Was sind Ventile?

Ventile sind mechanische Geräte, die den Durchfluss und den Druck innerhalb eines Systems oder Prozesses steuern. Sie sind wesentliche Bestandteile eines Rohrleitungssystems, das Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe, Schlämme usw. transportiert.

Es stehen verschiedene Arten von Ventilen zur Verfügung: Absperrventile, Durchgangsventile, Kegelventile, Kugelventile, Absperrklappen, Rückschlagventile, Membranventile, Quetschventile, Druckentlastungsventile, Steuerventile usw. Für jeden dieser Ventiltypen gibt es eine Reihe von Modellen mit jeweils unterschiedlichen Merkmalen und Funktionsfähigkeiten. Einige Ventile sind selbstbetätigt, während andere manuell oder mit einem Stellantrieb bzw. pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden.

Funktionen von Ventilen sind:

• Fluss stoppen und starten
• Reduzieren oder erhöhen Sie einen Durchfluss
• Steuerung der Strömungsrichtung
• Regulierung eines Durchflusses oder Prozessdrucks
• Entlasten Sie ein Rohrsystem von einem bestimmten Druck

Es gibt viele Ventilkonstruktionen, -typen und -modelle mit einem breiten Spektrum an industriellen Anwendungen. Alle erfüllen eine oder mehrere der oben genannten Funktionen. Ventile sind teure Artikel, und es ist wichtig, dass ein richtiges Ventil für die Funktion spezifiziert wird und aus dem richtigen Material für die Prozessflüssigkeit hergestellt werden muss.

Unabhängig vom Typ bestehen alle Ventile aus den folgenden Grundteilen: Gehäuse, Oberteil, Innengarnitur (Innenelemente), Stellantrieb und Packung. Die Grundbestandteile eines Ventils sind im Bild rechts dargestellt.

Ventilkörper

Der Ventilkörper, manchmal auch Schale genannt, ist die primäre Begrenzung eines Druckventils. Er dient als Hauptelement einer Ventilbaugruppe, da er das Gerüst ist, das alle Teile zusammenhält.

Der Körper, die erste Druckgrenze eines Ventils, widersteht Flüssigkeitsdruckbelastungen durch Verbindungsleitungen. Die Einlass- und Auslassleitungen werden über Gewinde-, Schraub- oder Schweißverbindungen angeschlossen.

Die Enden des Ventilkörpers sind für die Verbindung des Ventils mit der Rohrleitung oder dem Gerätestutzen durch verschiedene Arten von Endverbindungen konzipiert, beispielsweise durch Stumpf- oder Muffenschweißung, Gewinde oder Flansch.

Ventilkörper werden in verschiedenen Formen gegossen oder geschmiedet, und jede Komponente hat eine bestimmte Funktion und ist aus einem für diese Funktion geeigneten Material gefertigt.

Ventilhaube

Die Abdeckung der Öffnung im Gehäuse ist die Haube und die zweitwichtigste Begrenzung eines Druckventils. Ebenso wie Ventilgehäuse sind auch Hauben in vielen Ausführungen und Ausführungen erhältlich.

Eine Haube dient als Abdeckung für das Ventilgehäuse und ist aus dem gleichen Material wie das Gehäuse gegossen oder geschmiedet. Die Verbindung mit dem Gehäuse erfolgt üblicherweise über eine Gewinde-, Schraub- oder Schweißverbindung. Bei der Herstellung des Ventils werden die inneren Komponenten wie Schaft, Scheibe usw. in das Gehäuse eingesetzt und anschließend wird die Haube angebracht, um alle Teile im Inneren zusammenzuhalten.

Als Druckgrenze gilt in allen Fällen die Befestigung der Motorhaube an der Karosserie. Das bedeutet, dass es sich bei der Schweißverbindung oder den Schrauben, die die Motorhaube mit der Karosserie verbinden, um drucktragende Teile handelt. Ventiloberteile sind zwar für die meisten Ventile notwendig, geben aber Anlass zur Sorge. Hauben können die Herstellung von Ventilen erschweren, die Ventilgröße erhöhen, einen erheblichen Kostenanteil an den Ventilkosten ausmachen und eine Quelle potenzieller Leckagen darstellen.

Ventilgarnitur

Die abnehmbaren und austauschbaren Ventilinnenteiledie mit dem Strömungsmedium in Berührung kommen, werden zusammenfassend als bezeichnetVentilgarnitur. Zu diesen Teilen gehören Ventilsitz(e), Scheibe, Stopfbuchsen, Abstandshalter, Führungen, Buchsen und interne Federn. Ventilkörper, Oberteil, Packung usw., die ebenfalls mit dem Durchflussmedium in Kontakt kommen, gelten nicht als Ventilgarnitur.

