wye-Bauweise

Das Design der Durchgangsventile in Wye-Bauweise ist eine Alternative für den hohen Druckabfall, der bei Durchgangsventilen auftritt. Sitz und Spindel sind in einem Winkel von ca. 45 Grad angeordnet, was einen geraderen Strömungsweg bei voller Öffnung ermöglicht und den geringsten Widerstand für den Durchfluss bietet. Sie können über lange Zeiträume ohne starke Erosion geöffnet werden. Sie werden häufig zur Drosselung während der Saison oder beim Anfahren verwendet. In normalerweise geschlossenen Abflussleitungen können sie mit einer Stange durchgestoßen werden, um Verunreinigungen zu entfernen.

Konstruktion von Durchgangsventilen

Durchgangsventile haben in der Regel steigende Spindeln, und die größeren Größen sind von außen mit Schrauben und Joch versehen. Die Komponenten des Durchgangsventils sind denen des Schieberventils ähnlich. Bei diesem Ventiltyp liegen die Sitze in einer Ebene parallel oder schräg zur Strömungsrichtung.

Die Wartung von Durchgangsventilen ist relativ einfach, da die Scheiben und Sitze leicht überholt oder ausgetauscht werden können. Dadurch eignen sich Durchgangsventile besonders für Anwendungen, die eine häufige Wartung der Ventile erfordern. Bei manuell betätigten Ventilen bietet der kürzere Hub der Klappenscheibe den Vorteil, dass der Bediener Zeit spart, insbesondere wenn die Ventile häufig eingestellt werden.

Die Hauptunterschiede bei der Konstruktion von Globe-Ventilen liegen in der Art der verwendeten Scheiben. Kegelförmige Scheiben haben eine lange, konische Form mit einer breiten Auflagefläche. Diese Art von Sitz bietet maximalen Widerstand gegen die erosive Wirkung des Flüssigkeitsstroms. Bei der Kompositionsscheibe hat die Scheibe eine flache Seite, die wie eine Kappe gegen die Sitzöffnung gedrückt wird. Diese Art der Sitzanordnung ist für die Drosselung bei hohem Differenzdruck weniger geeignet.

Bei Durchgangsventilen aus Gusseisen sind die Scheiben und Sitzringe in der Regel aus Bronze. Bei Durchgangsventilen aus Stahl für Temperaturen bis zu 399°C (750°F) besteht die Garnitur in der Regel aus rostfreiem Stahl und bietet so Widerstand gegen Festfressen und Abrieb. Die Gegenflächen werden normalerweise wärmebehandelt, um unterschiedliche Härtewerte zu erzielen. Es werden aber auch andere Werkstoffe, einschließlich Kobaltlegierungen, verwendet.

Die Sitzfläche ist geschliffen, um bei geschlossener Armatur einen vollständigen Kontakt der Lagerfläche zu gewährleisten. Bei niedrigeren Druckklassen wird die Ausrichtung durch eine lange Tellersicherungsmutter aufrechterhalten. Für höhere Drücke sind Scheibenführungen in das Ventilgehäuse eingegossen. Die Klappenscheibe dreht sich frei auf der Spindel, um ein Festfressen der Klappenscheibenfläche und des Sitzrings zu verhindern. Die Spindel stützt sich an einer gehärteten Druckplatte ab, wodurch ein Festfressen von Spindel und Scheibe an der Kontaktstelle verhindert wird.

Durchgangsventil-Scheiben

Bei den Ventiltellern werden drei grundlegende Tellerformen verwendet:

Kugelscheibe (Konventionelle Scheibe)

Die Kugelscheibe ist für niedrige Temperaturen und niedrige Drücke geeignet. Ideal zum Starten und Stoppen von Vorgängen. Nicht geeignet für die Durchflussregelung.

Zusammensetzung Scheibe （Drehbarer Stecker）

Verbundwerkstoffe für Verbundscheiben bestehen definitionsgemäß aus mehreren Komponenten. Die Scheibe wird fast immer aus Metall hergestellt, während ein nichtmetallischer Ring auf die Scheibe montiert wird, um den Sitzbereich zu bilden. Das Material des nichtmetallischen Rings wird so ausgewählt, dass es gute Korrosions- und Erosionseigenschaften aufweist, und kann nach Maß gefertigt werden, um sicherzustellen, dass es für den Zweck geeignet ist. Wenn der nichtmetallische Ring richtig gewählt ist, sollte er eine bessere Abdichtung ermöglichen. Verbundwerkstoff-Scheiben werden häufig für Dampfsystemanwendungen eingesetzt.

Steckscheibe

Stopfenscheiben haben eine lange und konische Form. Aufgrund ihrer Form eignen sich Kegelscheiben viel besser zur Drosselung als Verbundwerkstoff- und Kugelscheibenkonstruktionen.

