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Die Dichtung macht den Unterschied

Klassisches Scheibenventil intelligent weiterentwickelt
Die Dichtung macht den Unterschied

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Im Hinblick auf steigende technische und wirtschaftliche Anforderungen müssen Scheibenventile für den vorgesehenen Druckbereich sicher abdichten, wobei die Betätigung möglichst leichtgängig sein soll. Auf den Prozess abgestimmte Dichtungswerkstoffe sollen dabei für eine hohe Standzeit der Dichtungen und damit für einen wirtschaftlichen Betrieb sorgen. M & S Armaturen hat das klassische Scheibenventil zudem nach höchsten hygienischen Anforderungen weiterentwickelt.

Autor Friedrich Temme Vertrieb, M & S Armaturen

Scheibenventile haben einen simplen Aufbau. Neben Gehäuse und Absperrklappe aus Edelstahl wird eine Dichtung aus einem Elastomer verwendet. Die Kombination dieser verschiedenen Bauteile mit unterschiedlichen spezifischen Eigenschaften setzen vom Hersteller ein hohes Maß an Erfahrung mit diesen Werkstoffen und die Einhaltung von engen Fertigungstoleranzen bei der Produktion voraus. Scheibenventile müssen langlebig und robust, funktionell und kostengünstig, zuverlässig und betriebssicher sowie reinigungs- und sterilisierbar sein. M & S Armaturen produziert neben dem klassischen Scheibenventil auch das nach höchsten hygienischen Anforderungen weiterentwickelte Scheibenventil SV 04. Gehäuseteile und Klappen der Scheibenventile bestehen grundsätzlich aus geschmiedetem Vormaterial, die Dichtungen sind FDA-konform und sind gemäß USP Class VI zugelassen. Alle verwendeten Materialien haben einen Herkunftsnachweis. und sind komplett rückverfolgbar. Die Dichtungen erfüllen die anforderungen der Verordnung (EG) Nr. 1935/2004. Vor der Auslieferung jedes einzelnen Scheibenventils wird ein dokumentierter Funktionstest inklusive Druckprüfung durchgeführt.
Verbesserte Dichtungsgeometrie
Das Scheibenventil Typ Classic stellt M & S seit über zwei Jahrzehnten her. Bezeichnend ist bei dieser Ventilausführung die trapezförmige Dichtungsgeometrie. Die Zwischenflanschausführung ist leicht an den offenliegenden Gehäuseschrauben und den Absätzen zwischen den Flanschen zu erkennen. Das Scheibenventil Typ SV 04 ist eine Weiterentwicklung des klassischen Ventiltyps. So sieht diese Ventilausführung nicht nur anders aus, sie zeichnet sich auch durch weitere und verbesserte Merkmale gegenüber dem Classic-Ventil aus. Das neue Ventil sollte bei möglichst gleichbleibendem Verkaufspreis durch verbesserte Dichtungsgeometrie voll vakuumfest und damit sicher gegen hohe Strömungsgeschwindigkeiten sein. Zudem wurden höhere Standzeiten der Dichtung, bessere hygienische Eigenschaften, erhöhte Montagefreundlichkeit und einfache Demontage sowie vereinfachter Anbau von Rückmeldungen und Konsole realisiert. Zunächst wurden die für die Anwender wichtigsten Kriterien analysiert und umgesetzt. Dazu gehört die Einsatzzeit des Ventils bis zur nächsten Revision. Maßgeblich dafür ist die Standzeit der Dichtung. Sie ist im Wesentlichen von der Abnutzung im Schließbereich abhängig. Neben dem Abrieb, der je nach Walkarbeit anfällt, kann es in diesem Bereich auch leichter zu Auswaschungen bzw. Ausbrüchen kommen.
Standzeiten erhöht
Ein konischer Anstieg der Dichtung bis hin zum Dichtbereich minimiert die anfallende Walk- und Verformungsarbeit, was zu höheren Standzeiten und zu geringeren Betätigungsmomenten geführt hat. Eine besondere Beanspruchung erfährt die Bohrung zur Durchführung der Ventilklappe in der Dichtung. Neben der Beanspruchung durch die normale Verpressung trägt auch das Quellverhalten der Dichtung (beeinflusst durch Temperatur oder Medien) zur stärkeren Abnutzung bei.
Durch Berechnungsmodelle und Versuche wurde die Überbeanspruchung der Dichtung im Bereich der Achsbohrungen ermittelt. Anhand des Ergebnisses konnte berechnet werden, welche Materialstärke eine optimale Spannungsverteilung gewährleistet. Als Resultat ergab sich eine ovale Bohrung, die den Verschleiß deutlich reduzieren konnte. Die Sitzfestigkeit der Dichtung wird überwiegend durch die äußere Form und den Werkstoff bestimmt. Deshalb wurde die äußere Form der Dichtung angepasst. Nicht nur durch entstehendes Vakuum, sondern auch durch höhere Strömungsgeschwindigkeiten (z. B. beim Schließen der Klappe) könnte die Dichtung herausgesaugt werden. Eine Dichtungsgeometrie, die einer T-Form nachempfunden wurde, sorgt für volle Vakuumfestigkeit. Durch die Ausleger der Dichtung wird eine höhere Zugfestigkeit er-reicht.
Hygienisches Design
Die durchgehende Bohrung zur Aufnahme der Lagerbuchse mit der Welle sorgt für einen ungehinderten Austritt bei Undichtigkeiten. Die Position der Lagerbuchsen wird dabei durch zwei kleine Eintriebe (Körnerpunkte) sichergestellt. Absätze oder Sacklöcher in diesem Bereich hindern beim freien Austritt und könnten dazu führen, dass mögliche Undichtigkeiten dort nicht rechtzeitig festgestellt werden können. Ein mögliches Szenario: Erste Undichtigkeiten sind gering, sie verkleben jedoch und wachsen zu – es kann so zu einer möglichen Rück-Verkeimung kommen.
Die kompakte, geschlossene Bauform der Zwischenflanschausführung des Ventils sorgt mit einer durchgängigen Oberfläche für ein besseres hygienisches Design. Äußere Ablagerungen oder Verunreinigungen können sich schlechter absetzen und besser entfernt werden. Auch bei den Leckage-Scheibenventilen findet diese Ausführung Anwendung. Die Montage bzw. Demontage der Zwischenflanschausführung wurde durch den Einsatz von vier durchgehenden Schrauben vereinfacht. Dadurch ist es möglich, das Ventil ohne Mitdrehen der inneren Muttern seitlich zu entnehmen. Das Ventil selbst ist dabei noch durch zusätzliche Gehäuseschrauben gesichert. Die Abdichtung zwischen dem Ventil und den beiden Schweißflanschen wurde entsprechend der Aseptik-Norm nach DIN 11864 bzw. DIN 11853 ausgeführt. Dadurch konnten nicht nur die hygienischen Eigenschaften des Ventils, sondern auch die Standzeiten der eingesetzten Dichtungen verbessert werden.
Das Scheibenventil SV 04 hat aufgrund seiner hervorragenden hygienischen Eigenschaften die Prüfung durch die EHEDG bestanden und wurde entsprechend zertifiziert. Die doppelflügelige Konsole des SV 04, wovon es nur zwei Größen für alle DIN-Nennweiten gibt, ersetzt die bisherige Anzahl von neun unterschiedlichen Haltekonsolen bei den Classic-Ventilen. Das spart Kosten und Lagerkapazität. Außerdem wurden die Anbaumöglichkeiten für Initiatoren in der Konsole standardmäßig und am Handgriff einfach nachrüstbar optimiert.
prozesstechnik-online.de/cav0514401
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