Orbit-Ventil

Was ist ein Orbit-Ventil?

Das Orbit-Ventil ist eine Art von Kugelhahn. Das Orbit-Ventil verfügt über einen Kipp- und Drehmechanismus, der das Reiben der Dichtungen verhindert. Das Reiben der Dichtungen ist die Hauptursache für Ausfälle bei Ventilen wie Kugelhahn, Absperrschieber und Stopfenventil. Diese Ventile haben starke Dichtungen, die meist aus Metall bestehen, um ihre Fähigkeit zu verbessern, unter schwierigen und aggressiven Bedingungen zu arbeiten. Orbit-Ventile eignen sich unter anderem für die Absperrung von Zählern, Durchflussleitungen, Bypass und Blockierung, Trocknerumschaltung, Notabschaltung, Produkttrennung, Entleerung und Ansaugisolierung. Orbit-Ventile werden in verschiedenen Branchen wie der Gas-, Öl- und petrochemischen Industrie sowie in anderen Bereichen eingesetzt.

Abbildung: Orbit-Ventil

Funktionsweise des Orbit-Ventils 

Orbit-Ventile sind mit einer Schalt- und Kippfunktion ausgestattet, um das Reiben der Dichtungen zu vermeiden, das die Hauptursache für den Verschleiß von Kugelventilen ist. In geschlossener Stellung klemmt der Kern des Orbit-Ventils automatisch gegen den Sitz. In dieser Position verbessert das Ventil die positive Absperrung. Wenn das Ventil zu öffnen beginnt, wird der Kern weit von seinem Sitz gekippt, so dass der Leitungsfluss gleichmäßig um die Kernfläche herum fließen kann. Auf diese Weise werden örtlich begrenzte Strömungen mit hoher Geschwindigkeit vermieden, die bei herkömmlichen Kugelhähnen, Kegel- und Schieberventilen zu ungleichmäßigem Verschleiß des Sitzes führen. Anschließend dreht sich der Kern, um eine offene Position zu erreichen. Die Tatsache, dass die Dichtung bei jedem Schließen und Öffnen nicht reibt, trägt zu einem geringen Drehmoment, einer einfachen Bedienung des Ventils sowie zu einer langen und zuverlässigen Leistung des Ventils bei. Beim Schließen eines Orbit-Ventils beginnt das Drehen des Handrads mit dem Absenken der Spindel. In der Spindel befinden sich Präzisionsnuten, die gegen feste Führungsstifte wirken und den Kern und die Spindel in Drehung versetzen. Wenn Sie das Handrad weiter drehen, drehen sich Spindel und Kern um 90^o drehen, ohne dass der Kern den Sitz berührt. Die letzte Drehung des Rades verkeilt den Schaft mechanisch nach unten. Dies trägt dazu bei, den Kern fest gegen den Sitz zu drücken und den Flüssigkeitsstrom zu schließen.

Abbildung: Funktionsweise eines Orbit-Kugelhahns

Arten von Orbit-Ventilen 

Manuelle Orbit-Ventile 

Manuelle Umlaufventile sind Ventile, die einen manuellen Antrieb zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms verwenden. Wie der Name schon sagt, benötigen diese Ventile keine Energie von außen, um sie zu betätigen, sondern verwenden einen Handradmechanismus, um die Durchflusssteuerung zu verbessern. Der Mechanismus dieses Ventils besteht aus einer Reihe von Zahnrädern, die das Ausgangsdrehmoment im Verhältnis zum Eingangsdrehmoment, das der Ventilbetätiger aufbringt, erhöhen. Manuelle Orbit-Ventile haben den Vorteil, dass sie kostengünstig und zuverlässig sind und keine externe Energiequelle wie Strom oder Pneumatik benötigen. Diese Ventile sind in sich geschlossen, und da sie zum Öffnen/Schließen dasselbe Handrad verwenden, ist es für den Bediener einfach, die Ursache eines technischen Problems oder Fehlers zu erkennen. Handbetätigte Umlaufventile können jedoch nicht automatisiert werden und müssen daher ständig manuell gesteuert werden. Dies bedeutet, dass ein Bediener zur Verfügung stehen muss, um den reibungslosen Betrieb des Ventils zu kontrollieren und zu überwachen. 

