Optimierte Ventilauslegung: Baukasten Hubventile

Schnittbilder: Ventile von SAMSON
|   Fachwissen

SAMSON-Ventile lassen sich den individuellen Aufgabenstellungen flexibel anpassen und werden so schwierigsten Anforderungen bei rauen Umgebungsbedingungen gerecht.
Die modular aufgebauten Stellventile sind als Durchgangs-, Eck- und Dreiwegeventile in allen gängigen Druckstufen und Werkstoffen kurzfristig lieferbar. Sie sind entsprechend den Standards ANSI, DIN oder JIS konzipiert und mit verschiedenen Flanschformen und Anschweißenden erhältlich.

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Gehäuse

Bei SAMSON sind die gängigen Gehäuseformen und Anschlüsse erhältlich und dank des Baukastensystems nahezu beliebig kombinierbar. Ob Durchgangsventil mit Muffengehäuse, Dreiwegeventil mit Flanschen oder Eckventil mit Anschweißenden: SAMSON liefert für jede Gegebenheit die passende Gehäuseausführung in höchster Qualität.

Die Ventilgehäuse sind in einer Vielzahl von Werkstoffen erhältlich. Um die optimale Qualität sicherzustellen, werden die Gehäuse vor der weiteren Verarbeitung intensiv geprüft. Diese von SAMSON durchgeführten Prüfungen sind materialabhängig und werden je nach Kundenanforderung in einem Werkszeugnis oder Abnahmeprüfzeugnis festgehalten.

Durchgangsventil

  • Einfacher Einbau in gerade Rohrleitungen
  • Dreiflanschgehäuse für Nenndrücke bis PN 400/Class 2500 und Nennweiten bis DN 500/NPS 20

Dreiwegeventil

  • Einsatz als Mischventil: zwei Teilströme werden zu einem Gesamtstrom vereint
  • Einsatz als Verteilventil: ein Gesamtstrom wird auf zwei Teilströme aufgeteilt

Eckventil

  • Einwandfreie Kondensatführung
  • Weitgehend selbstentleerend
  • Optionale Verschleißhülse im Ventilausgang bei FTC

Flansche

  • Einfache Montage und Demontage
  • Hohe Dichtheit
  • DIN-, ANSI-, JIS- und GOST-Ausführungen mit genormten Baulängen (andere auf Anfrage)

Anschweißenden

  • Wartungsfrei
  • Hohe Dichtheit auch bei anspruchsvollen Medien
  • Wahlweise mit Vorschuhenden

 

 

Muffen

  • NPT-Innengewinde für Nennweiten bis NPS 2
  • Materialsparend
  • Flexibel einsetzbar

 

 

Guss

  • Verschiedene Gusswerkstoffe erhältlich: Grauguss, Sphäroguss, Stahlguss, Edelstahl, Duplex, Nickel-Basis-Legierungen
  • Korrosions- und verschleißbeständig

 

 

Schmiedestahl

  • Standard bis DN 80 aus 1.0460 oder 1.4571, andere Werkstoffe möglich: Edelstahl, Duplex, Nickel-Basis-Legierungen
  • Homogenes Gefüge und günstiger Faserverlauf
  • Reduzierte Prüfkosten bei höchster Qualität

Stab- oder Blockmaterial

  • Hohe Flexibilität für chemische Anwendungen (z. B. totraumfreies Gehäuse für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie)
  • Erhältlich als Sonderkonstruktionen

Leckage

Wie dicht ein Ventil sein muss, hängt stets von der Anlage und dem darin eingesetzten Medium ab. Die Reduzierung von Leckagen ist jedoch nicht nur bei gefährlichen Substanzen relevant, sondern steht standardmäßig im Fokus. Während die innere Leckage an der Garnitur prozessentscheidend ist, wird die äußere Dichtheit an Stopfbuchspackung, Balg und Flansch von verschiedenen Normen und Gesetzen gefordert, um Emissionen zu reduzieren und die Umwelt zu schützen.

