Hohe Positioniergenauigkeit bei integriertem Stellungsregler

Ventile mit geringer Bauhöhe

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Für die Regelung von Wasser-, Dampf- und Luftströmen kommen bei vielen Herstellungsverfahren in der Lebensmittelindustrie Stellventile zum Einsatz. Mit Temperaturen zwischen -10 und 220 °C und Drücken unter 40 bar stellen diese Medien keine hohen Anforderungen an die Ausführung der Ventile. Die Baureihe V2001 mit vollständig in den Antrieb integrierten Stellungsregler arbeitet bei diesen Betriebsbedingungen nahezu wartungsfrei.

Rolf Hartmann

Die Ventilbaureihe V2001 (Abb. 1) mit Nennweiten von DN 15 bis DN 50 umfaßt sowohl Durchgangsventile als auch Dreiwegeventile für Misch- oder Verteilbetrieb. Sie ist für Temperaturen zwischen -10 und 220 °C und Drücken bis 40 bar ausgelegt. Bei den Durchgangsventilen sind für jede Nennweite ein maximal möglicher kvs-Wert und ein um 60% reduzierter kvs-Wert wählbar. Die Ventilsitze lassen sich herausschrauben und damit die Innengarnituren bei Bedarf schnell auswechseln. Der kleinste kvs-Wert von 1,6 steht bei der Nennweite DN 15 zur Verfügung, Nennweite DN 50 bietet mit 48 den größten Wert. Alle Sitz/Kegel-Kombinationen (Abb. 2) besitzen eine gleichprozentige Kennlinie. Sie eignen sich für den Großteil der zur Regelung anstehenden Anwendungsfälle. Das Stellverhältnis beträgt dabei 50:1. Es beschreibt den kleinsten zu regelnden Durchfluß und den größten zu regelnden Durchfluß beim jeweiligen kvs-Wert.
Als Gehäusewerkstoffe kommen Grauguß bis DN 16 oder Stahlguß bis DN 40 zum Einsatz. Die Stopfbuchse ist eine selbstnachstellende V-Ring-Packung aus graphitverstärktem PTFE. Eine Feder erzeugt den notwendigen Anpreßdruck der Packung. Speziell geformte Dachmanschetten sorgen für einen dauerhaft dichten Abschluß nach außen. Für den Einsatz von Ölen als Wärmeträger, ist das Ventil mit einer Balgabdichtung und einem Sphärogußgehäuse in Nenndruckstufe DN 40 versehen. Dieses Ventil eignet sich für Mediumstemperturen bis 300 °C. Der Ventileinbau in die Rohrleitung erfolgt über Flansche entsprechend DIN 2525 Form C.
Hohe Positioniergenauigkeit
Die Ventile der Baureihe V2001 verfügen über einen vollständig in den Antrieb integrierten Stellungsregler (Abb. 3). Dadurch wird eine hohe Positioniergenauigkeit bei kostengünstiger Ausführung erreicht. Zudem dienen die Stellungsregler als i/p-Wandler. Dieser formt das elektrische Stellsignal, ein Ausgangssignal von einem Regler oder einem Prozeßleitsystem, in ein pneumatisches Antriebssignal um. Der Stellungsregler arbeitet wartungsfrei und benötigt wenig Einstellvorgänge. Durch die besondere Konstruktion des Reglers und die Säulenverbindung des Antriebs mit dem Ventil ist die Bauhöhe des Stellventils besonders gering. Der Stellungsregler besitzt ein Standardeingangssignal von 4 bis 20 mA. Der Kabelanschluß erfolgt über einen einfach zu montierenden Stecker, der bei Wartungsarbeiten jederzeit und schnell vom Antrieb gelöst werden kann.
Für die V2001-Baureihe steht auch ein pneumatischer Antrieb ohne integrierten Stellungsregler zur Verfügung, der sich über Magnetventile ansteuern läßt und so eine Auf/Zu-Funktion erfüllt. Für die kontinuierliche Arbeitsweise wird über einen i/p-Umformer ein stetiges pneumatisches Signal am Antrieb angeschlossen.
Als weiteres Zubehör lassen sich zwei elektrisch arbeitende Grenzsignalgeber anbauen. Mit ihnen können bestimmte Hubstellungen überwacht und optisch oder akustisch zum Beispiel in der Leitwarte signalisiert werden.
Alternativ zum pneumatischen Antrieb komplettieren elektromotorisch arbeitende Stellantriebe das Programm. Diese lassen sich entweder über ein Dreipunktschrittsignal oder bei eingebautem Stellungsregler über ein 4 bis 20 mA-Signal ansteuern. Der kleine Antrieb bietet eine Stellkraft von 0,7 kN, der leistunsgstärkere eine Stellkraft von maximal 1,8 kN. Damit sind die Antriebe für einen weiten Differenzdruckbereich einsetzbar. Bei der elektrischen Hilfsenergie kann 230 V, 110 V oder 24 V Wechselspannung gewählt werden. Die elektrischen Stellantriebe besitzen für die vor-Ort-Bedienung eine Handverstellung. Je nach Ausführungsform sind Endschalter und Widerstandsferngeber eingebaut.
Anspruchsvolle Stoffströme regeln
Für weitere in der Lebensmittelindustrie zu regelnde Medien sind die Stellventile in den jeweils geeigneten Werkstoffen ausgeführt. Im direkten Kontakt mit Lebensmittel werden Geräte aus Edelstahl mit den für diese Anwendung typischen Verbindungsarten eingesetzt. Zudem bieten die Ventile alle Leistungsmerkmale, die für einen aseptischen Einsatz gefordert sind. Sollten die Eigenschaften der Baureihe V2001 nicht für die gegebenen Betriebsbedingungen ausreichen, stehen weitere Ventilbaureihen zur Verfügung. Diese decken bis zur Nennweite NW 400 einen Einsatzbereich von -196 bis +550 °C in Nenndruckstufen bis DN 400 ab.
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