Abbildung: Manuelles Orbitventil mit einem Handrad zum Aufbringen des Drehmoments

Pneumatische Orbit-Ventile 

Pneumatische Orbit-Ventile sind Ventile, die mit Druckluft betrieben werden. Diese Ventile funktionieren durch die Kraft der Luft, die auf eine Membran oder einen Kolben wirkt, die bzw. der am Schaft des Ventils befestigt ist. Im Gegensatz zu manuellen Umlaufventilen können pneumatische Umlaufventile voll- oder halbautomatisch betrieben werden. Pneumatische Ventile sind aufgrund ihrer einfachen Konstruktion und Zuverlässigkeit die am weitesten verbreiteten Ventiltypen. Die Vorteile pneumatischer Orbit-Ventile sind niedrige Kosten, geringe Brandgefahr, leichte Bedienung, einfache und zuverlässige Konstruktion. Allerdings haben diese Ventile bei niedrigen Geschwindigkeiten eine schlechte Leistung. 

Abbildung: Pneumatisches Orbitventil

Elektrische Orbitalventile 

Elektrische Orbit-Ventile sind Ventile, die mit Strom betrieben werden. Diese Ventile verwenden Elektromotoren, um elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, die für den Betrieb (Öffnen/Schließen) des Ventils geeignet ist. Elektrische Umlaufventile sind vielseitig, da sie automatisch, halbautomatisch oder manuell öffnen/schließen können. Bei elektrischen Orbit-Ventilen kann der Motor in beide Richtungen arbeiten. Dies hilft beim Antrieb der Ventilspindel mit Hilfe von Zahnrädern. Die Vorteile elektrischer Orbit-Ventile sind, dass sie keine Flüssigkeit oder Druckluft benötigen und ein sehr hohes Drehmoment für Hochleistungsanwendungen erzeugen können. Allerdings sind diese Ventile im Vergleich zu manuellen und pneumatischen Orbit-Ventilen sehr teuer. Außerdem sind elektrische Orbit-Ventile brandgefährlich und anfällig für Stromausfälle.

Abbildung: Elektrisches Orbitalventil

Hydraulische Umlaufbahnventile 

Hydraulische Umlaufventile sind Ventile, die unter Druck stehende Flüssigkeiten zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms verwenden. Die in diesen Ventilen verwendete Hydraulikflüssigkeit ist entweder Öl oder Wasser. Der Druck in der Flüssigkeit bringt einen Kolben in Bewegung, der dann den Flüssigkeitsstrom steuert. Hydraulische Orbit-Ventile können automatisch oder halbautomatisch sein. Hydraulische Orbit-Ventile sind im Vergleich zu pneumatischen Orbit-Ventilen derselben Größe als leistungsfähiger bekannt. Mit diesen Ventilen lässt sich eine präzise Flüssigkeitssteuerung erreichen, und sie haben aufgrund der Inkompressibilität der Flüssigkeit nur einen geringen Energieverlust. Allerdings benötigen hydraulische Orbit-Ventile eine externe Hydraulikpumpe, um den Flüssigkeitsstrom zu verbessern. Außerdem kann bei diesen Ventilen Hydraulikflüssigkeit austreten, was leicht zu einem Brand führen kann. 

Merkmale von Orbit-Ventilen 

Orbit-Ventile sind frei von Reibung zwischen den Dichtflächen

Diese Ventile verfügen über eine Drehkippfunktion, die den Abrieb der Dichtung verhindert, der die Hauptursache für den Verschleiß der Sitze in den meisten Kugelhähnen, Kükenhähnen und Schiebern ist. 

Injizierbare Verpackung 

Bei der Wartung während des Betriebs kann das Material für die Spindelpackung über die Packungsarmatur eingespritzt werden, um die flüchtigen Emissionen vollständig zu kontrollieren. 

Einsitziges Design 

Die Hersteller von Orbit-Ventilen konstruieren diese Ventile mit einem stationären Einzelsitz in beiden Richtungen. Dadurch wird die Gefahr eines Druckstaus zwischen den Ventildichtungen verringert. 

