Membranventil Typ Weir

Was ist ein Wehrmembranventil? 

Das Membranventil des Typs Weir ist eine Art von Ventil unter den Membranventilen. Es ist eines der beliebtesten aller Membranventile. Das Membranventil des Typs Weir hat einen erhöhten Sattel oder eine Lippe, auf die der Membranteil drückt, um eine Dichtwirkung zu erzeugen. Aufgrund der hochgezogenen Lippe verringert sich der Membranweg von der vollständigen Öffnung bis zur vollständig geschlossenen Position. Dadurch verringert sich die durch das Schließen des Ventils hervorgerufene Belastung der Membrane. Die Membran ist aus einem robusten Material gefertigt und eignet sich daher für Hochdruck- und Vakuumanwendungen. Membranventile vom Typ Weir eignen sich sehr gut für die Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses, die Drosselung und die Regelung kleinster Durchflussmengen. Membranventile vom Typ Weir verwenden einen zweiteiligen Kompressor, um eine kleine Öffnung in der Ventilmitte zu erzeugen. Membranventile vom Typ Weir werden häufig für homogene und saubere Flüssigkeiten und Gase eingesetzt, da sich Verunreinigungen und viskoser Schlamm am Sattel ansammeln können. Diese Ventile können auch bei gefährlichen, abrasiven und korrosiven Medien eingesetzt werden.

Membranventil Typ Weir

Wie funktioniert ein Membranventil mit Wehr?

Das Membranventil vom Typ Weir hat eine flexible Membran, die mit dem Kompressor verbunden ist. Der Kompressor ist mit der Spindel verbunden. Um die Durchflussmenge zu erhöhen, bewegt sich die Spindel nach oben. Während sich die Spindel nach oben bewegt, bewegt sie sich zusammen mit dem Kompressor, da sie miteinander verbunden sind. Der Kompressor ist mit der Membran verbunden, wodurch sich die Membran ebenfalls nach oben bewegt. Wenn sich die Membrane nach oben bewegt, erhöht sich der Flüssigkeitsdurchfluss. Um die Durchflussmenge zu verringern oder den Durchfluss ganz zu schließen, wird die Spindel gedreht und nach unten bewegt. Die Spindel überträgt dann die Abwärtsbewegung auf den Kompressor, der die Membran ebenfalls nach unten drückt, um entweder die Durchflussmenge zu verringern oder den Flüssigkeitsstrom vollständig zu schließen. 

Typen von Membranventilen des Typs Weir 

Diese Membranventile können anhand des verwendeten Antriebs und der Anwendung klassifiziert werden. Unter Berücksichtigung der Antriebe sind die Arten von Membranpumpen des Typs "Wehr": 

Manuelle Wehrmembranventile

Es handelt sich dabei um Membranventile mit einer Kurbel oder einem Handrad, um ein Drehmoment aufzubringen. Durch das aufgebrachte Drehmoment wird die Spindel gedreht und somit linear bewegt, um den Flüssigkeitsstrom zu verändern. Diese Art von Membranventilen hat eine langsame Regelgeschwindigkeit. Sie benötigen auch mehr manuelle Energie für den Betrieb. Einige Getriebe können in diese Ventile eingebaut werden, um das Drehmoment zu verbessern und so die Schließ- oder Öffnungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Obwohl diese Ventile manuell betätigt werden, können sie auch andere wichtige Funktionen haben, wie z. B. Stellungsanzeige, Hubeinstellung und Schalter für eine elektrische Rückmeldung zur Verbesserung des Bedienkomforts. 

Abbildung: Manuelles Wehrmembranventil.

Elektrisches Wehrmembranventil 

Es handelt sich dabei um Membranventile mit elektrischen Antrieben. Diese Ventile verwenden einen Elektromotor, um die Durchflussmenge der Flüssigkeit zu verändern. Der Motor ist mit einem Getriebe verbunden, um die Motordrehzahl zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen. Durch den Einsatz eines elektrischen Stellantriebs können diese Ventile reversibel betätigt werden, d. h. in der Nähe der Membrane und umgekehrt. 

Abbildung: Elektrisches Wehrmembranventil

Pneumatisches Wehrmembranventil 

Es handelt sich um Membranventile mit Wehr, die den Flüssigkeitsstrom mit Hilfe von Luftdruck öffnen oder schließen. Sie funktionieren durch die Bewegung eines Kolbens in einer Ventilhaube, die über eine Kolbenstange mit einem Kompressor verbunden ist. Die Druckluftzufuhr erfolgt auf beiden Seiten der Kolbenkammer. Die Zufuhr von Luft in die obere Kolbenkammer bewirkt, dass sich die Kolbenstange nach unten bewegt und so den Flüssigkeitsdurchfluss senkt oder das Ventil je nach Bedarf schließt. Die Zufuhr von Luft in die untere Kammer bewirkt dagegen, dass sich die Kolbenstange nach oben bewegt, wodurch sich der Flüssigkeitsdurchsatz erhöht. Am Kolben und an der Kolbenstange befinden sich O-Ringe, die sicherstellen, dass keine Luft zwischen den Kolbenkammern entweicht. 

