Bodenauslaufventile sind wesentliche Komponenten der Chemieanlagentechnik. Ihre sichere Funktion und Langlebigkeit sind von hoher Bedeutung. Bedingt durch ihre Bauart nimmt das Thema Totraumminimierung und optimale Reinigungsfähigkeit von Bodenauslaufventilen einen hohen Stellenwert ein. Durch konstruktiv und fertigungstechnisch hochwertige Detaillösungen kann diesen Anforderungen voll entsprochen werden.
Autor Franz-J. Behler Leitung Technik TE Technisches-Email, Düker
Ein wesentlicher Ansatz zur Totraumminimierung liegt in der Gestaltung der Verbindung des Bodenauslaufventils mit dem Behälterstutzen. Über die außenliegenden Flansche werden die wirkenden Kräfte aus Eigengewicht, montageseitigen Verspannungen und hydraulischen Kräften übertragen. Das innenliegende Dichtungssystem muss die eigentliche Dichtfunktion dauerhaft sicherstellen.
Düker setzt hier auf die sogenannte spaltfreie Abdichtung, die patentgeschützt ist. Sie wird durch die Positionierung eines O-Rings innerhalb eines PFA-Bauteiles mit hutähnlicher Geometrie realisiert. Bei der Montage wird zunächst der Dichthut eingesetzt. Resultierend aus dem Abgleich der Toleranzen verbleibt der Hut vorgespannt innerhalb des Behälterflansches. Die anschließende Montage des Ventils führt durch die konische Ausführung der Einzelkomponenten zur endgültigen Verspannung und elastischen Verformung der Dichtungsanordnung. Dadurch wird die quasi-spaltfreie Abdichtung des Ventilkopfes mit dem Behälterstutzen sichergestellt.
Abdichtung der Ventilspindel
Ein weiteres, konstruktiv und fertigungstechnisch anspruchsvolles zentrales Merkmal ist die Gestaltung der Abdichtung der Ventilspindel. In ihrer Funktion steht die Spindel in Verbindung mit dem außenliegenden Antriebsystem, meist pneumatisch oder mechanisch mit einem Handrad betrieben. Im Ventilinneren bewegt sie den Ventilteller oder -konus beim Öffnen und Schließen des Ventils. Auch hier steht die Forderung nach einer möglichst totraumarmen Dichtungstechnik.
Düker-Ventile sind beispielsweise mit PTFE-Faltenbalgen ausgerüstet, die die jeweilige Ventilspindel komplett hermetisch gegen das Medium abschirmen. Die Faltenbalge selbst sind gegen Ventilteller und Ventilgehäuse gedichtet. Ihre Wellenanzahl ist durch entsprechende Optimierung der geometrischen Verhältnisse und der angepassten Bearbeitungsparameter auf sechs reduziert. Die Radien der einzelnen Wellen sind großzügig dimensioniert, sodass sie möglichen Ablagerungen keinen Angriffspunkt bieten und durch die hydraulischen Verhältnisse beim Ablassen des Mediums eine selbstreinigende Funktion aufweisen.
Dichtung des Faltenbalgfußes
Eine Besonderheit der Dichtung des Faltenbalgfußes gegen das Ventilgehäuse ist die mechanisch bearbeitete Innenzylinderfläche des Gehäuses auch bei emaillierten Ventilen als Gegenpart der O-Ring-Nut im Faltenbalgfuß. Durch diese Bearbeitung der Zylinderfläche lassen sich die für eine sichere O-Ring-Dichtung erforderlichen Spaltmaße und Toleranzen darstellen. Damit wird es möglich, den Faltenbalgfuß direkt nahe der ersten Falte zu dichten, sodass auch hier der Forderung nach Minimierung der Toträume in hohem Maße entsprochen werden kann.
Einfache Reinigung
In Verbindung mit den feinbearbeiteten inneren Oberflächen der Ventile aus Chrom-Nickelstahl oder Sonderwerkstoffen oder der standardseitigen Emaillierung kommt der so ausgerüstete und gestaltete Innenraum jedes Ventils allen Forderungen an eine einfache und sichere Reinigung entgegen. Die Anordnung des Reinigungsflansches gegenüber der Ablauföffnung unterstützt die Reinigungsprozedur.
prozesstechnik-online.de/cav0914403
Was ein Bodenauslaufventil können sollte
Kurz und bündig
Bodenauslaufventile stellen im Chemieanlagenbau die Verbindung zwischen Reaktions- und Lagerbehältern einerseits sowie den angeschlossenen Rohrleitungssystemen andererseits dar. In ihrer konstruktiven Auslegung sind sie damit an die Maße und Toleranzen der umgebenden Systeme gebunden. Bodenauslaufventile müssen eine Reihe unterschiedlicher Anforderungen erfüllen, die sich aus den relevanten Regelwerken sowie den Einsatzbedingungen ableiten:
- Konstruktive Auslegung im Rahmen der geltenden Regelwerke Druckgeräterichtlinie DGRL 97/23/EG, TA-Luft, Atex, SIL II, DIN 28140 und weitere spezifische Normen
- Vorgaben der Nennweiten, Haupt- und Anschlussmaße, Werkstoffauswahl
- Funktionsmerkmale (Hub, Strömungsverhältnisse)
- Mess-, Steuer- und Regeltechnik
Dazu kommen herstellerindividuelle Eigenschaften, die über die genannten Grundeigenschaften hinaus entscheidende Vorteile beim Einsatz der Ventile bieten können:
- Vermeidung/Reduzierung von Toträumen, Reinigungsfreundlichkeit, Baukastenprinzip
- Klare konstruktive Gestaltung, Austauschbarkeit mit vorhandenen Ventilen
- Montage- und Wartungsfreundlichkeit, funktionelle und mechanische Robustheit
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