Die Ventile werden nach festgelegten Verfahren geprüft und die ermittelte Sitzleckage in Leckage-Klassen nach IEC 60534-4 bzw. ANSI/FCI 70-2 eingeteilt. Je nach Anwendung werden metallisch oder weich dichtende Sitz-Kegel-Kombinationen eingesetzt.

Metallisch dichtend

  • Geeignet für Leckage-Klassen IV und V
  • Einsatz in Regelanwendungen

Weich dichtend

  • Aus PTFE für hohe Dichtheit bis Leckage-Klasse VI

Die Stopfbuchspackungen erfüllen den Nachweis der Dichtheit nach VDI 2440 und entsprechen der TA Luft. Die ISO-Packungen von SAMSON werden in Anlehnung an EN ISO 15848 geprüft und halten auch im Dauerbetrieb temperatur-, last- und druckspezifische Leckraten ein. Für ANSI-Ausführungen gelten die Normen ANSI/FCI 91-1 und die Vorgaben der EPA (Environmental Protection Agency).

Eigenschaften

  • Hohe Lebensdauer
  • Geringe Reibung und Leckage, insbesondere bei polierter Kegelstange
  • Verbesserte Dichtheit durch Kombination aus besonderer V-Ring-Geometrie und Mediumsdruck
  • Standard: selbstnachstellende, federbelastete V-Ring-Packung aus PTFE-Kohle
  • Optional: nachziehbare und totraumfreie Packungen unterschiedlicher Materialien (PTFE-Seide, PTFE-rein)

Kryotemperaturprüfungen

An Tieftemperaturventile werden besondere Anforderungen gestellt, auch im Hinblick auf die Dichtheit.

  • Prüfung der Kryoventile in Anlehnung an BS 6364
  • Prüfung der inneren Dichtheit in Anlehnung an IEC 60534-4 bzw. ANSI/FCI 70-2 auf gesonderten Prüfständen

Innengarnituren

Standardmäßig werden Parabol- oder V-Port-Kegel eingesetzt. Für besondere Anforderungen stehen weitere Innengarnituren aus dem Baukasten zur Verfügung.

Parabolkegel sind robuste, schmutzunempfindliche Drosselkörper.

  • Kostengünstig
  • Unempfindlich gegen kleine Staubpartikel
  • Verhindern Kavitation bei niedrigen Differenzdrücken
  • Für Auf/Zu-Anwendungen mit einseitiger Kegelstangenführung geeignet

V-Port-Kegel sind mit drei V-Port-Segmenten ausgeführt, die je nach Nennweite des Ventils unterschiedlich groß ausfallen. Das Medium im Ventil entweicht durch die Segmente, sobald der Kegel aus dem Sitz gehoben wird (Ventil öffnet).

  • Asymmetrische Verteilung des Drosselquerschnitts verhindert Kegelschwingungen bei kritischen Betriebsbedingungen
  • Reduzierte Vibration durch doppelt geführte Kegelstange (Führungsbuchse und Sitzführung)
  • Unempfindlich gegen kleine Staubpartikel

Strömungsteiler bewirken eine Verkürzung des aus der Drosselstelle austretenden Freistrahls und beschleunigen den Impulsaustausch in der Mischungszone. Dadurch werden die Geräuschemissionen bei gas- und dampfförmigen Medien reduziert.

  • Einsatz bei gas- und dampfförmigen Medien
  • Schallreduzierung für erhöhte Betriebssicherheit
  • Kostengünstig durch modularen Bausatz
  • Verstärkte Ausführungen für den Hochdruckbereich
  • Keine nennenswerte Abweichung von der Kennlinie (bis Hubbereich von 80 %)

Weitere Informationen vgl. Typenblatt
T 8081: Strömungsteiler für Stellventile

Mit der Garnitur Zero Travel 1 (ZT-1) kann eine einstufige Entspannung bei Differenzdrücken von bis zu 250 bar erreicht werden.