Lange Lebensdauer 

Die Herstellung von Orbit-Ventilen hat dazu beigetragen, störende Ventile zu beseitigen, da diese Ventile so konstruiert sind, dass sie Leistungsvorteile bieten, die zu geringeren Anlagenausfällen und geringeren Betriebskosten führen. 

Orbit-Ventile verbessern den optimalen Durchfluss 

Reduzierte oder volle Öffnungen in Orbit-Ventilen ergeben einen hohen Durchflusskoeffizienten. Dies verbessert die Pumpleistung und verringert Erosionsprobleme. 

Top-Entry-Design 

Orbit-Ventile verfügen über eine Top-Entry-Konstruktion, die bei Reparaturen und Inline-Inspektionen hilft und nach der Druckentlastung die Wartungsarbeiten vereinfacht. 

Orbit-Ventile haben doppelte Spindelführungen 

Diese Ventile bestehen aus harten Spindelschlitzen und starken Führungsstiften, die die Dreh- und Hubbewegung der Ventilspindel steuern.

Selbstreinigend

Wenn der Kern vor der Drehung vom Sitz weggekippt wird, bewirkt dies sofort eine kreisförmige Strömung um die Kernfläche. Der Flüssigkeitsstrom spült alle Fremdpartikel vom Sitz weg, ohne dass es zu einer schnellen, lokal begrenzten erosiven Strömung kommt. 

Er benötigt ein geringes Drehmoment für den Betrieb 

Die Hersteller von Orbit-Ventilen konstruieren diese Ventile so, dass sie ohne Dichtungsabrieb arbeiten und sich daher mit geringem Drehmoment leicht drehen lassen. 

Orbit-Ventile sind widerstandsfähig gegen Verschleiß

Orbit-Ventile werden mit einer Hartkernfläche aus poliertem Material hergestellt, die ihnen hilft, unter rauen Bedingungen zu arbeiten, ohne dass sie ihre Dichtungsintegrität verlieren. 

Bestandteile des Orbit-Ventils 

Das Orbit-Ventil besteht aus mehreren Komponenten, wie in der Abbildung unten dargestellt. Einige dieser Komponenten werden im Folgenden erläutert.

Ventilkörper

Der Ventilkörper ist das äußere Gehäuse eines Orbit-Ventils. Es beherbergt die internen Komponenten des Orbit-Ventils. Das Ventilgehäuse muss stabil sein, um dem hohen Druck der strömenden Flüssigkeit standzuhalten. Zu den Materialien, aus denen das Ventilgehäuse besteht, gehören Edelstahl, Messing und Kohlenstoffstahl.

 Motorhaube 

Dies ist die Komponente eines Orbit-Ventils, die zur Abdeckung des Ventilkörpers dient. Dieses Teil wird mit Schrauben und Muttern oder mit Schrauben am Ventilgehäuse befestigt. Bei der Installation eines Orbit-Ventils werden die internen Komponenten in das Ventilgehäuse eingesetzt und anschließend wird die Haube mit dem Gehäuse verbunden. 

Vorbau 

Die Spindel ist ein stabiles Bauteil aus metallischen Werkstoffen wie Stahl. Sie wird verwendet, um den externen Steuermechanismus mit dem internen Mechanismus des Ventils zu verbinden. Kurz gesagt, die Spindel verbindet das Orbitalventil mit dem Antrieb. 

Verpacken 

Bei der Packung handelt es sich um eine Dichtung, die um den Schaft herum gehalten wird, um ein Austreten der Flüssigkeit zu verhindern.

Betätigungselement 

Der Stellantrieb in einem Orbit-Ventil ist die Kraftquelle zum Öffnen/Schließen des Ventils. Der Antrieb kann manuell, pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch sein. 

Anti-Brand-Dichtung

Es handelt sich um eine Dichtung, die das Ventil vor Feuer schützt, insbesondere wenn das Ventil für brennbare Produkte wie Erdöl verwendet wird. Die Dichtungen werden aus feuerfesten Materialien wie Graphit hergestellt. 

Lager

Lager werden verwendet, um die Welle des Orbit-Ventils gegen Belastungen abzustützen und gleichzeitig das geringe Betriebsdrehmoment zu verbessern sowie den Verschleiß zu verringern. Die Lager sind aus robusten Materialien wie Edelstahl gefertigt, damit sie dem Gewicht der Komponenten und dem Innendruck standhalten können. 