Hydraulisches Wehrmembranventil 

Es handelt sich dabei um Membranventile mit Wehr, bei denen Hydraulikflüssigkeit wie Wasser oder Öl zum Schließen oder Öffnen der Ventile verwendet wird, indem eine große Kraft auf die Membran ausgeübt wird. Diese Ventile werden häufig in Anwendungen mit niedrigeren Geschwindigkeiten eingesetzt. 

Thermisches Wehrmembranventil

Das sind Ventile, die aufgrund von Temperaturschwankungen Ventile schließen oder öffnen, um den Flüssigkeitsstrom zu verändern. 

Werkstoffe für die Herstellung von Membranventilen des Typs "Wehr 

Diaphragma 

Diese Komponente eines Membranventils mit Wehr besteht aus elastomerem und flexiblem Material. Es hat sich gezeigt, dass solche Materialien die Druck- und Temperaturbelastbarkeit des Ventils einschränken, da sie bei hohen Drücken und Temperaturen schwach werden. Daher müssen die Werkstoffe für die Herstellung der Membran auf der Grundlage des zu erwartenden Drucks und der Temperatur, des zu behandelnden Materials und der Betriebshäufigkeit ausgewählt werden. 

Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) 

Es handelt sich um ein synthetisches Allzweck-Elastomer. Es weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Es ist beständig gegen Alkohole, Laugen und Säuren. Dieses Material ist ozonbeständig. Allerdings ist dieses Material nicht mit Erdöl und Ölprodukten kompatibel. Membranventile des Typs Weir aus diesem Material können zwischen -28 ^oC bis 110 ^oC. Dieses Material eignet sich auch für den Einsatz von Membranventilen mit Wehr in Sterilisationsanwendungen. 

Polytetrafluorethylen (PTFE)

PTFE ist ein synthetisches Fluorpolymer. Dieses Material verfügt über eine hervorragende Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit und ist für den Umgang mit starken Laugen, Säuren und Lösungsmitteln geeignet. Es ist ein steifes Material, das bei der Betätigung eines Ventils eine große Kraft erzeugt. Eine Membrane aus diesem Material kann zwischen -184 ^oC bis 1649 ^oC. PTE-Material wird durch die Verstärkung mit Glasfasern widerstandsfähiger gemacht, was seine Druckfestigkeit, Abrieb- und Verschleißfestigkeit sowie seine Druckfestigkeit verbessert. 

Neopren 

Dies ist ein synthetisches Gummimaterial, das häufig zur Herstellung von Membranen verwendet wird. Er ist für seine gute Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit bekannt. Dieses Material kann Flüssigkeiten mit eingeschleppten Ölen, Laugen, Säuren, Sprengstoffen, Erdöl und Düngemitteln aufnehmen. Eine Membran für ein Wehrmembranventil aus diesem Material kann bei Temperaturen zwischen -28 ^oC bis 93 ^oC.

Butylkautschuk 

Dieses Material hat eine geringe Gas- und Dampfdurchlässigkeit. Dadurch ist es für den Einsatz in gasförmigen Medien geeignet. Butylkautschuk kann in Laugen und Säuren sowie bei der Dampfsterilisation verwendet werden. Membranen aus diesem Material können zwischen -20 ^oC und 120 ^oC.

Nitrilkautschuk 

Dieses Material ist abriebfest und hat eine hohe Festigkeit. Dieses Material ist für Gase, Fette, Kraftstoffe, Alkohole, Öle und Erdöl geeignet. Es ist jedoch nicht mit Ketonen, Ozon, Acetonen und anderen modifizierten Kohlenwasserstoffen verträglich. Membranen aus diesem Material können bei Temperaturen zwischen -25 ^oC und 57 ^oC.

Naturkautschuk 

Dieses Material kann mit Laugen und Säuren umgehen und ist abriebfest. Membranen aus Naturkautschuk werden häufig in verdünnten Mineralsäuren, Schleifmitteln und Brauereien eingesetzt. Solche Membranen können bei Temperaturen von -40 ^oC und 57 ^oC.

