Elektromotorische Prozessregelventile

Präzision und Schnelligkeit ohne Druckluft

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Elektromotorische Antriebe finden gegenüber pneumatischen Lösungen immer mehr Beachtung. Der Grund: Druckluft ist teuer durch hohe Wartungsaufwendungen und Leckageverluste. Elektromotorische Ventile lösen diese Probleme und bieten sich als energieeffiziente Alternative an. Sie fahren im Vergleich zu pneumatischen, federbalancierten Lösungen nahezu verzögerungsfrei und ohne Überschwingen die gewünschte Position an und halten diese unabhängig vom Mediendruck stabil.

Es sind unterschiedliche Gründe, die dazu führen, dass Anwender auf pneumatische Ventile verzichten oder sie durch elektromotorische Varianten ersetzen wollen: So gibt es Applikationen, in denen keine Druckluft vorhanden oder gewünscht ist. Dazu zählen großflächige Lagersysteme mit langen Distanzen zwischen einzelnen Ventilen, mobile Anlagen beispielsweise zur dezentralen Trinkwasserversorgung oder Prozesse, in denen Druckluft störend ist. Andere Applikationen haben hohe Anforderungen an die Regelgenauigkeit und -geschwindigkeit bei gleichzeitig geringer Totzeit, was sich mit pneumatischen Ventilen nicht realisieren lässt. Hinzu kommen aber auch innovative Anlagenkonzepte, die eine Kombination von pneumatischen und elektromotorischen Ventilen nutzen, beispielsweise indem einfache Absperrfunktionen weiterhin pneumatisch gelöst werden, für anspruchsvolle Regelungsprozesse hingegen die überlegene, elektromotorische Variante zum Einsatz kommt. Mehr und mehr Anwender reduzieren zudem den kostenintensiven und verlustbehafteten Einsatz von Druckluft durch die Verwendung elektromotorischer Lösungen.

