Hydraulisches Keilschieberventil DN400 PN25

1. Beschreibung und Hauptmerkmale

Ein hydraulisches Keilschieberventil ist ein Ventil mit linearer Bewegung, bei dem eine keilförmige Scheibe (Schieber) durch einen hydraulischen Aktor angehoben oder abgesenkt wird, um den Flüssigkeitsstrom zu steuern.

Hauptmerkmale dieser Größe und Klasse:

• Vollbohrungsdesign: Der Innendurchmesser entspricht dem Rohrdurchmesser (DN400), was zu einem sehr geringen Druckverlust bei vollständiger Öffnung führt und die Durchführung von Molchreinigungen ermöglicht.
• Bidirektionaler Durchfluss: Geeignet für Durchfluss in beide Richtungen.
• Steigender Ventilschaft: Der Ventilschaft steigt beim Öffnen des Ventils an und ermöglicht so eine klare visuelle Anzeige der Ventilposition.
• Metall-auf-Metall-Abdichtung: Typischerweise werden Keil und Sitzringe verwendet, die zur Erosions- und Verschleißbeständigkeit hart beschichtet sind (z. B. mit Stellite).
• Robuste Konstruktion: Ausgelegt für den Umgang mit hohen Drücken und Kräften, was zu einem schweren und langlebigen Gehäuse führt, oft aus Guss- oder Schmiedestahl.

2. Hauptkomponenten

1. Gehäuse: Die druckführende Hauptstruktur, typischerweise aus Kohlenstoffstahl (WCB) oder Edelstahl (CF8M/316SS). Flanschanschlüsse (z. B. PN25/ASME B16.5 Klasse 150) sind Standard für DN400.
2. Haube: Sie ist am Gehäuse angeschraubt, umschließt den Vorbau und dient als Druckbarriere. Oft wird eine verlängerte Haube zur Isolierung verwendet.
3. Keil (Absperrschieber): Das wichtigste Dichtungselement. Bei PN25 ist ein flexibler Keil üblich. Er verfügt über eine umlaufende Nut oder einen Einschnitt, der eine leichte Biegung ermöglicht und so die Abdichtung verbessert sowie geringfügige Änderungen der Sitzausrichtung aufgrund von Wärmeausdehnung oder Rohrspannung ausgleicht.
4. Schaft: Eine hochfeste Gewindewelle (z. B. aus Edelstahl SS420 oder 17-4PH), die die Kraft vom Aktor auf den Keil überträgt.
5. Sitzringe: Hartbeschichtete Ringe, die in das Gehäuse eingepresst oder eingeschweißt werden und gegen die der Keil abdichtet. Sie sorgen für die dichte Abdichtung.
6. Packung: Eine Dichtung (oft Graphit für hohe Temperaturen) um den Schaft, die in einer Stopfbuchse eingeschlossen ist, um ein Austreten in die Umgebung zu verhindern.
7. Hydraulischer Stellantrieb: Ein Kolben- oder Kipphebel-Stellantrieb, der mit Hydraulikdruck (typischerweise Öl) betrieben wird. Er liefert das hohe Drehmoment/den Schub, der zum Betätigen eines großen DN400-Ventils gegen einen hohen Differenzdruck erforderlich ist.

3. Funktionsprinzip

• Öffnung: Hydraulikflüssigkeit wird in den Aktuator geleitet und bewegt den Kolben. Diese Bewegung wird in eine Drehbewegung (Drehgelenk) oder eine lineare Bewegung (Linearkolben) umgewandelt, die die Ventilspindel dreht. Die Spindel greift in den Keil und hebt diesen vollständig in den Ventildeckel, wodurch der Durchfluss frei wird.
• Schließen: Hydraulikflüssigkeit wird auf die gegenüberliegende Seite des Aktuators geleitet, wodurch die Bewegung umgekehrt wird. Die Spindel dreht sich und drückt den Keil in die geschlossene Position, wo er fest gegen die beiden Sitzringe gepresst wird und so eine Abdichtung bildet.

Wichtiger Hinweis: Dieses Ventil ist für die Absperrung (vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen) ausgelegt. Es darf niemals zur Drosselung oder Durchflussregelung verwendet werden, da dies zu Vibrationen, Kavitation und schneller Erosion des Keils und der Ventilsitze führt.

4. Typische Anwendungen

Aufgrund seiner Größe und Druckfestigkeit wird dieses Ventil in anspruchsvollen industriellen Anwendungen eingesetzt:

• Wassertransport- und -verteilungsleitungen: Absperrung von Abschnitten großer Rohrleitungen.
• Kraftwerke: Kühlwassersysteme, Speisewasserleitungen.
• Industrielles Prozesswasser: Großindustrielle Anlagen.
• Entsalzungsanlagen: Hochdruck-Umkehrosmoseanlagen (RO).
• Bergbau und Mineralaufbereitung: Schlammleitungen (mit geeigneter Materialauswahl).

5. Vor- und Nachteile

6. Wichtige Überlegungen zur Auswahl und Verwendung

• Materialauswahl: Die Werkstoffe für Gehäuse/Keil/Sitz (WCB, WC6, CF8M usw.) sollten auf die Anforderungen des Mediums (Wasser, Korrosivität, Temperatur) abgestimmt sein.
• Endverbindungen: Sicherstellen, dass die Flanschnormen und die Flanschanschlussflächen (RF, RTJ) mit der Rohrleitung übereinstimmen.
• Hydraulikaggregat (HPU): Das Ventil benötigt ein separates HPU zur Erzeugung von Hydraulikdruck. Berücksichtigen Sie die erforderliche Betriebsgeschwindigkeit, den Druck und die Steuerung (lokal/ferngesteuert).
• Ausfallsicherer Modus: Der Aktor kann je nach Sicherheitsanforderungen als Fail-Open (FO), Fail-Closed (FC) oder Fail-in-Last-Position (FL) spezifiziert werden.
• Bypassventil: Bei Hochdruckanwendungen wird häufig ein kleines Bypassventil (z. B. DN50) installiert, um den Druck über den Keil auszugleichen, bevor das Hauptventil geöffnet wird. Dadurch wird das erforderliche Betätigungsdrehmoment reduziert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das hydraulische Keilschieberventil DN400 PN25 ein leistungsstarkes und robustes Arbeitstier zum vollständigen Absperren oder Öffnen des Wasserdurchflusses in großen Hochdruckleitungen ist. Dank seiner hydraulischen Funktionsweise eignet es sich für entfernte oder automatisierte kritische Absperrstellen.