Gemeinsame Anwendungen von drei

Die Steuerung des Flüssigkeitsflusses in verschiedenen industriellen Anwendungen erfordert den Einsatz mehrerer Ventile, die den Flüssigkeitsfluss starten, stoppen oder umleiten. Die meisten dieser Ventile sind Zweiwegeventile, das heißt, sie verfügen über einen Einlass- und einen Auslassanschluss.

Einige Durchflussanwendungen erfordern jedoch einen dritten Anschluss, der zwei Einlassanschlüsse und einen einzelnen Auslass oder zwei Auslässe und einen Einlassanschluss bereitstellt. Dies bedeutet, dass diese Ventile die gleichen Funktionen wie Zweiwegeventile erfüllen können und bessere Leistungseigenschaften aufweisen.

Dreiwegeventile bieten eine kostengünstige Möglichkeit zur Steuerung des Flüssigkeitsflusses in verschiedenen Anwendungen, indem sie für bestimmte Vorgänge die Verwendung mehrerer Zweiwegeventile minimieren oder eliminieren. Dreiwegeventile können beispielsweise Flüssigkeiten mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften mischen oder je nach Anschlusskonfiguration die Strömungsrichtung umlenken. Auf dem Markt sind verschiedene Arten von Dreiwegeventilen erhältlich, um die Anforderungen an die Durchflussregelung verschiedener Industrieanwendungen zu erfüllen. Dazu gehören Dreiwege-Kugelhähne, Dreiwege-Magnetventile, Dreiwege-Absperrklappen und Mehrwege-Kükenhähne. In diesem Artikel liegt der Fokus auf Dreiwege-Kugelhähnen. Diese Ventile verfügen über drei Anschlüsse mit der Bezeichnung A, B und AB.

Dreiwegeventile sind in Industriekesseln, chemischen Mischleitungen, Dampfsammel- und -verteilungssystemen, Klimaanlagen und komplexen Rohrleitungssystemen mit Primär- und Sekundärkreisläufen beliebt. Diese Ventile sind in zwei internen Konfigurationen erhältlich, die sich auf ihre Leistung in den genannten Anwendungen auswirken.

Es gibt zwei große Kategorien von Dreiwegeventilen, nämlich L-Anschluss und T-Anschluss. Die L- und T-Nomenklatur stellt den Flüssigkeitsströmungsweg durch die drei Anschlüsse dar, abhängig von der Konfiguration der Anschlüsse und der Verbindung zu benachbarten Rohrleitungen.

L-Port-Ventile werden auch Umschaltventile oder L-förmige Ventile genannt. Das L-Muster beschreibt den Flüssigkeitsströmungsweg auf seinem Weg vom Einlass zu den Auslässen. Normalerweise verfügen L-Anschlussventile über zwei Auslassanschlüsse und einen einzelnen Einlassanschluss.

Die Ports sind mit A, B und AB gekennzeichnet. Wenn also Anschluss A als Einlass verwendet wird, sind die Anschlüsse B und AB Auslässe. Wenn Anschluss B der primäre Einlass ist, werden die Anschlüsse A und AB zu den Auslässen. In anderen Konfigurationen ist Anschluss AB der Einlassanschluss, während die Anschlüsse A und B als Auslassanschlüsse fungieren.

Um die Funktionsweise von L-Anschlüssen zu veranschaulichen, betrachten Sie einen Dreiwege-Kugelhahn mit Anschluss AB als Einlass. Gehen Sie davon aus, dass die Flüssigkeit vom Einlassanschluss in die richtige Richtung zum Auslassanschluss B fließt, wie unten dargestellt (Position A). Das Dreiwegeventil enthält einen Hebel oder Aktuator, der sich um 90 Grad bewegt, um die Richtung des Flüssigkeitsflusses zu ändern. Wenn sich der Hebel um 90 Grad im Uhrzeigersinn bewegt, blockiert die Kugel den Flüssigkeitsfluss durch Anschluss B und leitet ihn zum linken Anschluss A um, der zum neuen Auslass wird.

Eine weitere Vierteldrehung bewegt die Ventile um 180 Grad aus ihrer ursprünglichen Position. An diesem Punkt blockiert die Kugel den Flüssigkeitsfluss durch beide Auslassöffnungen, und der Flüssigkeitsfluss ist vollständig unterbrochen. Bestimmte Ventile mit L-Anschluss können um 360 Grad gedreht werden und haben zwei Absperrpositionen. L-Ports können in horizontaler und vertikaler Konfiguration installiert werden. Anschluss AB bleibt in einer offenen Position, wenn das L-Anschlussventil in einer vertikalen Rohrkonfiguration installiert wird.