Ventilkörper 

Das Ventiloberteil und das Ventilgehäuse bestehen aus starken und steifen Materialien, die die Komponenten des Membranventils mit Wehrfunktion schützen können. Die Herstellung des Ventiloberteils aus weniger korrosionsbeständigem Material ist in Ordnung, da das Ventiloberteil vor dem medienberührten Teil des Ventils geschützt ist. Eine glatte Auskleidung des Innendurchmessers des Wehrmembranventils hilft, das Verkleben und Verstopfen durch viskose und klebrige Flüssigkeiten zu verhindern. Ähnlich wie die Membran muss auch das Ventilgehäuse aus einem korrosionsbeständigen und sterilisierbaren Material hergestellt werden. Um ein gewisses Maß an Hygiene zu erreichen, können antimikrobielle Materialien wie Bronze und Messing verwendet werden. Einige häufig verwendete Materialien für Ventilkörper von Membranventilen mit Wehr sind Gusseisen, Edelstahl, Stahlguss, Bronze, Messing, PVC, Sphäroguss, CPVC und U-PVC. 

Faktoren, die bei der Auswahl eines Membranventils vom Typ Wehr berücksichtigt werden 

Durchflusskoeffizient des Ventils 

Dies ist das Maß für die Fähigkeit des Ventils, Flüssigkeit durch das Ventil fließen zu lassen. Es wird als das Volumen der Flüssigkeit bei 316 ^oC, die in einer Minute durch ein Ventil fließen kann, bei einem Druckabfall von 1 psi über das Ventil. Die Kenntnis des Durchflusskoeffizienten des Ventils ist sehr wichtig, da er hilft, die Größe des Membranventils mit Wehr zu bestimmen, das die Flüssigkeit mit der entsprechenden Durchflussrate durchlassen kann. Je größer der Spindelweg und die Ventilöffnung sind, desto größer ist der Durchflusskoeffizient des Ventils. 

Druckverlust 

Dies ist der Druckabfall vom Einlass zum Auslass des Ventils. Wenn das Verhältnis zwischen dem Druckabfall über das Membranventil und dem Druckabfall im gesamten System sehr klein ist, dann ist auch der Unterschied in der Durchflussmenge bis zu dem Punkt, an dem das Ventil vollständig geschlossen ist, sehr gering. In diesem Fall ist ein schnell öffnendes oder schnell wirkendes Membranventil mit Wehr von großem Nutzen.

Erreichbarkeit

Dies ist eine Eigenschaft von Membranventilen mit Wehr, die in Form eines Verhältnisses zwischen maximalem und minimalem Durchfluss, der geregelt werden kann, gemessen wird. Die Genauigkeit und Größe des Stellantriebs, die Geometrien, der Kompressor, das Ventilgehäuse und die Membran beeinflussen die Regelbarkeit. Bei einer höheren Regelbarkeit würde das Membranventil mit Wehr einen großen Bereich von Durchflussmengen regeln. 

Ventilauslegung 

Diese Überlegung ist wichtig für Membranventile mit Wehr, die für Drosselzwecke bestimmt sind. Das benötigte Volumen, das durch das Ventil fließen soll, muss bestimmt werden und wird von Eingangs- und Ausgangsdruck und -temperatur, Durchflussmenge, Viskosität und spezifischem Gewicht der Flüssigkeit beeinflusst. Wenn diese Eigenschaften bestimmt sind, können der Druckabfall und die Kapazität des Membranventils mit Wehr bestimmt werden. Es gibt verschiedene Methoden, um die Größe des Ventils zu bestimmen. Eine der Methoden ist die Verwendung des Rohrgeometriefaktors. 

Vorteile von Membranventilen mit Wehrfunktion 

• Sie verfügen über zahlreiche Auskleidungen, die ihnen helfen, chemischen Schäden zu widerstehen. 
• Diese Ventile bieten einen blasendichten Service. 
• Diese Ventile sind für die Förderung von gefährlichen und radioaktiven Flüssigkeiten geeignet. 
• Membranventile vom Typ Weir funktionieren gut in viskosen Flüssigkeiten. 
• Sie können in Auf-Zu- und Drosselanwendungen eingesetzt werden. 

Nachteile von Membranventilen mit Wehrfunktion 

• Sie verfügen über ein Wehr, das eine vollständige Entleerung der Rohrleitungen bewirken kann. 
• Wenn das Gehäuse dieses Ventils nicht aus korrosionsbeständigem Material besteht, verschleißt es schnell.
• Membranventile vom Typ Weir funktionieren bei einem sehr hohen Druck von mehr als 200 psi möglicherweise nicht gut. 
• Die Membrane kann korrodieren, wenn sie in stark verschmutzten Drosselanlagen eingesetzt wird.

Anwendungen von Membranventilen mit Wehrfunktion 

• Sie werden in korrosionsgefährdeten Anwendungen eingesetzt, da sie der Korrosion nicht nachgeben.
• Dient zur Regulierung des Durchflusses von sauberer oder verschmutzter Luft oder Flüssigkeiten. 
• Diese Ventile werden in der Stromerzeugung eingesetzt.
• Sie werden in Rohrleitungssystemen für Vakuumdienste verwendet. 
• Membranventile vom Typ Weir werden in Rohrleitungssystemen für entmineralisiertes Wasser verwendet. 
• Pharmazeutische Produktionssysteme. 
• Sie werden in der chemischen Verarbeitung eingesetzt. 

