Drosselung abrasiver Schlämme: Warum Quetschventile Schieber- und Kugelventile übertreffen

Erstellt 07.10
Fragen Sie einen beliebigen Wartungsingenieur in einer Mineralverarbeitungsanlage, welches Ventil die meisten Probleme bereitet, und die Antwort ist normalerweise dasjenige, das teilweise geöffnet läuft. Drosselung ist der Bereich, in dem abrasiver Schlamm seinen größten Schaden anrichtet, und hier zerstören sich Schieber und Kugelhähne still und leise selbst. Ein Quetschventil verhält sich anders – nicht weil es stärker ist, sondern wegen der Art und Weise, wie es schließt.

Warum die teilweise geöffnete Position der Killer ist

Ein vollständig geöffnetes Ventil lässt die Aufschlämmung mit geringer Turbulenz an ihm vorbeiströmen. Ein vollständig geschlossenes Ventil hat überhaupt keinen Durchfluss. Ein Ventil, das zu 40 Prozent geöffnet gehalten wird, erzeugt einen Hochgeschwindigkeitsstrahl, der durch einen engen Spalt gepresst wird, direkten Aufprall auf Metall und eine kontinuierliche Zufuhr scharfer Partikel. In abrasiven Anwendungen beginnen die meisten Ventilausfälle in dieser einen Position.

Was im Inneren eines Schieberventils passiert, wenn es drosselt

Ein Schieberventil ist dafür ausgelegt, geöffnet oder geschlossen zu sein. Wenn es teilweise geöffnet ist, sitzt die Unterkante des Schiebers direkt im Strömungsweg und die Aufschlämmung spült sie aus. Die Dichtflächen von Schieber und Sitz sind Metall auf Metall, sodass das Ventil nach einer Beschädigung der Dichtflächen selbst im vollständig geschlossenen Zustand nicht mehr dichtet. Im Aufschlämmungsbetrieb kann ein Schieberventil, das zum Drosseln verwendet wird, seinen Sitz innerhalb von Monaten verlieren.

Was im Inneren eines Kugelventils passiert, wenn es drosselt

Ein Kugelhahn, der gedrosselt teilweise geöffnet ist, setzt die Vorderkante der Kugel und den Sitzring der vollen Strömungsgeschwindigkeit aus. Da der Sitz normalerweise ein Elastomer- oder PTFE-Ring ist, der gegen eine Metallkugel gedrückt wird, schneidet die abrasive Kante in ihn ein. Schlimmer noch, der Hohlraum hinter der Kugel sammelt Feststoffe an, die dann die Kugel blockieren und den Sitz beim nächsten Hub abscheren.

Wie ein Quetschventil anders drosselt

Ein Quetschventil hat kein Schieber, keine Kugel und keinen Sitz im herkömmlichen Sinne. Es hat eine flexible Elastomerhülse, die durch Luftdruck oder ein Handrad zusammengedrückt wird. Die Aufschlämmung im Inneren der Hülse berührt niemals Metall, und kein Metallteil gleitet jemals über die Dichtfläche. Wenn das Ventil teilweise geöffnet ist, bildet die Hülse einen glatten, sich verengenden Durchgang – es gibt keine scharfe Kante, die erodiert werden könnte, und keinen Hohlraum, der sich mit Feststoffen füllen könnte.
Der auftretende Verschleiß verteilt sich über die gesamte Manschettenoberfläche und ist eine allmähliche Verdünnung, kein plötzliches Versagen. Deshalb überlebt ein Quetschventil, das abrasive Aufschlämmung drosseln soll, ein Absperr- oder Kugelventil häufig um ein Mehrfaches.

Luftdruck als proportionales Steuersignal

Da das Verschlusselement durch Luft angetrieben wird, eignet sich ein pneumatisch betätigtes Quetschventil von Natur aus zur Modulation. Eine Erhöhung des Luftdrucks quetscht die Manschette weiter zusammen und verringert die Durchflussfläche kontinuierlich – es gibt keine diskrete Position und kein Getriebe, das verschleißen kann. Dies macht das Quetschventil zu einem der sehr wenigen Ventiltypen, die sowohl abrasionsbeständig als auch wirklich proportional sind.
Wo eine Anlage den Durchfluss in einer Schlammleitung regulieren muss, ist diese Kombination schwer zu übertreffen. Siehe die Schwerlast-Quetschventil-Sortiment für Bergbau- und Zementanwendungen, und die PVE Schwerlast-Quetschventil für den spezifischen Bergbau-, Zement- und Schlammfall.

Wo dies am wichtigsten ist

  • Mineralverarbeitung und Tailings
  • Bagger- und Sandhandling
  • Zement und Flugasche
  • Kalkmilch und Rauchgasentschwefelung
  • Filterpressen-Zulaufleitungen

Hülsenmaterial ist die entscheidende Wahl

Da die Hülse das einzige Bauteil ist, das mit der Aufschlämmung in Berührung kommt, entscheidet die Hülsenauswahl über die Lebensdauer. Wir liefern zwei Compounds: Naturkautschuk für allgemeine Abrasion und Mineralschlamm sowie lebensmittelechtes EPDM, wenn das Medium ein Lebensmittel- oder Pharmapulver ist. Es besteht keine Notwendigkeit, zwischen beiden zu Kompromissen – wählen Sie nach dem Medium, nicht nach dem Preis.

Wenn ein Quetschventil nicht die Antwort ist

Seien Sie realistisch in Bezug auf die Grenzen. Quetschventile sind nicht geeignet für Hochtemperaturmedien außerhalb des Elastomerbereichs, für aggressive Lösungsmittel, die die Hülse angreifen, oder für Anwendungen mit sehr hohem Druckabfall, bei denen die Hülse extrudiert würde. In diesen Fällen ist ein metallgedichtetes Ventil mit gehärtetem Trim die bessere technische Wahl – und wir werden dies auch sagen.

Eine praktische Checkliste für die Schlammdrosselung

  1. Wie groß ist die maximale Partikelgröße, und ist sie scharfkantig oder rund?
  2. Wie hoch ist die Feststoffkonzentration in Gewichtsprozent?
  3. Wie hoch ist die Mediumstemperatur während des Betriebs und während der Reinigung?
  4. Ist das Ventil modulierend oder nur öffnend und schließend?
  5. Ist Druckluft am Ventil verfügbar, und bei welchem Druck?
  6. Wie viele Zyklen pro Tag, und wie hoch sind die Kosten eines Stillstands?
Senden Sie uns die Nennweite, das Medium und die Antworten oben, und wir empfehlen Ihnen eine Manschettenmischung und eine Ventilgröße. Durchsuchen Sie die vollständige Ventilsortiment, lesen Sie den Auswahlleitfaden für Schüttgutventile, oder E-Mail an unser technisches Team.
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