Was ist ein manuelles Ventil?
Manuelle Ventile (Handventil, handbetätigtes Ventil, handbetriebenes Ventil) sind Ventile, die durch menschliche Betätigung (Handbetrieb) geöffnet, geschlossen oder der Öffnungsgrad eingestellt wird.
Manuelle Ventile werden je nach Bauart allgemein als Durchgangsventile, Kugelventile, Schieber, Klappen, Membranventile, etc. klassifiziert. Ventile werden zum Absperren, Durchströmen oder Stoppen von Flüssigkeiten durch Öffnen oder Schließen des Durchflussweges und zur Regulierung der Durchflussmenge verwendet.
Anwendungen von manuellen Ventilen
Typische Anwendungen für manuelle Ventile sind das Absperren von Flüssigkeiten oder die Regulierung von Durchfluss und Druck. Zum Absperren von Fluiden werden Kugelhähne oder Schieber verwendet. In der Regel werden Kugelhähne verwendet, da sie strukturell stabiler sind, keinen Ventilkegel (Kugel oder Scheibe) im Durchflussweg zurücklassen und sich leicht öffnen und schließen lassen.
Beide Ventile können nicht in der halboffenen Stellung verwendet werden. Vorsicht ist geboten, da es zu Kavitation kommt, wenn das Ventil mit nicht vollständig geöffnetem Ventilkegel in der Mittelstellung verwendet wird.
Kavitation ist ein Phänomen, bei dem eine Flüssigkeit unter Druck gerät und verdampft, wodurch Blasen entstehen. Kavitation verstärkt Vibrationen, Lärm und Strömungspulsationen und kann zu Schäden an Rohrleitungen und Geräten führen.
Durchgangs- oder Absperrventile werden zur Einstellung von Durchfluss und Druck verwendet. Durchgangsventile werden im Allgemeinen verwendet, weil sich Durchfluss und Druck leicht mit einem Griff einstellen lassen. Durchgangsventile haben jedoch einen komplizierten Strömungsweg im Ventilgehäuse, was zu einem hohen Druckverlust führt.
Funktionsweise der manuellen Ventile
Manuelle Ventile haben einen Ventilkegel (Kugel, Scheibe usw.) im Inneren des Ventilgehäuses. Durch Auf- und Abdrehen oder Drehen des Ventilkegels berührt der Kegel den Sitz im Ventilgehäuse und sperrt den Durchflussweg ab. Manuelle Ventile werden manuell betätigt, um den Ventilkegel anzuheben, abzusenken und zu drehen.
Der Druckabfall über dem Ventil, wenn die Flüssigkeit durch das Ventil strömt, hängt von der Ventilkonstruktion ab. Der Druckverlust ist ein wichtiger Faktor bei der Auswahl des Ventils. Der Druckverlust wird nach der Fanning-Formel berechnet.
ΔP=4f (ρμ2L/2d)
ΔP: Druckverlust (Pa), f: Reibungskoeffizient, ρ: Dichte der Flüssigkeit (kg/m3), μ: mittlere Geschwindigkeit der Flüssigkeit (m/sec), L: Rohrlänge (m), d: Rohrinnendurchmesser (m)
Arten von manuellen Ventilen
Es gibt verschiedene Arten von manuellen Ventilen, je nach Konstruktion und Funktion. Bei der Auswahl eines manuellen Ventils ist es wichtig, die Art des verwendeten Fluids (Wasser, Dampf, Luft, Gase, Chemikalien, etc.), den Druck und die Temperatur des Fluids, ob es korrosiv ist oder nicht, und den Verwendungszweck (z. B. Schließen, Durchfluss-/Druckregelung) zu berücksichtigen.
1. Durchgangsventil
Sie werden als Absperrventile oder Drosselventile verwendet, da sie sich hervorragend zum Absperren von Flüssigkeiten und zur Regulierung von Durchfluss und Druck eignen.
Das Ventilgehäuse ist abgerundet und der interne Durchflussweg ist gekrümmt. Der Kegel (Scheibe) im Ventilgehäuse wird durch Drehen eines an der Ventilstange befestigten Griffs auf und ab bewegt.
Dadurch berührt der Ventilkegel den Sitz und sperrt die Flüssigkeit ab. Je nach Drehung des Griffs ändert sich der Abstand zwischen Kegel und Sitz, wodurch sich Durchfluss und Druck einstellen lassen. Sie werden als Ventile zur Einstellung des Volumens von Versorgungsleitungen wie Dampf, Kühlwasser, Heißwasser, Druckluft und Vakuumleitungen verwendet, wenn eine Durchfluss- und Druckeinstellung erforderlich ist.