Abbildung: Bestandteile des Orbit-Ventils

Was sollten Sie bei der Auswahl/Kauf eines Orbit-Ventils beachten? 

Druckstufe 

Die Hersteller von Orbit-Ventilen stellen die Ventile mit unterschiedlicher Stärke her, um verschiedene Druckstufen zu bewältigen. Bei der Auswahl eines Orbit-Ventils sollten Sie also zunächst wissen, welchem Druck das Ventil ausgesetzt sein wird. Dies kann anhand des Drucks des Mediums bestimmt werden. Wenn der Druck des Mediums höher ist als die Festigkeit des Ventils, wird das Orbit-Ventil beschädigt oder der Ventilbediener verletzt. 

Temperaturbereich

Orbitalventile können in einem breiten Druckbereich arbeiten. Die Hersteller von Orbit-Ventilen konstruieren die Ventile jedoch mit einem bestimmten Betriebstemperaturbereich. Vor dem Kauf eines Orbit-Ventils ist es sehr wichtig, die Mindest- und Höchsttemperaturen zu kennen, die das Medium haben wird. Hohe Temperaturen können das Ventil beschädigen. Sehr niedrige Temperaturen können zum Einfrieren des Ventils führen. 

Stromquelle für das Orbitventil 

Das Öffnen und Schließen eines Orbit-Ventils erfordert eine gewisse Kraft, um einen Dreheffekt zum Schließen oder Öffnen des Ventils zu erzeugen. Die Energiequelle bestimmt den zu verwendenden Antrieb. Wählen Sie also das Orbit-Ventil auf der Grundlage des verfügbaren Antriebs, d. h. eines manuellen (handbetätigten), elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebs. 

Umweltbedingungen 

Dies ist der Fall, wenn das Ventil Bedingungen ausgesetzt ist, die seine Funktion beeinträchtigen können, wie z. B. heiße/kalte Temperaturen und korrosive Medien. Eine heiße Umgebung kann das Ventil beschädigen oder einen Brand verursachen, wenn es mit entflammbaren Produkten wie Erdöl arbeitet. Sehr niedrige Temperaturen können zum Einfrieren führen. Korrosives Material kann externe Komponenten des Ventils wie Schrauben, Muttern und Bolzen beschädigen und das Ventilgehäuse schwächen. 

Gewicht und Unterstützung 

Es ist wichtig, das Gewicht des Orbit-Ventils und seine Unterstützung zu berücksichtigen. Einige Ventile sind sehr schwer, was zu einem starken Druck auf andere Komponenten führen und diese schließlich zerstören kann. 

Größe des Ventils 

Es ist wichtig, die Größe des Ventils zu kennen, da es hilft, ein Orbit-Ventil zu kaufen, das leicht in die anderen Komponenten des Rohrsystems passt. Dadurch wird auch sichergestellt, dass das Orbit-Ventil nicht gegen andere Komponenten des Rohrleitungssystems stößt oder eine Änderung des Rohrleitungssystems erforderlich macht. 

Anwendungen von Orbit-Ventilen 

• Sie werden bei der Kontrolle von Erdölprodukten eingesetzt, da sie feuerbeständige Dichtungen verwenden. 
• Diese Ventile werden in der chemischen Industrie eingesetzt. 
• Saubere Wasserversorgung. 
• Öl- und Gasförderung. 
• Arbeiten in zähflüssigen Flüssigkeiten. 
• Pharmazeutische Industrie. 
• Maulwurfsiebtrockner. 

Vorteile von Orbit-Ventilen 

• Frei von Reibung am Sitz. 
• Diese Ventile sind einfach konstruiert, so dass sie leicht zu reparieren sind. 
• Keine Leckagen, was Verschwendung und Umweltverschmutzung reduziert. 
• Widerstandsfähig gegen Korrosion. 
• Heiße oder wärmeübertragende Flüssigkeiten. 
• Notabschaltung. 
• Diese Ventile verfügen über eine Top-Entry-Konstruktion, die den Zugang zur Inline-Inspektion für Reparaturen erleichtert. 
• Widerstandsfähig gegen Abrieb. 
• Je nach Kundenwunsch mit verschiedenen Antrieben betrieben. 
• Selbstreinigend. 
• Diese Ventile haben einen breiten Betriebstemperaturbereich von -104°C bis 427°C.