Der Fluidikspezialist Bürkert bietet für all diese Fälle ein breit gefächertes Programm an elektromotorischen Prozessregelventilen. Ausgelegt als Sitz- oder Membranventile, decken sie ein breites Anwendungsfeld ab. Das Spektrum reicht von dem Bedampfen von Backwaren und der Wasserregelung beim Bleichen von Textilien über die Heißwasserregelung in Molkereien bis hin zu mobilen Temperieranlagen. Weitere Applikationen sind die Dampf- und Wasserdosierung in der Nahrungsmittel- oder Pharmaindustrie, die präzise Druckregelung in Motorenprüfständen, z. B. in der Formel 1, oder im Kühlkreislauf von Brauereien.
Schnell, genau, leistungsstark
Die Besonderheit dieser elektromotorischen Sitzventile liegt in ihrer Leistungsstärke, die sie vergleichbar macht mit pneumatisch angetriebenen Ventilen. Mit einer Stellgeschwindigkeit von 6 mm/s und einer Schließzeit von 3 bis 4 s teilen sie nicht mehr die Schwachstelle vieler elektromotorischer Prozessventile. Bisherige Lösungen benötigen zum Schließen teilweise mehrere Minuten, was für viele Anwendungen nicht akzeptabel ist. Je nach Anforderung lässt sich die Stellgeschwindigkeit anwendungsspezifisch einstellen, eine elektrische Hub- und Schließbegrenzung definieren und Endpositionen sanft anfahren. Ein weiteres Merkmal dieser Ventile ist, dass sie im Vergleich zu pneumatischen, federbalancierten Antrieben nahezu verzögerungsfrei und ohne Überschwingung die gewünschte Position anfahren und unabhängig vom Mediendruck stabil halten. Bei einem Energieausfall kann die Sicherheitsstellung über den optionalen Energiespeicher angefahren werden. Eine zusätzliche Handnotverstellung ist ebenfalls vorhanden. Die Position des Ventils wird weit sichtbar über einen 360°-LED-Ring angezeigt, eine zusätzliche mechanische Stellungsanzeige zeigt diese auch bei Energieausfall.
Die Ventile sind als Schrägsitz- (Typ 3360) und Geradsitz-Prozessregelventil (Typ 3361) in Anschlussnennweiten von DN 15 bis DN 50 erhältlich. Mögliche Medien sind Gase, Flüssigkeiten und Dampf mit Medientemperaturen von -10 bis +185 °C. Der Betriebsdruck liegt bei bis zu 16 bar. Die Gehäuse sind wahlweise mit Flansch, Gewindemuffe, Schweiß- oder Clampanschluss verfügbar. Die Kvs-Werte reichen von 0,1 bis 53 m3/h. Die hohe Regelauflösung ergibt sich aus dem minimalen Totband von 0,1 %. Als elektrische Versorgungsspannung werden 24 V(DC) benötigt. Raue Umgebungen sind für die robusten Gehäuse mit Schutzart IP 65 und IP 67, die zudem ein leicht zu reinigendes und geschlossenes Design haben, kein Problem. Die Antriebsoberfläche ist entsprechend der EHEDG-Richtlinie (European Hygienic Engineering and Design Group) gestaltet. Die Oberfläche bietet zudem eine hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln. Ergänzend zu den Regelventilen gibt es Auf/Zu-Ventile als Schrägsitz- (Typ 3320) und Geradsitz-Variante (Typ 3321). Damit sind alle Anforderungen für den Einsatz in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie erfüllt.
Hygienisch, dynamisch und haltbar
Wenn es um anspruchsvolle Regelungsaufgaben in Bereichen mit Medienkontakt in der Nahrungs- und Genussmittel-, Kosmetik, Pharma- oder Biopharmaindustrie geht, bieten sich auch Membranventile (Typ 3363) an. Der elektrische Antrieb mit Kugelumlaufspindel positioniert die Membran quasi verzögerungsfrei mit hoher Präzision und mit ungewöhnlich hoher Stellgeschwindigkeit von bis zu 4 mm/s, die je nach Anlagendesign variiert werden kann. Druckschwankungen oder -stöße im Medium übertragen sich nicht auf die Ventilstellung. Falls erforderlich, kann auch hier die Sicherheitsposition bei Energieausfall über einen optionalen Energiespeicher angefahren werden. Weiterhin stehen hilfreiche Funktionen zur Prozessregelung, Ventildiagnose und vorbeugenden Wartung zur Verfügung. Neben der mechanischen Positionsanzeige stellt ein 360°-LED-Leuchtring außer der Position auch Hinweise zu Warnungen und Fehlern dar. Die bewährten Ventilgehäuse und Membranen gewährleisten Medientrennung und gute Reinigungseigenschaften bei gleichzeitig minimalem Totraum. Anspruchsvolle Umgebungsbedingungen sind dank hohem IP-Schutz und geringer Empfindlichkeit gegen Stöße und Schwingungen kein Problem. Das hygienische Design ermöglicht eine schnelle und rückstandsfreie äußere Reinigung. Die Antriebskraft kann genau auf die Betriebsbedingungen abgestimmt und damit die Membranlebensdauer maximiert werden.
Außer als Regelventil werden die Membranventile auch als Absperrventile (Typ 3323) in Anschlussnennweiten bis DN 50 angeboten. Die FDA-, USP- und EHEDG-konformen Ventile eignen sich insbesondere für Reinraum-, Abfüll-, Verpackungs- und CIP/SIP-Anwendungen in der Pharma- und Healthcare-Branche, der Molkerei- oder Kosmetikindustrie sowie für die industrielle Wasseraufbereitung.
Zukunftssichere Kommunikation
Kommunikation ist sowohl über analoge Signale, als auch mit modernen Feldbussystemen möglich. Der Hersteller hat zudem mit der Geräteplattform EDIP (Efficient Device Integration Platform) eine praxisgerechte Lösung geschaffen, die dem steigenden Marktbedarf nach elektrischen Integrationslösungen gerecht wird. Diese Entwicklung stößt das Tor zur digitalen Vernetzung auf und bietet komfortable Bedienmöglichkeiten. Der Anwender kann ohne zusätzliche Steuerung die Logik programmieren und an sich ändernde Prozesse anpassen. Durch die kostenlose Bürkert-Software Communicator lassen sich Diagnosefunktionen wie ein Monitoring von Betriebsdaten oder Alarmmeldungen für spezifische Parameter einrichten. Als intelligente Systeme bieten die elektromotorischen Ventile viele Möglichkeiten zur Prozessoptimierung.
Halle 9, Stand G16

Frank Wegehaupt
Produktmanager Prozessventile,
Bürkert Fluid Control Systems


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