Selbsttätige Regelarmaturen ─
Das Non-plus-ultra im Maschinen- und Anlagenbau
Die unterschiedlichen Komponenten industrieller Anlagen werden in Layout und Funktion bestmöglich aufeinander abgestimmt. Ein wichtiges Bauteil sind Armaturen, die notwendige Regel- oder Steuerungsaufgaben übernehmen. Sie können hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angesteuert werden oder sie können selbsttätig arbeiten.
Selbsttätige Regelarmaturen werden auch als Regler ohne Hilfsenergie (RoH) bezeichnet. Sie sind eigenmediumgesteuert, d.h. Druckregler nutzen den vorliegenden Leitungsdruck als Betriebsenergie und Niveauregler den Füllstand. Sie benötigen keine externe Energiequelle und auch keinen Stellantrieb für ihre einwandfreie Funktion.
Bewährtes Funktionsprinzip für moderne Anlagen
Selbsttätige Armaturen arbeiten seit mehr als hundert Jahren nach genau diesem Funktionsprinzip. Die Anlagenbetreiber erhalten mit der Lieferung ein anschlussfertiges und sofort funktionsbereites Ventil, dessen lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit auch in anspruchsvollen Anwendungsfällen für einen sicheren Betrieb sorgt.
Zwar werden Anlagen so konzipiert und gewartet, dass sie in möglichst jeder Situation zuverlässig arbeiten. Dennoch können Naturereignisse wie Erdbeben oder Überflutungen einen Strich durch die sorgfältig kalkulierte Rechnung machen, wenn der Strom ausfällt. Dann kommen die Anlagen schnell an ihre Grenzen.
Aber nicht selbsttätige Armaturen! Sie funktionieren ressourcensparend auch in diesen besonderen Situationen einwandfrei und regeln zuverlässig.
Druck mindern? Das können Druckminder- oder Überströmventile.
Ein Druckminderventil reduziert einen hohen, oft schwankenden Vordruck (p1) auf einen einstellbaren, konstanten Druck hinter dem Ventil (p2). Es ist federgesteuert, d.h. eine Feder hält das Ventil geöffnet. Der reduzierte Hinterdruck steht im Gleichgewicht mit der Federkraft. Ist der Hinterdruck größer als die Federkraft, bewegen sich die Feder, die Spindel und der Kegel nach oben und das Ventil schließt. Es handelt sich also um einen Hinterdruckregler, der nachgeschaltete Geräte, Armaturen und Installationen vor zu hohem Druck schützt. Gleichzeitig reduziert er den Verbrauch und minimiert die Fließgeschwindigkeit und Geräusche.
Überströmventile begrenzen oder bauen einen einstellbaren, konstanten Druck vor dem Ventil auf. Sie regeln also den Druck vor der Armatur (p1). Auch sie sind federgesteuert, d.h. eine Feder hält das Ventil geschlossen. Der eingestellte Vordruck steht im Gleichgewicht mit der Federkraft. Ist der Vordruck größer als die Federkraft, bewegen sich die Feder, die Spindel und der Kegel und öffnen das Ventil. Überströmventile schützen vorgeschaltete Geräte und Installationen vor zu hohem oder zu niedrigem Druck, z.B. als Pumpenschutzventil.
Aufbau von federgesteuerten Druckregelventilen
- Sollwerteinsteller
- Sollwertfeder
- Arbeitsmembrane
- Regelstrecke
- Stellglied (Drosselstelle)
Probleme mit der Luft? Selbsttätige Niveauregler schaffen Abhilfe.
Alle Flüssigkeiten enthalten Luft oder Gas sowohl im Anfahr- als auch im Dauerbetrieb. Es besteht die Gefahr von Druckschlägen, Bersten oder Implodieren der Leitung, hervorgerufen durch Pumpenausfälle, Notstopps oder Systemausfälle. Gasblasen verursachen aber auch Druckverluste an geodätischen Hochpunkten und tragen damit zu einer Energieverschwendung bei.