Die Trimmleistung eines Ventils wird durch die Schnittstelle zwischen Teller und Sitz und dem Verhältnis der Tellerposition zum Sitz bestimmt. Durch die Trimmung sind Grundbewegungen und Flusskontrolle möglich. Bei Trimmkonstruktionen mit Rotationsbewegung gleitet die Scheibe eng am Sitz vorbei, um eine Änderung der Durchflussöffnung zu bewirken. Bei Verkleidungskonstruktionen mit linearer Bewegung hebt sich die Scheibe senkrecht vom Sitz ab, sodass eine ringförmige Öffnung entsteht.

Ventilgarniturteile können aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften, die erforderlich sind, um unterschiedlichen Kräften und Bedingungen standzuhalten, aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Buchsen und Stopfbuchsen sind nicht den gleichen Kräften und Bedingungen ausgesetzt wie der Ventilteller und der bzw. die Ventilsitze.

Die Eigenschaften des Strömungsmediums, die chemische Zusammensetzung, der Druck, die Temperatur, die Strömungsgeschwindigkeit, die Geschwindigkeit und die Viskosität sind einige wichtige Faktoren bei der Auswahl geeigneter Besatzmaterialien. Die Materialien der Innengarnitur können aus dem gleichen Material wie das Ventilgehäuse oder die Haube bestehen oder auch nicht.

API 600-Ventilgarnitur Nr

Ventilteller und Sitz(e)

Scheibe

Die Scheibe ist das Teil, das je nach Position den Durchfluss ermöglicht, drosselt oder stoppt. Bei einem Küken oder einem Kugelhahn wird die Scheibe als Küken oder Kugel bezeichnet. Die Scheibe ist die drittwichtigste primäre Druckgrenze. Bei geschlossenem Ventil wird der volle Systemdruck auf die Scheibe ausgeübt. Aus diesem Grund ist die Scheibe eine druckabhängige Komponente.

Scheiben sind in der Regel geschmiedet und in einigen Ausführungen mit einer harten Oberfläche versehen, um gute Verschleißeigenschaften zu gewährleisten. Die meisten Ventile sind nach der Gestaltung ihrer Scheiben benannt.

Sitz(e)

Die Sitz- oder Dichtringe bilden die Sitzfläche für die Scheibe. Ein Ventil kann einen oder mehrere Sitze haben. Bei einem Kugel- oder Rückschlagventil gibt es normalerweise einen Sitz, der mit der Scheibe eine Dichtung bildet, um den Durchfluss zu stoppen. Bei einem Absperrschieber gibt es zwei Sitze; einer auf der stromaufwärtigen Seite und der andere auf der stromabwärtigen Seite. Eine Absperrschieberscheibe verfügt über zwei Sitzflächen, die mit den Ventilsitzen in Kontakt kommen, um eine Dichtung zum Stoppen des Durchflusses zu bilden.

Um die Verschleißfestigkeit der Dichtungsringe zu verbessern, wird die Oberfläche häufig durch Schweißen und anschließende Bearbeitung der Kontaktfläche des Dichtungsrings aufgepanzert. Für eine gute Abdichtung bei geschlossenem Ventil ist eine feine Oberflächenbeschaffenheit des Sitzbereichs erforderlich. Dichtungsringe gelten normalerweise nicht als Druckbegrenzungsteile, da der Körper über eine ausreichende Wandstärke verfügt, um dem Auslegungsdruck standzuhalten, ohne dass man sich auf die Dicke der Dichtungsringe verlassen muss.

Ventilschaft

Der Ventilschaft sorgt für die notwendige Bewegung der Klappe, des Kegels oder der Kugel zum Öffnen oder Schließen des Ventils und ist für die richtige Positionierung der Klappe verantwortlich. Es ist an einem Ende mit dem Ventilhandrad, dem Antrieb oder dem Hebel und auf der anderen Seite mit dem Ventilteller verbunden. Bei Schiebern oder Kugelhähnen ist eine lineare Bewegung der Scheibe erforderlich, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen, während bei Küken-, Kugel- und Absperrklappen die Scheibe gedreht wird, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Schäfte werden normalerweise geschmiedet und durch Gewinde oder andere Techniken mit der Scheibe verbunden. Um Leckagen zu verhindern, ist im Bereich der Dichtung eine feine Oberflächenbearbeitung der Spindel erforderlich.

