Electric control valve

Product Overview

Die elektrische Buchse Regelventil (auch als elektrischer Käfig bezeichnet Regelventil) ist eine buchsengeführte Regelventil Konstruktion, die von einem elektrischen Stellantrieb angetrieben wird. Sie wird häufig in automatischen Steuerungssystemen in Branchen wie Petrochemie, Chemie, Energieerzeugung, Metallurgie und Leichtindustrie eingesetzt, insbesondere bei Anwendungen mit hohem Differenzdruck, großem Durchfluss und geringem Geräuschpegel. Das Ventil empfängt ein standardmäßiges analoges Steuersignal (typischerweise 4–20 mA oder 0–10 V DC). Der elektrische Stellantrieb bewegt den Kolben innerhalb der Buchse auf und ab und verändert die Drosselfläche durch die mehrfachen Fenster der Buchse, um Durchflussrate, Druck, Temperatur oder Flüssigkeitsstand präzise zu regeln.

Die Buchsenkonstruktion bietet Druckausgleich, geringe Geräuschentwicklung, Kavitationsschutz, hohen zulässigen Differenzdruck und austauschbare Sitze. Sie eignet sich besonders für Dampf-, Gas- und Hochdruckflüssigkeitsanwendungen, bei denen Geräusche und Kavitation problematisch sind. Das Ventil verfügt über Flanschanschlüsse, Nennweiten von DN15 bis DN400, Druckstufen von PN16 bis PN160 (Class 150–900) und Gehäusewerkstoffe wie Kohlenstoffstahl und Edelstahl.

Produktstruktur

Das elektrische Buchsen-Regelventil besteht hauptsächlich aus dem elektrischen Stellantrieb und der Buchsenventil-Gehäuseeinheit.

Elektrischer Stellantrieb:

1. Motor: Umkehrbarer Servomotor oder Schrittmotor, der die Antriebskraft bereitstellt.

2. Getriebe: Getriebe oder Schneckengetriebe, das die hohe Motordrehzahl in eine langsame, hochdrehmomentige Ausgangsbewegung umwandelt.

3. Positionsrückmeldeeinrichtung: Potentiometer oder Hall-Sensor, der eine Echtzeit-Rückmeldung der Ventilposition liefert.

4. Steuereinheit: Empfängt das externe Steuersignal, vergleicht es mit der Positionsrückmeldung und treibt den Motor an, um eine präzise Positionierung zu erreichen.

5. Handradmechanismus: Manuelle Notbetätigung für die Inbetriebnahme vor Ort und den Notbetrieb.

6. Endschalter: Mechanische oder elektronische Begrenzungen zum Schutz des Ventils vor Überhub in den Endstellungen (voll geöffnet/geschlossen).

7. Anschlusskasten: Zum Anschluss von Strom, Steuersignal, Rückmeldesignal usw.

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Buchsenventil-Gehäuseeinheit:

1. Gehäuse: Gegossenes oder geschmiedetes Gehäuse aus Kohlenstoffstahl (WCB), Edelstahl (CF8/CF8M) usw. Flanschenden gemäß GB/T 9113, ANSI B16.5, EN 1092‑1 usw. Durchgangsströmungsweg.

2. Buchse (Käfig): Zylindrisches Bauteil mit mehreren Drosselfenstern, aus Edelstahl (optional mit Hartbeschichtung). Die Buchse sorgt für Führung, Druckausgleich, Geräuschreduzierung und Kavitationsschutz.

3. Kolben: Ausgeglichener Tauchkolben, der sich innerhalb der Buchse bewegt. Die Dichtfläche kann mit Stellite hartbeschichtet oder mit PTFE/PEEK bedeckt sein. Der Kolbenhub verändert die Drosselfläche der Buchsenfenster zur Regelung.

4. Sitz: Herausnehmbarer Sitz, der das Dichtpaar mit dem Kolben bildet, aus passendem Material.

5. Ventilschaft: Edelstahlschaft, oben mit der Abtriebswelle des Stellantriebs und unten mit dem Kolben verbunden.

6. Stopfbuchse: Enthält PTFE- oder flexible Graphitpackung, die durch eine Stopfbuchsenbrille komprimiert wird, um äußere Leckagen zu verhindern.

7. Haube: Mit dem Gehäuse verbunden, beherbergt die Stopfbuchse und den Schaft. Erhältlich in Standard-, Verlängerungs- (für hohe/niedrige Temperaturen) oder Balgdichtungsausführung.

8. Ausgleichsdichtring: Zwischen Kolben und Buchse installiert, um interne Leckagen zu reduzieren und die Regelgenauigkeit zu verbessern.

Kompakte Bauweise. Die Buchsenkonstruktion minimiert die unausgeglichenen Kräfte auf den Kolben und ermöglicht eine hohe Differenzdruckfähigkeit.