Fehlersuche bei Membranventilen vom Typ Weir

Kein Durchfluss oder nicht genug Durchfluss

• Das Ventil ist teilweise oder vollständig geschlossen. Überprüfen Sie die Position des Ventils. 
• Ventilpackung/Schutzvorrichtung nicht entfernt; entfernen Sie sie.
• Schmutzfänger oder Rohrsystem verstopft. System prüfen und reinigen.

Leckage zwischen Gegenflansch und Gehäuse

• Gegenflansch nicht fest genug oder nicht gleichmäßig. Montage und Anzugsmoment überprüfen, ggf. demontieren und neu montieren. 
• Beschädigte Flanschauskleidung, Oberfläche oder Dichtung. Armatur aus dem Rohrleitungssystem ausbauen, reinigen und Schäden reparieren oder ggf. ersetzen. 

Flansch gebrochen 

• Montagebolzen nicht richtig angezogen oder falsch ausgerichtete Gegenflansche oder großer Spalt. Membranventil mit Wehr ersetzen und gemäß den Anweisungen des Herstellers installieren. 

Nicht in der Lage, die volle Öffnungs- oder Schließposition zu erreichen 

• Falsche Drehung des Handrads. Drehen Sie das Handrad in die richtige Richtung. Die Richtung im Uhrzeigersinn ist zum Schließen. 
• Oberteil oder Spindelgewinde beschädigt oder verklemmt. Prüfen und fetten oder reinigen Sie die Teile. Falls erforderlich, das beschädigte Teil ersetzen. 
• Hoher Druck. Arbeitsbedingungen prüfen. Ein groß dimensioniertes Membranventil mit Wehr kann bei hohem Druck ein hohes Drehmoment erfordern. 
• Bei Membranventilen mit Wehr ist es für die Arbeiter schwierig, Kraft aufzubringen. Halten Sie das Ventil in einer guten Position, um die Bedienung des Ventils zu erleichtern. 
• Es haben sich Verunreinigungen zwischen dem Gehäuse und der Membran festgesetzt. Öffnen Sie das Ventil und schließen Sie es unter Druck, um den Schmutz zu entfernen. Ersetzen oder reparieren Sie das Ventil je nach Bedarf. 

Undichtigkeit des Sitzes bei geschlossenem Ventil

• Es könnte an einer beschädigten Membran liegen. Prüfen Sie die Membrane und tauschen Sie sie gegebenenfalls aus. 
• Beschädigte Gehäusedichtfläche. Gehäuse austauschen. 
• Verunreinigungen haben sich zwischen Gehäuse und Membran festgesetzt. Schließen und öffnen Sie das Ventil mit hohem Druck, um Verunreinigungen zu entfernen. Ersetzen oder reparieren Sie das Ventil nach Bedarf. 

Zusammenfassung:

Das Membranventil vom Typ Weir ist eine der Arten von Membranventilen. Dieses Ventil hat einen erhöhten Sattel oder eine Lippe, auf die die Membran drückt, um eine Dichtwirkung zu erzeugen. Die Membran des Wehrmembranventils muss aus einem starken Material bestehen, das hohen Druck- und Vakuumanwendungen standhalten kann. Einige der Materialien, die für die Herstellung der Membran verwendet werden, sind ausgekleideter oder nicht ausgekleideter Gummi wie Viton, Naturkautschuk und Fluorkunststoff wie PTFE und EPDM und andere. Diese Materialien bieten einen breiten Temperaturbereich und sind korrosionsbeständig.

Membranventile des Typs Weir eignen sich gut zur Steuerung von Flüssigkeitsströmen und zur Drosselung von Prozessen. Dieses Ventil wird häufig zur Steuerung des Durchflusses von homogenen und sauberen Flüssigkeiten sowie Gasen verwendet, um die Ansammlung von zähflüssigem Schlamm und Verunreinigungen am Sattel zu vermeiden. Membranventile vom Typ Weir können in radioaktiven, gefährlichen, abrasiven und korrosiven Flüssigkeiten eingesetzt werden. Aufgrund der Stärke dieser Ventile und ihrer Fähigkeit, gefährliche und korrosive Flüssigkeiten zu verarbeiten, werden sie in vielen Industriezweigen eingesetzt, z. B. in der Pharmazie, im Vakuumservice, in der chemischen Verarbeitung, in der Getränkeverarbeitung, in entmineralisiertem Wasser, in korrosiven Flüssigkeiten wie Säuren und Laugen und in der Energieerzeugung.