2. Kugelhahn
Kugelhähne sind durch einen kugelförmigen Ventilkegel (Scheibe) im Ventilgehäuse gekennzeichnet. Der Ventilkegel wird durch Drehen des an der Ventilstange befestigten Griffs um 90° gedreht, um den Durchflussweg zu sperren. Kugelhähne haben einen geringen Druckabfall, da der Ventilkegel bei geöffnetem Ventil nicht im Strömungsweg verbleibt.
Sie werden in der Regel nicht in der mittleren Öffnungsphase und nicht zur Durchfluss- oder Druckregelung eingesetzt. Sie sind relativ kompakt und preiswert und werden häufig als kleine Absperrventile verwendet, da sie durch einfaches Drehen des Griffs um 90° geschlossen werden können.
3. Absperrschieber
Absperrschieber sind Ventile, die speziell zum Absperren von Flüssigkeiten verwendet werden. Der Schieberstopfen (Scheibe) im Ventilgehäuse wird durch Drehen eines an der Ventilstange (Spindel) befestigten Griffs auf und ab bewegt.
Dadurch berührt der Schieberstopfen den Sitz und sperrt die Flüssigkeit ab. Der Fließweg im Ventilgehäuse ist gerade und der Druckabfall ist gering. Er wird als Absperrventil verwendet, da er nicht in der mittleren Öffnungsstellung, sondern in den Stellungen offen und geschlossen eingesetzt wird.
4. Absperrklappen
Absperrklappen zeichnen sich durch einen scheibenförmigen Ventilkegel (Scheibe) im Ventilgehäuse (Körper) aus. Durch Drehen eines an der Ventilspindel befestigten Griffs wird der Ventilkegel gedreht und damit der Durchflussweg abgesperrt.
Der Ventilkegel kann auch halbkreisförmig sein und sich wie die Flügel eines Schmetterlings drehen. Klappenventile ermöglichen die Einstellung von Durchfluss und Druck durch Verstellen des Drehwinkels des Ventilkegels.
5. Membranventile
Membranventile sperren den Durchflussweg mit einer Membran (Diaphragma) aus Gummi oder Fluorkunststoff ab. Der Ventilkegel (Membran) in der Ventilbox (Gehäuse) wird durch einen an der Ventilstange (Spindel) befestigten Griff gedreht, wodurch sich die Membran auf und ab verformt. Dadurch berührt der Ventilkegel den Sitz und sperrt die Flüssigkeit ab.
Im Vergleich zu anderen Ventilen ist die Konstruktion einfacher und die Membran isoliert den Durchflussweg vom Antriebsteil, wodurch sie sich hervorragend für hochkorrosive Flüssigkeiten eignen. Daher werden sie häufig in Bereichen wie Pharmazie, Lebensmittel und Medizin eingesetzt. Sie können nicht mit Hochdruckflüssigkeiten verwendet werden und werden hauptsächlich bei niedrigem Druck unter 0,5 MPa eingesetzt.
Wie wählt man ein manuelles Ventil aus?
Wählen Sie ein geeignetes Ventil unter Berücksichtigung des Verwendungszwecks, des Druckabfalls und der Kosten. Manuelle Ventile erfordern keine elektrische Verdrahtung oder pneumatische Verrohrung der Antriebseinheit und ermöglichen einen kostengünstigeren Ventilbetrieb.
Im Gegensatz zu manuellen Ventilen gibt es automatische Ventile, die sich entweder ferngesteuert oder durch Regelung mit Hilfe eines Antriebs (Stellantrieb) öffnen, schließen oder ihren Öffnungsgrad einstellen lassen. Der Antrieb (Stellantrieb) kann druckluft- oder elektrisch betrieben werden.
Druckluftantriebe können entweder einfachwirkend sein, wobei nur der Öffnungsvorgang pneumatisch angetrieben wird und der Schließvorgang durch eine Feder oder ähnliches erfolgt. Sie können aber auch doppeltwirkend sein, wobei sowohl der Öffnungs- als auch der Schließvorgang pneumatisch angetrieben werden. Bei elektrischem Antrieb werden Spindelhubgetriebe mit Elektromotoren oder elektromagnetischen Spulen für den Öffnungs- und Schließvorgang verwendet.
Weitere Informationen zum manuellen Ventil
Symbole für manuelle Ventile
Wenn manuelle Ventile verwendet werden, handelt es sich häufig um sehr große Anlagen oder weitläufige Bereiche. Daher können die Zeichnungen und sonstigen Informationen sehr komplex sein.
In der Regel zeigen die Zeichnungen nicht die vollständige Form des manuellen Ventils, sondern das Symbol für das manuelle Ventil.