T-Anschlussventile sind für die Konvergenz (Mischung) von Flüssigkeiten aus zwei Quellen und deren Abgabe über einen gemeinsamen Auslass von entscheidender Bedeutung. Die Ventile sind für die Aufteilung von Flüssigkeiten aus einer Quelle in zwei Richtungen unerlässlich. Daher können diese Ventile zwei Einlässe und einen einzigen Auslass oder einen Einlass und zwei Auslässe haben. Bei der Verwendung von T-Anschlüssen zur Flüssigkeitskontrolle in industriellen Prozessen befinden sich alle Anschlüsse gleichzeitig in einer offenen Position. Dies bedeutet, dass die Ventile einen ununterbrochenen, geraden Durchfluss der Betriebsflüssigkeiten gewährleisten können. Wie der L-Anschluss können T-Anschlussventile in vertikal und horizontal angeordnete Rohrleitungen passen.

Durch die Betätigung von T-Anschlussventilen um 90 Grad weisen sie ähnliche Leistungsmerkmale auf wie Dreiwegeventile mit L-Anschluss. Die Flüssigkeit fließt aus dem gemeinsamen Einlass und strömt nur durch eine Auslassöffnung. Die Betätigung des Ventils um 180 Grad hat keinen Einfluss auf den Flüssigkeitsfluss. Ein Nachteil von T-Anschluss-Ventilen ist das Fehlen einer blasendichten Absperrung. Diese Ventile eignen sich nicht für Rohrleitungen, die eine strenge Kontrolle von Leckagen und diffusen Emissionen erfordern. T-Anschlussventile sind mit Verriegelungsgriffen ausgestattet, die die Vierteldrehungsübergänge der Durchflussregelmechanismen steuern. Diese Funktion ermöglicht eine bessere volumetrische Kontrolle beim Mischen oder Umleiten von Betriebsflüssigkeiten.

T-Anschlussventile werden hauptsächlich für Mischdienste in industriellen Anwendungen verwendet. Die Ventile sind an Rohrleitungen angeschlossen, die unterschiedliche Flüssigkeitszusammensetzungen transportieren. Wenn die Flüssigkeiten aus den verschiedenen Quellen am Ventil zusammenfließen, vermischen sie sich in kontrollierten Verhältnissen, bevor sie in nachfolgende Rohrabschnitte oder Prozesse gelangen. T-Anschlussventile sorgen in der Regel für eine konstante Durchflusskontrolle und unterstützen Ingenieure beim Mischen und Probennehmen von Flüssigkeiten an verschiedenen Rohrabschnitten.

Die Umleitung des Flüssigkeitsstroms ist mit L-Anschluss- und T-Anschluss-Ventilen möglich. Ventile mit L-Anschluss sorgen für eine Flüssigkeitsumleitung in eine Richtung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Allerdings können T-Anschlussventile Flüssigkeiten gleichzeitig zu zwei Zielen umleiten. T-Anschlussventile können auch einen direkten Durchfluss (vom Einlassanschluss A zum Auslassanschluss B) ermöglichen, der um 90 Grad zum zweiten Auslassanschluss AB umgeleitet werden könnte. Dies ist eine übliche Anordnung bei Ventilen mit T-Anschluss, die in Umleitungsanwendungen verwendet werden, da dies mit einer Anordnung mit L-Anschluss nicht möglich ist. L-Anschlussventile können Flüssigkeit zwischen zwei Lagertanks umleiten. Sobald ein Tank voll ist, ändert das Ventil (falls automatisiert) seine Position und leitet die einströmende Flüssigkeit in den leeren Tank. Abhängig von der Konfiguration können T-Anschlussventile auch wie L-Anschlussventile wirken, um den Flüssigkeitsfluss zwischen Lagertanks umzuleiten.

Dreiwegeventile können manuell betätigt oder mithilfe elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Antriebe automatisiert werden. Die Art des verwendeten Stellantriebs hängt vom gewünschten Grad der Ventilautomatisierung, dem Grad der Reaktionsfähigkeit und den erforderlichen Betätigungskräften ab.

Pneumatikantriebe sind aufgrund ihrer Kosteneffizienz und der Fähigkeit, mehrere Ventilzyklen aufrechtzuerhalten, vorzuziehen. Hydraulische Aktuatoren können ein besseres Betätigungsdrehmoment bieten, sind jedoch teurer als pneumatische Aktuatoren. Einige Dreiwegeventile werden mit elektrischen Stellantrieben betätigt, die eine höhere Präzision bieten, aber eine geringere Einschaltdauer als pneumatische Stellantriebe haben. Dreiwegeventile können eine flexible Durchflussregelung in verschiedenen Anwendungen ermöglichen. Die mehreren Anschlüsse ermöglichen es Prozessingenieuren, industrielle Prozesse mit weniger Ventilen anzupassen.

Gilbert Welsford Jr. ist der Gründer von www.valveman.com und Ventilunternehmer in dritter Generation.