Ein getriebebetätigtes Schieberventil verwendet ein mechanisches Getriebe, um das Drehmoment zu vervielfachen, sodass ein einzelner Bediener große oder Hochdruckventile ohne übermäßigen Kraftaufwand öffnen oder schließen kann. Diese Ventile dienen ausschließlich der Auf-/Zu-Absperrung.
Wie funktioniert ein getriebebetätigtes Schieberventil?
Der Bediener dreht ein kleines Handrad, das ein Zahnradsystem im Inneren des Getriebes antreibt. Dieses System vervielfacht die aufgebrachte Kraft in Verhältnissen von 20:1 oder 40:1. Die verstärkte Ausgangsleistung wird direkt auf die Ventilstange übertragen.
Stellen Sie es sich wie ein Fahrrad im niedrigen Gang vor. Weniger Kraftaufwand geht hinein, mehr Kraft kommt heraus, und alles bewegt sich dadurch langsamer.
Die Spindel hebt oder senkt den Keil langsam und mit voller Kontrolle. In Hochdruckleitungen verhindert dieses kontrollierte Tempo den Wasserschlag, den Druckstoß, der Rohre reißen lässt und angeschlossene Geräte beschädigt.
Die meisten Getriebe verfügen über eine Positionsanzeige am Gehäuse, die den offenen oder geschlossenen Zustand auf einen Blick zeigt. Bei unterirdischen oder beengten Installationen, wo die Spindel nicht sichtbar ist, ist diese Anzeige die einzige Möglichkeit, die Ventilposition mit Sicherheit zu bestätigen.
Das Funktionsprinzip wird ausführlicher in unserem Leitfaden für getriebebetätigte Ventile behandelt, der erklärt, wie die Drehmomentvervielfachung in die Schieberbewegung umgesetzt wird.
Was ist der Unterschied zwischen Schneckengetriebe und Kegelradgetriebe für Ventile?
Zwei Getriebetypen sind in industriellen Schieberanwendungen üblich. Der richtige hängt von der Installationsanordnung und den Drehmomentanforderungen ab.
Ein Schneckengetriebe ist selbsthemmend, was bedeutet, dass das Schieberblatt seine Position unter Druck ohne Abdriften hält. Bei Hochdruckleitungen ist das wichtig, da der Differenzdruck allein einen ungesicherten Schieber verschieben kann.
Ein Kegelradgetriebe für Ventile ändert die Eingangsrichtung um 90 Grad, wodurch das Handrad seitlich oder nach oben statt gerade nach oben zeigen kann. Dies hilft in engen Räumen oder bei vertikalen Rohrleitungen, wo eine Standardausrichtung nicht praktikabel ist.
Kegelräder arbeiten mit einem Wirkungsgrad von 93 bis 97 Prozent. Sie eignen sich für steigende Spindel-Schieber, bei denen neben dem Drehmoment auch die Schubkraft-Effizienz wichtig ist.
Höhere Übersetzungsverhältnisse reduzieren den manuellen Kraftaufwand, erfordern aber mehr Umdrehungen zum Öffnen oder Schließen. Bei Installationen, bei denen das Ventil schnell reagieren muss, muss dieser langsamere Betrieb Teil der Spezifikation sein.
Hauptunterschiede zwischen den beiden:
- Schneckengetriebe sind selbsthemmend und halten die Position ohne Bremse
- Kegelradgetriebe ermöglichen eine 90-Grad-Neupositionierung des Handrads für enge oder unterirdische Installationen
- Kegelräder arbeiten mit höherem Wirkungsgrad, typischerweise 93 bis 97 Prozent, gegenüber 50 bis 90 Prozent bei Schneckengetrieben
- Schneckengetriebe sind die Standardlösung für die meisten oberirdischen Anwendungen
Wann man einen Schieber mit Getriebe verwenden sollte
Die manuelle Bedienung wird oberhalb von DN200, was ungefähr 8 Zoll Rohrdurchmesser entspricht, unsicher oder unpraktisch. Ab diesem Punkt ist ein Schieber mit Getriebe erforderlich.
Situationen, die einen Getriebebetrieb erfordern:
- Ventile DN350, ungefähr 14 Zoll, und größer, bei denen das Schieberblatt zu groß ist, um es sicher von Hand zu bewegen
- Hochdruckleitungen, bei denen der Differenzdruck über dem Schieber das manuelle Drehen unmöglich macht
- Unterirdische oder beengte Räume, in denen das Kegelradgetriebe das Handrad in eine andere Richtung zeigen lässt
- Systeme, bei denen ein langsames, kontrolliertes Öffnen erforderlich ist, um Wasserschläge zu verhindern
- Hochtemperaturleitungen, bei denen Hitze den Keil ausdehnen und verkleben lässt, wodurch die zum Öffnen erforderliche Kraft erhöht wird
In Hochdruckanwendungen kann das Öffnungsdrehmoment 30 Prozent höher sein als das Schließdrehmoment. Das Getriebe muss für diesen Wert ausgelegt sein, nicht für die durchschnittliche Betriebsbelastung.
Ventildrehmoment-Experte
Präzisionsgetriebe-Dimensionierungs- & SchätzungstoolWas ist ein AVK-Schieber?
Das AVK-Schieberventil wird häufig in Wasser- und Abwassersystemen eingesetzt. AVK-Ventile verwenden gummibeschichtete Keile für eine dichte Abdichtung, Spindeln aus Edelstahl und Montageplatten, die Standard-ISO-Flanschanschlüsse aufnehmen. ISO-Flansche sind standardisierte Befestigungspunkte, die es ermöglichen, Getriebe und Antriebe ohne kundenspezifische Fertigung anzubringen. Gängige Größen sind F10, F14 und F16.