  • Anströmrichtung in Schließrichtung (FTC)
  • Flüssige, zweiphasige oder gasförmige Mediumszustände
  • Einsatz bei Hochdruckentspannungen und kritischen Dampfanwendungen
  • Höhere Standzeit durch Trennung von Dichtkanten und Drosselbereich
  • Erhöhte Stabilität durch zusätzliche Führung im Bereich des Sitzes

Weitere Informationen vgl. Typenblatt
T 8087: Stellventile mit Garnitur Zero Travel 1

Lochkegel sind optimierte Garnituren zur Senkung des Geräuschpegels. Beim Durchströmen wird eine Strahlaufweitung erreicht, die einen geräuscharmen Impulsaustausch mit dem umgebenden Medium ermöglicht.

  • Anströmrichtungen FTC und FTO möglich
  • Reduzierte Vibrationen
  • Für kritische Anwendungszustände und Dampfanwendungen, insbesondere bei Fahrweisen im Nassdampfgebiet oder bei Flashing

Weitere Informationen vgl. Typenblatt
T 8086: Stellventile mit Lochkegel

AC-Garnituren (AC-1, -2, -3 und -5) sind optimierte Garnituren zur geräusch- und verschleißarmen Entspannung von Flüssigkeiten. Die AC-Garnituren sorgen für einen allmählichen Druckabbau über mehrere Drosselstufen und verhindern so Kavitation.

  • Einsatz bei hohen Differenzdruckverhältnissen
  • Zusätzliche integrierte Kegelführung im Sitz und über die obere Führungsbuchse für schwingungsarmen Betrieb
  • Maßgebliche Erhöhung der Standzeit

Weitere Informationen vgl. Typenblatt
T 8082: Pneumatische Stellventile mit AC-1- oder AC-2-Garnitur
T 8083: Pneumatische Stellventile mit AC-3- oder AC-5-Garnitur

Stellitierte® oder vakuumgehärtete Innengarnituren

Diese Innengarnituren werden mit Stellite® oder im Vakuumofen gehärtet, um den Einsatz bei erodierender und abrasiver Beanspruchung zu ermöglichen.

  • Hohe Erosionsbeständigkeit
  • Einsatz bei Kavitation, Flashing und Zweiphasenströmung 

Oberteile

Das Oberteil schließt das Ventil nach oben ab und nimmt Stopfbuchse und Kegelstangenführung auf. Als drucktragendes, mediumsberührtes Teil unterliegt das Oberteil den gleichen Materialanforderungen wie das Gehäuse.

Das Oberteil dient dem Aufbau des Antriebs oder eines Jochs und schließt das Ventil nach oben ab. Am Joch befindet sich die genormte NAMUR-Rippe, die den einfachen, standardisierten Anbau eines Stellungsreglers oder anderer Peripheriegeräte ermöglicht.

  • Drucktragend aus dem gleichen Werkstoff wie das Ventilgehäuse
  • Ermöglicht Demontage des Antriebs ohne Öffnen des Ventils

Bauart 240 (bis DN 150/NPS 6):

  • Ein Bauteil für Oberteil und Joch, dadurch kompakte und robuste Bauweise mit geringem Eigengewicht

Das Balgteil ist eine metallische Dichtung, die zusätzlich zur Stopfbuchspackung zwischen Antrieb und Ventil eingebaut wird, um die Kegelstange abzudichten.

  • Hohe äußere Dichtheit des Ventils, z. B. bei Anforderungen nach TA Luft/ISO 15848
  • Optional mit Prüfanschluss und Leckanzeige zur Prüfung der Dichtheit
  • Langlebig durch kürzeren Hub mit vielen Falten pro Millimeter
  • Nachrüst- und/oder austauschbar

Das Balgteil hat gleichzeitig eine ähnliche Funktion wie ein Isolierteil, da es einen Abstand zwischen Medium und Packung/Antrieb schafft und so die empfindlichen Packungs-/Antriebsteile vor extremen Temperaturen schützt.

Das Isolierteil ist ein Zwischenstück zum Aufbau einer Distanz zwischen Packung/Antrieb und Medium.