Es gibt fünf Arten von Ventilschäften:

• Steigender Vorbau mit Außenschraube und Joch
  Die Außenseite des Schafts ist mit einem Gewinde versehen, während der Teil des Schafts im Ventil glatt ist. Die Spindelgewinde sind durch die Spindelpackung vom Strömungsmedium isoliert. Zwei verschiedene Stile dieser Designs sind verfügbar; Bei einem ist das Handrad am Schaft befestigt, sodass sie gemeinsam angehoben werden können, bei dem anderen ist eine Gewindehülse vorgesehen, die dafür sorgt, dass der Schaft durch das Handrad angehoben wird. Dieser Ventiltyp ist mit „O“ gekennzeichnet. S. und Y.“ ist ein gängiges Design für NPS 2 und größere Ventile.
• Steigender Vorbau mit Innenschraube
  Der Gewindeteil des Schafts befindet sich im Inneren des Ventilkörpers und die Schaftdichtung befindet sich entlang des glatten Abschnitts, der der Außenatmosphäre ausgesetzt ist. Dabei stehen die Spindelgewinde mit dem Strömungsmedium in Kontakt. Beim Drehen heben sich der Schaft und das Handrad gemeinsam an, um das Ventil zu öffnen.
• Nicht steigender Schaft mit Innenschraube
  Der Gewindeteil des Schafts befindet sich im Ventil und ragt nicht nach oben. Der Ventilteller bewegt sich wie eine Mutter entlang des Schafts, wenn der Schaft gedreht wird. Spindelgewinde sind dem Strömungsmedium ausgesetzt und somit dem Aufprall ausgesetzt. Aus diesem Grund wird dieses Modell verwendet, wenn der Platz begrenzt ist, um eine lineare Bewegung zu ermöglichen, und das Strömungsmedium keine Erosion, Korrosion oder Abrieb des Schaftmaterials verursacht.
• Gleitender Schaft
  Dieser Ventilschaft dreht oder dreht sich nicht. Es gleitet in das Ventil hinein und aus ihm heraus, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Diese Konstruktion wird bei handbetätigten Hebel-Schnellöffnungsventilen verwendet. Es wird auch in Steuerventilen verwendet, die durch hydraulische oder pneumatische Zylinder betätigt werden.
• Rotationsschaft
  Dies ist ein häufig verwendetes Modell für Kugelhähne, Kükenhähne und Absperrklappen. Eine Vierteldrehung des Schafts öffnet oder schließt das Ventil.

Im Hauptmenü „Ventile“ finden Sie einige Links zu detaillierten (großen) Bildern von Ventilen mit steigendem und nicht steigendem Schaft.

Ventilschaftpackung

Für eine zuverlässige Abdichtung zwischen Vorbau und Motorhaube ist eine Dichtung erforderlich. Dies wird als Packung bezeichnet und besteht beispielsweise aus folgenden Komponenten:

• Stopfbuchsenbrille, eine Hülse, die die Packung durch eine Stopfbuchse in die sogenannte Stopfbuchse komprimiert.
• Stopfbuchse, eine Art Buchse, die die Packung in die Stopfbuchse drückt.
• Stopfbuchse, eine Kammer, in der die Packung komprimiert wird.
• Verpackung, erhältlich in verschiedenen Materialien, wie Teflon®, Elastomermaterial, Fasermaterial usw.
• Ein Rücksitz ist eine Sitzgruppe innerhalb der Motorhaube. Es sorgt für eine Abdichtung zwischen Schaft und Oberteil und verhindert, dass sich Systemdruck gegen die Ventildichtung aufbaut, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist. Rücksitze werden häufig in Absperr- und Durchgangsventilen eingesetzt.

Ein wichtiger Aspekt für die Lebensdauer eines Ventils ist die Dichtungsanordnung. Bei fast allen Ventilen, wie Standard-Kugel-, Durchgangs-, Schieber-, Küken- und Absperrklappen, basiert die Dichtungsanordnung auf Scherkraft, Reibung und Reißen.

Daher muss die Verpackung des Ventils ordnungsgemäß erfolgen, um Schäden am Schaft und Flüssigkeits- oder Gasverluste zu vermeiden. Wenn eine Packung zu locker ist, wird das Ventil undicht. Eine zu feste Packung beeinträchtigt die Bewegung und kann zu Schäden am Vorbau führen.

Wartungstipp: 1. So installieren Sie eine Stopfbuchse

Wartungstipp: 2. So installieren Sie eine Stopfbuchse

Ventiljoch und Jochmutter

Joch

Ein Joch verbindet das Ventilgehäuse oder die Ventilhaube mit dem Betätigungsmechanismus. Die Oberseite des Jochs hält eine Jochmutter, eine Schaftmutter oder eine Jochbuchse und der Ventilschaft verläuft durch sie hindurch. Ein Joch verfügt normalerweise über Öffnungen, die den Zugang zur Stopfbuchse, den Antriebsverbindungen usw. ermöglichen. Strukturell muss ein Joch stark genug sein, um den vom Aktuator entwickelten Kräften, Momenten und Drehmomenten standzuhalten.

