Wie funktioniert ein Durchgangsventil?

Industriearmaturen sind überall anzutreffen - ob in der Industrie oder im Haushalt, Armaturen spielen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, unser tägliches Leben zu erleichtern. Durchgangsventile gehören zu den gebräuchlichsten Industriearmaturen, die häufig in Dampfleitungen, Öl- und Gaspipelines, Turbinendichtungen und Kesselentlüftungen eingesetzt werden.

In diesem Artikel wird ausführlich erklärt, was ein Durchgangsventil ist, welche Teile es hat und wie es funktioniert.

Was ist ein Durchgangsventil?

Ein Durchgangsventil ist ein Industrieventil, das dazu dient, den Durchfluss zu stoppen, zu starten oder zu regulieren. Es handelt sich um ein Ventil mit linearer Bewegung, bei dem die interne Scheibe eingestellt werden kann, um den Durchfluss des Mediums zu steuern - dies gewährleistet den vollständigen Durchfluss oder die Blockierung eines bestimmten Mediums. 

Im Gegensatz zu einigen anderen Industriearmaturen eignen sich Durchgangsventile ideal zur Drosselung und Regelung des Durchflusses. Durchgangsventile können auch verwendet werden für die Isolierung von Medien. Sie werden hauptsächlich in kleinen Rohrleitungssystemen eingesetzt, um eine vollständige Kontrolle über den Durchfluss eines Mediums zu gewährleisten.

Das Hauptarbeitsprinzip eines Durchgangsventils besteht in der Bewegung einer Scheibe, die als Verschlusselement fungiert. Indem man die Scheibe in die Sitzfläche hinein- oder herausbewegt, kann man die Bewegung von Medien in einer Rohrleitung steuern. Diese Ventile bilden einen Hohlraum - einen kugelförmigen Hohlraum - um den Öffnungsbereich herum, daher auch der Name.

A qualifiziert Hersteller von Durchgangsventilen berücksichtigen eine Vielzahl von Faktoren wie Druckabfall, Einsatzhäufigkeit und die Wahl des Mediums, bevor sie ein Durchgangsventil konstruieren.

Typen von Durchgangsventilen

Durchgangsventile verfügen über eine Spindel, die sich auf und ab bewegt - dies gewährleistet den Durchfluss des Mediums im Ventil. Außerdem verfügen sie über einen Sitz, der parallel zur Strömung angeordnet ist. Je nach Position des Sitzes, der Spindel und des Ventiltellers unterscheidet man verschiedene Arten von Durchgangsventilen.

Es gibt drei Haupttypen von Durchgangsventilen - das Standard- oder T-Durchgangsventil, das Eck-Durchgangsventil und das Y-Durchgangsventil. Schauen wir uns die strukturellen Unterschiede zwischen den einzelnen Arten von Durchgangsventilen an.

T-Typ Durchgangsventil

Der T-Typ ist einer der am häufigsten anzutreffenden Ventiltypen, bei dem der Sitz horizontal angeordnet ist, was bedeutet, dass Spindel und Teller senkrecht zum Sitz verlaufen. Diese Ausführung eines Standard-Durchgangsventil wird oft bevorzugt, weil es die niedrigsten Werte aufweist Durchflusskoeffizient zusammen mit dem höchsten Druckverlust.

Diese Durchgangsventilvariante ist eine gute Option, wenn der Druckabfall kein Problem darstellt. Sie sind aufgrund ihrer Konstruktion perfekt für stark drosselnde Dienste geeignet.

Eckiges Durchgangsventil

Bei diesen Ventilen handelt es sich um eine leichte Abwandlung des normalen T-Durchgangsventils. Hier stehen die Enden des Ventils in einem 90°-Winkel, so dass die Flüssigkeit im Inneren des Ventils in einer einzigen senkrechten Drehung fließen kann. Im Vergleich zu Y-Durchgangsventilen haben diese Ventile einen etwas geringeren Durchflusskoeffizient.

Diese Ventile sind in der Lage, mit dem Slugging-Effekt umzugehen, weshalb sie häufig an Stellen eingesetzt werden, an denen der Durchfluss pulsiert.

Durchgangsventil in Y-Form

Da Durchgangsventile in der Regel bei hohem Druckabfall eingesetzt werden, sind diese Ventile in Y-Form oder Wye-Form eine Alternative. Der Sitz und die Spindel, die normalerweise senkrecht zueinander stehen, sind in einem Winkel von 45° angeordnet. Diese Ventile können lange Zeit offen gehalten werden, ohne dass Korrosion zu befürchten ist.