Funktion

1. Durchflussregelung: Durch Veränderung des Kolbenhubs wird die Drosselfläche der Buchsenfenster geändert, was eine präzise Durchflussregelung mit linearen oder gleichprozentigen Kennlinien ermöglicht.

2. Druckausgleich: Die Buchsenkonstruktion gleicht den Druck oberhalb und unterhalb des Kolbens aus, wodurch die unausgeglichenen Kräfte stark reduziert werden. Dies ermöglicht einen wesentlich höheren zulässigen Differenzdruck mit einem kleineren Stellantrieb.

3. Geräuschreduzierung & Kavitationsschutz: Die mehrfach gelochte Buchse teilt die Hochgeschwindigkeitsströmung in mehrere kleine Ströme auf, wodurch Turbulenzgeräusche und Vibrationen reduziert werden. Gleichzeitig unterdrückt der mehrstufige Druckabfall Kavitation wirksam.

4. Hoher zulässiger Differenzdruck: Die ausgeglichene Kolbenkonstruktion ermöglicht einen wesentlich höheren Differenzdruck als bei einsitzigen Ventilen gleicher Größe, was sie für Anwendungen mit hohem Druckabfall geeignet macht.

5. Austauschbarer Sitz: Buchse und Sitz sind unabhängige Komponenten; Buchsen mit unterschiedlichen Durchflusskennlinien oder Sitze aus verschiedenen Materialien können für Wartungs- oder Anwendungsänderungen leicht ausgetauscht werden.

6. Hohe Absperrleistung: Weichdichtung erreicht ANSI Class VI (blasendicht), Metalldichtung erreicht Class IV.

7. Keine Druckluft erforderlich: Es werden nur elektrische Energie und ein Steuersignal benötigt – ideal für Standorte ohne Druckluftversorgung.

8. Fern- / Vor-Ort-Steuerung: Unterstützt ferngesteuerte automatische Regelung und manuelle Bedienung vor Ort (über Handrad).

9. Ventilpositionsrückmeldung: Kann ein 4–20 mA oder 0–10 V Positionssignal zur Überwachung durch ein übergeordnetes System ausgeben.

Arbeitsbedingungen

1. Anwendbare Medien: Wasser, Dampf, Gas, Öl, chemische Medien, korrosive Flüssigkeiten usw.

2. Temperaturbereich: –29°C bis +200°C (Standard PTFE-Stopfbuchse); –29°C bis +400°C (Graphit-Stopfbuchse); –196°C bis +450°C (Balgdichtung + Verlängerungshaube).

3. Druckstufe: PN16, PN25, PN40, PN63, PN100, PN160 (Class 150, 300, 600, 900).

4. Nenndurchmesser: DN15 – DN400 (1/2″ – 16″).

5. Stromversorgung: AC 220V oder AC 380V (Standard); DC 24V optional.

6. Steuersignal: 4–20 mA, 0–10 V DC usw.

7. Rückmeldesignal: 4–20 mA (optional).

8. Typische Anwendungen:

   1. Hochdruck-Dampfdruckreduzierung und Temperaturregelung

   2. Durchfluss-/Druckregelung am Verdichteraustritt (Geräuschreduzierung erforderlich)

   3. Hochdruck-Flüssigkeitsleitungen (Kavitationsschutz)

   4. Kesselspeisewasserregelung

   5. Prozessregelung mit hohem Differenzdruck in petrochemischen Anlagen

   6. Überhitzerstationen in Kraftwerken

   7. Gasregelung in Luftzerlegungsanlagen

Zusammenfassung

Das elektrische Buchsen-Regelventil mit seinen Vorteilen von Ausgeglichene Kolbenkonstruktion (mit Käfigführung), Druckausgleich, Geräuschreduzierung, Anti-Kavitation, hohe zulässige Druckdifferenz und kein Druckluftbedarf, ist ein ideales Regelventil für Anwendungen mit hoher Druckdifferenz, großem Durchfluss und niedrigem Geräuschpegel. Im Vergleich zu Einsitz-Regelventilen bietet das Käfigventil eine wesentlich höhere zulässige Druckdifferenz bei einem kleineren Stellantrieb. Im Vergleich zu pneumatischen Regelventilen entfällt beim elektrischen Käfigventil die Druckluftversorgung, was Installation und Wartung vereinfacht. Der mehrfach gelochte Käfig reduziert wirksam das Strömungsgeräusch und unterdrückt Kavitation, wodurch es sich besonders für Dampf, Hochdruckgas und Hochdruckflüssigkeiten eignet. Das Ventil verfügt über Flanschanschlüsse und kann mit verschiedenen Optionen ausgestattet werden, um unterschiedliche Automatisierungsanforderungen zu erfüllen. Für Rohrleitungssysteme, die eine präzise Regelung bei hoher Druckdifferenz, Geräuschkontrolle oder Kavitationsvermeidung erfordern, ist das elektrische Käfig-Regelventil eine zuverlässige, effiziente und wirtschaftliche Lösung.