Anatomie von Industriearmaturen

Ventile steuern den Fluss von Flüssigkeit, Gas und manchmal Feststoffen und haben eine täuschend einfache Aufgabe. Wie ein Ein / Aus-Schalter (oder Dimmerschalter) für Tangibles ist jedes Ventil so konzipiert und gebaut, dass es die Bewegung eines bestimmten Materials steuert.

Industriearmaturen werden in Tausenden von Produkten und Systemen eingesetzt, von der Wasserinfrastruktur bis hin zu Offshore-Bohrinseln. Da sie eine so große Vielfalt an Anwendungen haben, folgt daraus natürlich, dass Ventile in Tausenden, wenn nicht Millionen von Formen und Größen erhältlich sind. Sie reichen auch von einfach bis hochkomplex.

Trotz großer Variationsmöglichkeiten lassen sich die meisten Industriearmaturen in die gleichen Grundkomponenten zerlegen: Gehäuse (oder Gehäuse), Motorhaube, Stellantrieb, Ventilglied und Sitz.

Ventilkörper

Der Körper oder das Gehäuse des Ventils ist oft die größte Komponente. Material fließt durch den Körper zwischen den Anschlüssen, und alle anderen Ventilkomponenten sind mit ihm verbunden. Zum Beispiel hat ein Standardschieber drei Löcher: den stromaufwärtigen Anschluss, wo Material in den Körper fließt; der stromabwärtige Anschluss, wo Material den Körper verlässt, und ein weiteres Loch oben, um die Motorhaube und den Antrieb zu verbinden. Natürlich haben viele Ventile auch drei oder mehr Anschlüsse, aber die Grundkonfiguration ist ähnlich.

Je nach Art, Größe und Komplexität des Ventils können Ventilkörper aus einem Stück bestehen oder aus mehreren separaten Teilen gefertigt sein. Moderne Gießverfahren, die Kerne verwenden, ermöglichen das Hinzufügen komplexer innerer Hohlräume. Diese Verfahren, einschließlich Schalenformguss, Feinguss und Kokillenguss, werden häufig zum Gießen von Ventilen verwendet.

Ventilhaube

Die Ventilhaube ist nicht für jedes Ventil erforderlich, aber die meisten Standard-Industriearmaturen enthalten diese Komponente. Die Motorhaube wird an der Oberseite des Ventilkörpers befestigt, wobei entweder Gewinde im Ventilkörper oder Schrauben verwendet werden, die an Flanschen am Körper und an der Motorhaube befestigt sind. Die inneren Eigenschaften der Motorhaube ermöglichen die Befestigung zusätzlicher Komponenten wie des Stellantriebs und des Ventilglieds.

Die Motorhaube bleibt oft stationär, während das Ventil verwendet wird, kann aber entfernt werden, um interne Ventilteile zu warten oder den Körper von Hindernissen zu befreien. In einigen Fällen wird die Motorhaube als einzelnes Teil mit der Karosserie kombiniert. Auch wenn es sich um separate Teile handelt, wird die Motorhaube oft als Merkmal des Gesamtgehäuses angesehen. Ohne sie würde das durch das Ventil fließende Material auslaufen und es wäre unmöglich, das Ventil zu betätigen.

Stellantrieb

Stellantriebe sind gewissermaßen die wichtigste Ventilkomponente. Sie bieten die Möglichkeit, den Fluss zu kontrollieren; ohne diese Fähigkeit ist ein Ventil nur ein Kanal oder ein Behälter. Stellantriebe können so einfach wie ein Handrad oder ein Griff oder so komplex wie eine computergesteuerte, automatisierte Ventilsteuerung sein.

Bei einem herkömmlichen Kugelventil dreht der Bediener das Handrad oben am Ventil, und der Stellantrieb bewegt einen Schaft entlang eines Gewindekanals in der Motorhaube auf und ab. Wenn sich der Schaft nach oben bewegt, befreit er das Ventilglied vom trichterförmigen Sitz und lässt Material durch den Ventilkörper fließen.