In der offenen Position bietet der Winkel dieses Ventils einen geraderen Weg für den Durchfluss der Medien. Dieses Ventil bietet auch den geringsten Widerstand beim Durchfluss.

Teile eines Durchgangsventils

Wie jedes andere Industrieventil besteht auch ein Durchgangsventil aus drei Hauptteilen: Scheibe, Sitz und Spindel.

• Scheibe

Auch bei Absperrklappen gibt es drei Arten von Klappen: konventionelle Klappen (Kugelklappen), Kompositionsklappen und Kegelklappen. 

Der Kugelteller ist aus Metall und hat die Form einer Kugel, die gegen den flachen Sitz des Ventilgehäuses gedrückt wird. Ein Durchgangsventil mit einem Kugelteller sollte üblicherweise für Niederdruckanwendungen verwendet werden, bei denen keine starke Drosselung zu erwarten ist.

Bei der Kompositionsscheibe wird ein nichtmetallischer Ring auf der Scheibe verwendet, um einen dichteren Verschluss zu erreichen. Die Ventile mit Kompositionsscheiben sind in der Lage, dicht zu schließen, aber sie beschädigen nicht das Ventil an sich. Diese Scheiben werden häufig bei Dampf und ähnlichen Anwendungen eingesetzt und sind erosionsbeständig.

Steckscheiben sind die beste Option für Anwendungen, die eine hohe Drosselung erfordern. Diese langen und konisch zulaufenden Scheiben sind in vielen Formen erhältlich, und die Oberfläche der Scheiben wird nicht so leicht durch Fremdkörper beeinträchtigt. 

• Sitz 

Der Sitz eines Geradsitzventils kann entweder in das Gehäuse integriert oder eingeschraubt werden. Einige Geradsitzventile verfügen auch über einen Rücksitz im Ventiloberteil - dieser dient als Dichtung zwischen Sitz und Oberteil und verhindert somit den Druckaufbau,

• Vorbau

Der Ventilteller und die Spindel im Inneren des Ventils sind auf zwei Arten miteinander verbunden - entweder durch eine T-Nut oder durch eine Tellermutterkonstruktion.

Wie funktioniert ein Durchgangsventil?

Um die Funktionsweise eines Durchgangsventils zu verstehen, muss man wissen, wie der Ventilteller und der Ventilsitz angeordnet sind. Der Ventilteller im Inneren des Ventils ist beweglich, während der Sitz stationär ist und sich in einem kugelförmigen Körper befindet. Der Sitz ist parallel zur Rohrleitung und senkrecht zum Ventilteller angeordnet. 

Der Ventilteller bewegt sich entsprechend der Betätigung des Rads am oberen Ende des Ventils auf und ab. Das Rad kann entweder manuell oder durch einen Stellantrieb bewegt werden - wenn es bewegt wird, hebt und senkt sich die Scheibe, da sie an der Ventilstange befestigt ist. Um den Durchfluss vollständig zu stoppen, wird die Scheibe vollständig auf den Sitzring aufgesetzt. Um den Durchfluss wieder aufzunehmen, wird die Scheibe angehoben.

Die Drosselung und Steuerung des Durchflusses kann durch Einstellen der Position der Scheibe je nach Bedarf erfolgen.

Wenn das Durchgangsventil bei niedrigen Temperaturen betrieben wird, wird es so eingebaut, dass der Druck unter den Teller fällt. Für Hochtemperatursituationen, wie z. B. bei Dampfkesseln, werden die Ventile so positioniert, dass der Druck oberhalb des Tellers ansteht.

Wofür wird ein Durchgangsventil verwendet?

• Shut-off-Fähigkeit - Durchgangsventile werden hauptsächlich wegen ihrer ausgezeichneten Absperrfähigkeit verwendet. Die in den Ventilen vorhandenen Scheiben sorgen für dichte Dichtungseigenschaften, was sie zu einer perfekten Wahl als Ölventile.
• Drosselung - Überraschenderweise sind Durchgangsventile auch eine gute Wahl für die Drosselung und Regulierung des Durchflusses. Das Rad eines Durchgangsventils ermöglicht es dem Benutzer, den Ventilteller je nach Bedarf einzustellen und die richtige Drosselmenge leicht zu erreichen.
• Druckentlastung - In einigen Fällen von Sonderkonstruktionen sind die Ventile können als Druckbegrenzungsventile und Rückschlagventile verwendet werden.

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