  • Erweiterung des Temperaturbereichs der Standardpackung auf bis zu –196 bis +450 °C/–320 bis 842 °F

Tieftemperaturventile:

  • Optionale Zirkulationssperre verhindert Zirkulation des Mediums im Isolierteil und schützt das Oberteil vor extrem niedrigen Temperaturen (z. B. Vereisung)

Pneumatische Antriebe

Bevorzugt werden pneumatische Stellventile von SAMSON mit den seit langem betriebsbewährten pneumatischen Antrieben Typ 3271 und Typ 3277 ausgestattet. Standardisierte Schnittstellen (IEC 60534-6-1 und VDI/VDE 3847) sowie der von SAMSON entwickelte Direktanbau beim Typ 3277 ermöglichen die einfache Ausrüstung der Antriebe mit Anbaugeräten wie Stellungsregler, Grenzsignalgeber und Magnetventil. So können die Performance des Antriebs und die Funktion des Stellventils zusammen mit dem SAMSON-Baukastensystem leicht zu sicherheitsgerichteten, automatisierten und schnellen Armaturen ausgebaut werden.

Automatisierung

Im Zeitalter von Industrie 4.0 ist die Einbindung von Stellventilen in Leitsysteme eine Selbstverständlichkeit. Ventil- und Diagnosedaten werden in digitalen Feldgeräten gesammelt, gespeichert, analysiert und an das Leitsystem kommuniziert. Ebenso können die Daten über das Leitsystem an das Feldgerät weitergegeben werden. Als Feldgerät werden in der Stellventiltechnik üblicherweise Stellungsregler, vereinzelt auch Grenzsignalgeber eingesetzt, die an das Stellventil angebaut werden.

Stellungsregler vergleichen den von einer Automatisierungseinrichtung (Regler, Leitstation, Prozessleitsystem) kommenden Sollwert mit dem Hub des Ventils und liefern als Stellgröße einen pneumatischen Stelldruck (pst), der an den Antrieb weitergegeben wird. Digitale Stellungsregler von SAMSON sind darüber hinaus in der Lage, Betriebsdaten zu sammeln, auszuwerten und zu kommunizieren.

  • Einfache Montage durch standardisierte Schnittstellen
  • Robustes und langlebiges metallisches Gehäuse
  • Intuitive Bedienung
  • Internationale Ex-Schutz-Zulassungen
  • Integration vieler optionaler Zusatzkomponenten in das Stellungsreglergehäuse
  • Automatische Inbetriebnahme
  • Kommunikation über HART®, PROFIBUS® oder FOUNDATION™ fieldbus
  • Ventildiagnose EXPERTplus

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Die Ventildiagnose EXPERTplus von SAMSON dient zur Fehlererkennung und vorausschauenden, zustandsorientierten Wartung von Ventilen mit pneumatischen Antrieben. Die gesamte Diagnosefunktionalität ist vollständig im Stellungsregler integriert und bietet eine Vielzahl von Funktionen zur Früherkennung von Fehlzuständen bei Regelventilen und Auf/Zu-Ventilen.

  • Sammeln der Diagnosedaten
  • Selbsttätiges Starten von Test- und Diagnosefunktionen
  • Beobachterfunktionen zur Überwachung des laufenden Betriebs
  • Testfunktionen zur Analyse des gesamten Stellventilzustands
  • Statusklassifikation und Sammelstatus gemäß NAMUR-Empfehlung NE 107
  • Speichern der Diagnosedaten und Testergebnisse sowie Auswertung im Stellungsregler
  • Produktlinie TROVIS SAFE: Auf/Zu-Auswertung mit integriertem Teilhubtest (PST)

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Mit SAM DIGITAL können die Diagnosedaten aller in der Anlage befindlichen Messstellen dokumentiert und im weiterführenden Kontext bewertet werden.

  • Historie jeder Messstelle/jedes Ventils einsehbar
  • Gibt proaktive Wartungsansätze für den Anwender
  • Identifiziert kritische Messstellen
  • Ermöglicht flexible Planung von Instandhaltungsarbeiten

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