Antrieb für Ventile
Im Allgemeinen gibt es drei Haupttypen von Stellantrieben für Ventile:
- Elektrisch betätigt
- Pneumatisch betätigt
- Hydraulisch betätigt
Elektrischer Antrieb
Das elektrische Stellglied ist ein Elektromotor, der ein Ventil durch Drehen des Motors öffnen, schließen oder steuern kann. Dies ist in den meisten Fällen ein Schwenkantrieb, der ein Schwenkventil (z.B. Kugelhahn, Absperrklappe oder Kegelventil) betätigt. Es kann sich aber auch um einen elektrischen Linearantrieb handeln, der z.B. den Schieber eines Schieberventils durch mehrfaches Drehen der Spindel nach oben zieht.
Das elektrische Stellglied ist ein Elektromotor, der ein Ventil durch Drehen des Motors öffnen, schließen oder steuern kann. Dies ist in den meisten Fällen ein Schwenkantrieb, der ein Schwenkventil (z.B. Kugelhahn, Absperrklappe oder Kegelventil) betätigt. Es kann sich aber auch um einen elektrischen Linearantrieb handeln, der z.B. den Schieber eines Schieberventils durch mehrfaches Drehen der Spindel nach oben zieht.
Übliche Spannungen in Europa sind 24V AC/DC, 230 VAC und 400 VAC. Die Laufzeit von offen nach geschlossen und umgekehrt ist im Vergleich zu pneumatisch betriebenen Antrieben im Allgemeinen langsam. Auch bei einem Stromausfall mit einem Elektroantrieb ist es relativ schwierig, eine sichere Position zu erreichen. Dies ist nur mit Hilfe einer internen Feder (sehr teuer) oder eines Leistungskondensators oder einer Batterie möglich.
Pneumatischer Antrieb
Der pneumatische Stellantrieb ist der häufigste Stellantrieb und öffnet das Ventil mit der Kraft der verfügbaren Druckluft. Auch hier ist der Schwenkantrieb sehr verbreitet, aber auch die lineare Ausführung ist einfach und üblich (z.B. pneumatisch betätigte Membranventile). Die pneumatisch betätigten Stellglieder werden unter Berücksichtigung des verfügbaren Druckluftdrucks erläutert, da dieser die Kraft bestimmt. Im Gegensatz zum elektrischen Stellantrieb ist es bei pneumatischen Stellantrieben schwieriger, den Drehwinkel einzustellen. Zum Beispiel für Ventile mit 180 Grad. Es ist jedoch einfach, durch eine Feder im Antrieb einen sicheren pneumatischen Zustand bei Druckluftausfall herzustellen. Die Mehrkosten für eine Feder in einem pneumatischen Stellglied sind nahezu Null.
Woran müssen wir bei der Auswahl eines Antriebs für Ventile denken?
Antrieb am Kugelhahn
Für elektrische Antriebe für Kugelhähne und pneumatische Antriebe für Kugelhähne gilt folgendes
Das Konzept der Kugelhahnkonstruktion basiert hauptsächlich auf einer polierten Kugel (mit Loch in der Kugel) zwischen zwei Sitzen (stromaufwärts und stromabwärts). Das Drehen der Kugel mit dem Loch ermöglicht es, einen Flüssigkeitsstrom durchzulassen oder zu stoppen. Der Differenzdruck über dem Kugelhahn drückt die (schwimmende) Kugel gegen den Sitz. Dies führt zu einer Biegung, wenn die Kugel gedreht wird. Das erforderliche Drehmoment ist am höchsten, wenn der Kugelhahn geschlossen ist und geöffnet werden muss (Losbrechmoment).
Antrieb der Absperrklappe
Für elektrische Antriebe für Absperrklappen und pneumatische Antriebe für Absperrklappen gilt folgendes
Eine Absperrklappe basiert im Wesentlichen auf dem Konzept einer Scheibe, die an einer Welle befestigt ist, die im geschlossenen Zustand vollständig von der Dichtung umgeben ist. Im geöffneten Zustand ist der Klappe parallel zur Strömung und die Welle und die Dicke des Klappe sind die einzigen Hindernisse. Im geschlossenen Zustand steht der Klappenschieber im rechten Winkel zum Durchfluss und wird in die Dichtung gedrückt. Das erforderliche Drehmoment ist daher in der geschlossenen Position aufgrund der Reibung an der Dichtung am größten. Die Druckdifferenz über der Absperrklappe beeinflusst auch das für den Betrieb erforderliche Drehmoment. Sobald der Klappe aus dem Sitz heraus ist, ist das Drehmoment deutlich geringer.
Antrieb am Kegelventil
Das Konstruktionsprinzip des Kegelventils ist im Wesentlichen ein konischer Kegel, der sich in einem konischen Loch dreht. Im Stopfen wird ein Kanal gebildet, durch den die Flüssigkeit in geöffneter Position fließen kann. Das erforderliche Drehmoment ist abhängig von der Reibung zwischen Kegel und Dichtung und weniger von der Druckdifferenz. Das erforderliche Drehmoment ist beim Schließen des Kegelventils am höchsten und muss auf diesem erläutert werden.