Ventilglied

Das Ventilglied ist die Komponente, die direkt verhindert, dass Material durch den Körper fließt. Abhängig von der Art des Ventils kann das Ventilglied viele Formen annehmen. Kugelventile verwenden häufig ein scheibenförmiges Ventilglied mit sich verjüngenden Seiten oder sogar ein kugelförmiges Ventilglied, das sich gegen einen trichterförmigen Sitz festzieht. Kugelhähne werden so genannt, weil sie kugelförmige Ventilglieder verwenden, die so geschnitten sind, dass sie bei geöffnetem Ventil einen Durchfluss ermöglichen. Absperrklappen verwenden scheibenförmige Ventilelemente, die sich drehen, um den Durchfluss zuzulassen oder zu behindern.

Ventilsitz

Der Sitz ist ein Merkmal des Ventilkörpers, das als Gegenstück zum Ventilglied wirkt. Wenn ein Ventil geschlossen versiegelt wird, sollten das Ventilglied und der Sitz in vollem Kontakt sein, und die Verbindung sollte genug fest sein, damit kein Material durch überschreiten kann. In einem Kugelventil stimmt der Sitz mit den Seiten des sich verjüngenden, scheibenförmigen Ventilglieds überein, so dass sie beim Zusammentreffen der beiden Komponenten eine Dichtung bilden. In ähnlicher Weise sind bei Absperrklappen die Sitze in die Ventilkörper eingebaut und ermöglichen die Bildung einer Dichtung, wenn die Ventilelemente in vollem Kontakt stehen. In vielen Fällen sind Ventilsitze mit Gummi oder Teflon beschichtet, um eine dichte Abdichtung zu ermöglichen.

Herstellung von Industriearmaturen

Da Ventile aus verschiedenen Teilen bestehen, können sie nicht in einem einzigen Prozess hergestellt werden. Metallguss ist die Methode der Wahl, um die meisten Ventilkomponenten herzustellen, aber sie müssen fast immer bearbeitet werden, bevor sie fertig sind.

Um die größte Festigkeit und Dichtungsfähigkeit zu gewährleisten, können Ventilkörper als Einzelteile gegossen werden, indem sowohl Formen als auch Kerne verwendet werden. Schalenformen, Feinguss und Grünsandguss machen es relativ einfach, Hohlteile mit komplexen inneren Hohlräumen herzustellen. Aufgrund dieser Eigenschaft werden diese drei Verfahren häufig zum Gießen von Ventilen verwendet.

Nach dem Gießen von Ventilteilen besteht der nächste Schritt in der CNC-Bearbeitung, um die Teile fertigzustellen. Anschlüsse – an denen Material in den Ventilkörper eintritt und aus ihm austritt – können mit einem Gewinde versehen werden, damit das Ventil auf beiden Seiten an Rohren befestigt werden kann. Die Schnittstelle zwischen dem Ventilkörper und der Ventilhaube ist häufig auch mit Gewinde versehen, sodass die beiden Teile zur Wartung verbunden und getrennt werden können. Je nach Ventilmechanismus können Aktuatoren mit mehr Bearbeitung als Gießen hergestellt werden. Der Gewindeschaft zwischen dem Stellantrieb und dem Ventilglied in Absperrschiebern kann manchmal vollständig aus Stangenmaterial bearbeitet werden. Wenn Ventilelemente nicht vollständig bearbeitet sind, müssen sie fast immer bearbeitet werden, um eine präzise Passform zu gewährleisten. In ähnlicher Weise kann zwar die Grundform des Sitzes in den Ventilkörperguss einbezogen werden, er muss jedoch auch bearbeitet werden, um einen festen Sitz mit dem Ventilglied zu gewährleisten.

Weitere Informationen zum Gießen von Ventilen und zur Bearbeitung von Ventilkomponenten finden Sie in unserem Beitrag “Ventiltypen und Anwendungen”.