Bei größeren AVK-Ventilen über DN350 muss das höhere Öffnungsdrehmoment bei der Getriebewahl berücksichtigt werden. Das genutete Spindeldesign ermöglicht den Austausch des Getriebeantriebs, ohne das Ventil aus der Rohrleitung entfernen zu müssen.
Unser Bronze-Schieberventil ist nach API 600 gebaut, dem Standard des American Petroleum Institute für die Konstruktion und Prüfung von Industrieschiebern. Es verwendet eine Aluminiumbronzekonstruktion und eignet sich für dieselben Wasser- und Abwasseranwendungen, bei denen AVK-Konstruktionen üblicherweise eingesetzt werden, und deckt den Betrieb im Druckbereich der Klassen 150 bis 300 ab.
Ersatzschieber mit Getriebe
Die Beschaffung eines Ersatzschiebers mit Getriebe erfordert mehr als nur die Anpassung der Rohrgröße. Einige Dinge müssen vor der Bestellung bestätigt werden.
Das Getriebe muss das maximale Losbrechmoment bewältigen, die Kraft, die erforderlich ist, um den Keil nach einer langen Schließperiode zu lösen. Das Losbrechmoment ist höher als das normale Betriebsdrehmoment, und die Wahl des Übersetzungsverhältnisses muss auf diesem Wert basieren.
ISO-Flanschgrößen F10, F14 und F16 sind gängig, aber nicht austauschbar. Die Bestätigung der richtigen Größe vor der Bestellung verhindert eine Fehlanpassung, die das Anbringen des Getriebes an der vorhandenen Spindel verhindert.
Für Außen-, Untergrund- oder Küsteninstallationen:
- IP65 schützt vor Staub und Spritzwasser, geeignet für den oberirdischen, exponierten Einsatz
- IP67 wird benötigt, wo das Ventil periodisch untergetaucht werden kann
- Gehäuse aus Sphäroguss oder Edelstahl bewältigen Küsten- oder chemisch aggressive Bedingungen besser als Standard-Gusseisen
Viele Ventilkonstruktionen akzeptieren einen Ersatz-Getriebeantrieb, ohne das Ventilgehäuse zu wechseln. Die Überprüfung, ob ein eigenständiger Getriebesatz auf den vorhandenen Spindel und ISO-Flansch passt, kann im Vergleich zu einem vollständigen Ventilaustausch hohe Kosten sparen.
Für Hochdruck-Schmiedestahl-Ersatzteile von Klasse 150 bis Klasse 2500, unser Schmiedestahl-Schieber deckt die Materialoptionen ASTM A105, F316 und F11/F22 Legierungen ab. Er ist nach API 602, dem Standard für Schmiedestahl-Kleinnennweiten-Schieber, gebaut und ASME B16.34, der Druck- und Temperaturbewertungen für Industriearmaturen regelt. Getriebe-, pneumatische und elektrische Antriebsoptionen sind verfügbar.
Was Leute bei getriebebetätigten Schieberventilen falsch verstehen
Einige Fehler treten bei getriebebetätigten Schieberanwendungen immer wieder auf:
- Verwendung des Ventils zum Drosseln. Das teilweise Offenlassen des Schiebers verursacht Vibrationen und verschleißt den Sitz schnell
- Auslassen der Getriebeschmierung. Das Ventilgehäuse benötigt möglicherweise keine Wartung, aber das Getriebe muss regelmäßig gefettet werden
- Fehlende Rückdichtung und Gewindeentlastungsschritte. Bei vollständig geöffnetem Ventil isoliert eine halbe Umdrehung zurück die Packung vom Druck. Eine Vierteldrehung zurück entlastet die Spindelgewinde. Beide Schritte werden routinemäßig übersprungen
- Horizontale Installation der Spindel. Die Spindel sollte vertikal nach oben zeigen, um zu verhindern, dass sich Schmutz im Sitz absetzt
- Annahme, dass im Uhrzeigersinn geschlossen wird. Die meisten Industrieschieber funktionieren so, aber bei Ersatzeinheiten immer bestätigen
Xintai Schieber für ein ruhiges Gewissen
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Die Xintai Valve Group fertigt seit 1998 Schieber und beliefert die Öl- und Gas-, Petrochemie-, Energieerzeugungs-, Verteidigungs- und Wasseraufbereitungsindustrie in über 50 Ländern.
Die Produktion beläuft sich auf 270.000 Ventile jährlich an sechs Fertigungsstandorten. Jede Anlage verwendet CNC-Bearbeitungszentren für Präzisionsarbeiten an Dichtflächen und drucktragenden Oberflächen.
Automatisierte Montagelinien integrieren Qualitätskontrollen während der gesamten Produktion. Gießereibetriebe gießen geschmolzenes Eisen bei über 1.500 °C für die Gussintegrität.
Jede Charge wird mit einem vollständigen Inspektionsbericht geliefert, der Maßprüfungen, Druckprüfungen nach API 598 und Materialverifizierung umfasst. Ein unabhängiges Inspektionsunternehmen führt vor dem Versand eine zweite Prüfung durch, getrennt vom internen Qualitätsteam.
Zertifizierungen umfassen ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, CE, SIL, API 6D, API 600, API 602 und API 624. Xintai ist von Petronas und Petrobras durch deren Lieferantenfreigabeprozesse qualifiziert und hat Projekte für Saudi Aramco, PARCO, Repsol YPF und das AMK District Cooling Plant in Singapur geliefert.
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