Be- und Entlüfter schaffen hier Abhilfe. Sie werden an Hochpunkten der Rohrleitung installiert und schleusen automatisch Luft oder Gase heraus oder dort hinein. Sie sind schwimmergesteuert. Steigender Flüssigkeitsstand hebt den Schwimmer und schließt das Ventil, meist über ein Hebelsystem. Bei sinkendem Flüssigkeitsstand öffnet das Ventil und lässt Luft einströmen.
Be- und Entlüfter für den Anfahrbetrieb entlüften Anlagen mit geringem Innendruck beim Anfahren oder Befüllen. Mit ihrem großen Sitzdurchmesser gewährleisten sie eine schnelle Entlüftung. Während des Betriebes werden sie vom Behälterinnendruck geschlossen gehalten. Bei plötzlich auftretendem Vakuum öffnen sie und sorgen für Druckausgleich. Dadurch werden Unterdruckschäden vermieden.
Be- und Entlüfter für den Dauerbetrieb werden verwendet, um während des Anlagenbetriebs die anfallende Luft ein- bzw. auszuschleusen. Sie haben eine Hebelübersetzung, so dass sie auch bei geringsten und hohen Drücken arbeiten. Soll die Belüftung während des Betriebs vermieden werden, wird der Ausgang mit einem Rückschlagventil versehen.
Kombinierte Be- und Entlüfter können sowohl für den Anfahrbetrieb als auch für den Dauerbetrieb eingesetzt werden.
Auch Kondensatableiter, Flüssigkeits- und Gasabscheider werden zur Niveauregelung eingesetzt. Im Gegensatz zu Be-/Entlüftern, die an Hochpunkten der Anlagen sitzen, befinden sich Kondensatableiter unten an den Rohrleitungen. Sie leiten das gesammelte Kondensat selbsttätig ohne Dampf- oder Gasverluste ab.
Flüssigkeitsabscheider nutzen das Fliehkraftprinzip. Sie trennen selbsttätig Flüssigkeiten und Kondensat aus Gas- oder Dampfströmungen und leiten diese automatisch ab. Ein steigendes Niveau im integrierten Abscheider öffnet das Ventil, bei fallendem Niveau wird es geschlossen.
Aufbau von schwimmergesteuerten Niveauregelventilen
- Schwimmer
- Hebel
- Ventilsitz
- Absperrkörper
- Flüssigkeitsniveau
Keine Umwege
Das bewährte Funktionsprinzip der selbsttätigen Regelarmaturen steht für das schnelle Ansprechverhalten dieses Armaturentyps, denn die Sollwertsteinstellung wirkt sofort und ohne Verluste auf die Steuerfläche. Umwege über ein Steuerorgan werden vermieden.
Der geringe Montage- und Wartungsaufwand sowie die lange Lebensdauer der Armaturen bei optimaler Auswahl ermöglichen zudem Kostenvorteile im Anlagenbetrieb.
Einbauen und vertrauen
Wir sagten es bereits: Selbsttätige Regler funktionieren ohne externe Energiequellen. Ein Stromausfall hat keine Konsequenzen. Selbst in entlegenen Gebieten mit mangelhafter Infrastruktur oder in Rohrleitungen, die über große Distanzen verlegt sind, verrichten selbsttätige Armaturen zuverlässig ihren Dienst ganz ohne externe Steuerung. Versehentliche Fehlbedienung ist damit ausgeschlossen – Set and forget!
Aspekte für selbsttätige Regelarmaturen, die überzeugen:
Sicherheit
- Einwandfreie Funktion bei Stromausfall
- Bewährtes Funktionsprinzip seit über hundert Jahren
- Kein Risiko in Bezug auf Fehlbedienung
- Schnelles Ansprechverhalten von selbsttätigen Regelarmaturen
- Keine Anfälligkeit gegenüber Computerviren
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