Durchgangsventil mit Oberteilanschluss

Oberteile sind weitere wichtige Komponenten für Schieber und Ventile. Durch die Demontage des Ventiloberteils hat das Wartungspersonal Zugang zu den inneren Mechanismen und kann Bauteile wie den Sitz, die Spindel usw. (Verkleidung) austauschen. Die Verbindung zwischen Ventiloberteil und Ventilkörper bei Durchgangsventilen gibt es in verschiedenen Ausführungen. Ventiloberteile können durch Schrauben, Flansche, Schweißen oder durch einen Druckdichtungsmechanismus mit dem Ventilgehäuse verbunden werden; das Ventiloberteil kann auch ein integraler Bestandteil des Ventilgehäuses sein. Einige der Verbindungen zwischen Ventiloberteil und Ventilgehäuse werden im Folgenden beschrieben.

Geschraubte Motorhaubenverbindung

Das geschraubte (auch als eingeschraubt bezeichnete) Ventiloberteil ist eine der einfachsten und kostengünstigsten Konstruktionen. Allerdings muss sich die Ventilhaubendichtung an rotierende Flächen anpassen, und häufiges Abschrauben der Ventilhaube kann die Verbindungsflächen beschädigen. Außerdem wird das zum Anziehen der Ventiloberteilverbindung erforderliche Drehmoment bei größeren Ventilen sehr groß. Aus diesem Grund ist die Verwendung von verschraubten Ventiloberteilen normalerweise auf Ventilgrößen bis zu NPS 3 beschränkt.

Geschweißte Motorhaubenverbindung

Besteht die Motorhaube aus einem schweißbaren Material, kann die Verbindung vollständig durch Schweißen hergestellt werden. Geschweißte Ventiloberteile sind nicht nur wirtschaftlich, sondern auch sehr zuverlässig, unabhängig von Größe, Betriebsdruck und Temperatur. Ein großer Nachteil ist jedoch, dass der Zugang zu den Innenteilen des Ventils nur durch Entfernen der Schweißnaht möglich ist, was zu einer Verformung des Ventiloberteils führen kann. Aus diesem Grund werden geschweißte Ventiloberteile in der Regel nur dann verwendet, wenn zu erwarten ist, dass das Ventil über lange Zeiträume wartungsfrei bleibt, wenn es sich um ein Wegwerfventil handelt oder wenn die Zuverlässigkeit der Abdichtung der Ventiloberteilverbindung die Schwierigkeiten beim Zugang zu den Innenteilen des Ventils überwiegt.

Überwurfring Motorhaubenanschluss

Das Ventiloberteil kann auch durch einen separaten Verschraubungsring am Ventilgehäuse befestigt werden. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass beim Anziehen der Verbindung keine Bewegung zwischen den Dichtflächen entsteht. Ein wiederholtes Abschrauben des Ventiloberteils kann daher die Dichtungsflächen nicht ohne weiteres beschädigen. Wie bei der eingeschraubten Ventilhaube ist die Verwendung von Ventilhauben mit Überwurfmutter auf Ventilgrößen beschränkt, die normalerweise nicht größer als DN 80 (NPS 3) sind.

Druckdichtung Motorhaube Anschluss

Das Ventiloberteil mit Druckdichtung überwindet den Gewichtsnachteil, indem es den Flüssigkeitsdruck die Verbindung anziehen lässt. Die Dichtung des Ventiloberteils wird daher mit zunehmendem Flüssigkeitsdruck immer dichter. Dieses Konstruktionsprinzip wird häufig für große Ventile bevorzugt, die bei hohen Drücken und Temperaturen arbeiten.

Geradsitzventil zu verkaufen

Durchflussrichtung von Durchgangsventilen

Bei Anwendungen mit niedrigen Temperaturen werden Durchgangsventile normalerweise so eingebaut, dass der Druck unter dem Ventilteller liegt. Dies trägt zu einer einfachen Bedienung bei und hilft, die Packung zu schützen.

Bei Anwendungen mit Hochtemperatur-Dampfbetrieb werden Durchgangsventile so eingebaut, dass der Druck über dem Ventilteller liegt. Andernfalls zieht sich die Spindel beim Abkühlen zusammen und neigt dazu, die Scheibe vom Sitz abzuheben.

Vorteile des Geradsitzventils

• • Bessere Absperrung im Vergleich zum Schieber.

• • Gut für häufigen Betrieb, da kein Verschleiß von Sitz und Scheibe zu befürchten ist

• • Einfach zu reparieren, da Sitz und Scheibe von oben zugänglich sind

• • Schnellerer Betrieb im Vergleich zu Schieberventilen durch kürzere Hublänge

• • In der Regel durch einen automatischen Stellantrieb betätigt

Vorteile des Geradsitzventils

• • Hoher Druckverlust durch zwei oder mehr rechtwinklige Windungen der strömenden Flüssigkeit im Ventilgehäuse.

• • Verstopfungen und Diskontinuitäten im Strömungsweg, die zu einem hohen Druckverlust führen.

• • In einer großen Hochdruckleitung können Pulsationen und Stöße interne Verkleidungsteile beschädigen.

• • Ein großes Ventil erfordert eine beträchtliche Kraft zum Öffnen und verursacht während des Betriebs Lärm.

• • Es ist schwerer als andere Ventile der gleichen Druckstufe.

• • Kostspieliger im Vergleich zum Absperrschieber.