Jochmutter

Eine Jochmutter ist eine Mutter mit Innengewinde und wird oben auf einem Joch platziert, an dem der Schaft vorbeiführt. Bei einem Absperrschieber wird beispielsweise die Jochmutter gedreht und der Schaft bewegt sich nach oben oder unten. Bei Kugelventilen wird die Mutter fixiert und der Schaft durch sie hindurch gedreht.

Ventilantrieb

Handbetätigte Ventile sind normalerweise mit einem Handrad ausgestattet, das am Ventilschaft oder an der Jochmutter befestigt ist und im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, um ein Ventil zu schließen oder zu öffnen. Auf diese Weise werden Durchgangs- und Absperrschieber geöffnet und geschlossen.

Handbetätigte Vierteldrehventile wie Kugel-, Küken- oder Schmetterlingsventile verfügen über einen Hebel zur Betätigung des Ventils.

Es gibt Anwendungen, bei denen es nicht möglich oder wünschenswert ist, das Ventil manuell per Handrad oder Hebel zu betätigen. Zu diesen Anwendungen gehören:

• Große Ventile, die gegen hohen hydrostatischen Druck betrieben werden müssen
• Ventile müssen von einem entfernten Standort aus bedient werden
• Wenn die Zeit zum Öffnen, Schließen, Drosseln oder manuellen Steuern des Ventils länger ist, als es die Systemkonstruktionskriterien erfordern

Diese Ventile sind in der Regel mit einem Stellantrieb ausgestattet.
Ein Aktuator im weitesten Sinne ist ein Gerät, das unter der Wirkung einer Steuerquelle eine lineare und rotierende Bewegung einer Kraftquelle erzeugt.

Einfache Stellantriebe werden zum vollständigen Öffnen oder Schließen eines Ventils verwendet. Stellantriebe zur Steuerung oder Regelung von Ventilen erhalten ein Stellsignal, um eine beliebige Zwischenposition anzufahren. Es gibt viele verschiedene Arten von Stellantrieben, die folgenden sind jedoch einige der am häufigsten verwendeten Ventilstellantriebe:

• Getriebeaktuatoren
• Elektromotorische Aktuatoren
• Pneumatische Aktuatoren
• Hydraulische Aktuatoren
• Magnetaktuatoren

Weitere Informationen zu Aktuatoren finden Sie im Hauptmenü „Ventile“.-Ventilantriebe-

Klassifizierung von Ventilen

Im Folgenden sind einige der am häufigsten verwendeten Ventilklassifizierungen aufgeführt, die auf der mechanischen Bewegung basieren:

• Linearbewegungsventile. Die Ventile, bei denen sich das Schließelement, wie bei Schieber-, Durchgangs-, Membran-, Quetsch- und Hubrückschlagventilen, in einer geraden Linie bewegt, um den Durchfluss zu ermöglichen, zu stoppen oder zu drosseln.
• Drehbewegungsventile. Wenn sich das Ventilschließelement entlang einer Winkel- oder Kreisbahn bewegt, wie bei Schmetterlings-, Kugel-, Küken-, Exzenter- und Rückschlagventilen, werden die Ventile als Drehbewegungsventile bezeichnet.
• Vierteldrehventile. Einige Drehbewegungsventile erfordern etwa eine Vierteldrehung (0 bis 90°) der Spindelbewegung, um von einer vollständig geschlossenen Position in die vollständige Öffnung zu gelangen oder umgekehrt.

Klassifizierung von Ventilen basierend auf der Bewegung

Klassenbewertungen

Druck-Temperatur-Nennwerte von Ventilen werden durch Klassennummern gekennzeichnet. ASME B16.34, Ventile mit Flansch, Gewinde und Schweißende, ist einer der am häufigsten verwendeten Ventilstandards. Es definiert drei Arten von Klassen: Standard, Spezial und Limited. ASME B16.34 deckt Ventile der Klassen 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 und 4500 ab.

Zusammenfassung

Auf dieser Seite werden eine Reihe grundlegender Informationen zu Ventilen definiert.

Wie Sie vielleicht im Hauptmenü „Ventile“ gesehen haben, finden Sie dort auch Informationen zu verschiedenen und häufig eingesetzten Ventilen in der Petro- und Chemieindustrie.
Es kann Ihnen einen Eindruck und ein gutes Verständnis der Unterschiede zwischen den verschiedenen Ventiltypen vermitteln und wie sich diese Unterschiede auf die Ventilfunktion auswirken. Dies trägt zur ordnungsgemäßen Anwendung jedes Ventiltyps während der Konstruktion und zur ordnungsgemäßen Verwendung jedes Ventiltyps während des Betriebs bei.