Nachteile von Orbit-Ventilen 

• Teuer im Vergleich zu anderen Ventilen. 
• Kritische Anwendungen, die gemäß den Anweisungen des Herstellers durchgeführt werden müssen, um fatale Umweltschäden zu vermeiden, z. B. in der Erdölindustrie. 

Fehlersuche bei Orbit-Ventilen 

Strukturelle Brüche 

• Griff gebrochen. Dies kann auf eingefrorene Bewegungen oder äußere Einwirkungen zurückzuführen sein. Ermitteln und beheben Sie die Ursache des Problems. 
• Vorbau gebrochen. Dies könnte auf einen externen Schlag oder eingefrorene Bewegungen zurückzuführen sein. Überprüfen Sie die Lösungskriterien für eingefrorene Bewegungen und die Ursache für das Aufprallversagen. 
• Die Endverbindung ist gebrochen. Dies kann auf eine falsche Ausrichtung oder auf äußere Einwirkungen zurückzuführen sein. Stellen Sie sicher, dass das System perfekt ausgerichtet ist. 

Körper ist gebrochen

• Falsche Ausrichtung des Systems. Stellen Sie sicher, dass das System richtig ausgerichtet ist. 
• Übermäßiger Innendruck. Vergewissern Sie sich, dass der Innendruck den Empfehlungen des Herstellers des Umlenkventils entspricht.
• Chemischer Angriff. Vergewissern Sie sich, dass die Chemikalie, die auf das Orbit-Ventil einwirkt, mit den inneren Materialien des Ventils kompatibel ist, um einen Angriff auf das Ventil zu vermeiden. 

Schwieriges Schließen oder Öffnen des Ventils 

• Interne Verstopfung; Partikel- oder Sedimentablagerungen. Bauen Sie das Orbit-Ventil aus, um es auf Ablagerungen, Feststoffe oder Lösungsmittelzement zu überprüfen. Reinigen Sie diese Materialien und bauen Sie das Ventil wieder ein. 

Interne Leckage 

• Thermische Schäden. Dadurch kann das Orbit-Ventil verformt werden. Überprüfen Sie den Betriebstemperaturbereich des Orbit-Ventils sowie die externen Wärmequellen, die durch die Systemkonstruktion entstehen. 

Orbit-Ventil schliesst nicht

• Falsche Drehrichtung. Überprüfen Sie die Schließrichtung des Ventils gemäß den Anweisungen des Herstellers. 
• Die Automatisierung hat einen Fehler. Bei automatischen Orbit-Ventilen könnte es sich um einen defekten Antrieb handeln. Wenn es sich um ein halbautomatisches Ventil handelt, verwenden Sie ein manuelles System zum Absperren des Ventils. Andernfalls rufen Sie einen technischen Experten, der den Stellantrieb repariert. 

Zusammenfassung 

Orbit-Ventile sind Ventile, die einen Kipp- und Drehmechanismus zum Öffnen und Schließen verwenden. Diese Ventile sind im Vergleich zu anderen Ventilen sehr vorteilhaft, da sie einen Mechanismus verwenden, der das Reiben der Dichtungen verhindert, das bei Ventilen wie Schiebern, Kükenhähnen und Kugelhähnen die Hauptursache für Ausfälle ist. Die Hersteller von Orbit-Ventilen konstruieren die Ventile aus robusten Materialien, die sie resistent gegen abrasive und korrosive Stoffe machen.

Diese Ventile können nach den verwendeten Betätigungsarten eingeteilt werden, d. h. manuelle Orbitventile, pneumatische Orbitventile, hydraulische Orbitventile und elektrische Orbitventile. Die Hersteller von Orbit-Ventilen verwenden gemeinsame Konstruktionsprinzipien für Orbit-Ventile, so dass diese Ventile das gleiche Funktionsprinzip und die gleichen Merkmale aufweisen. Zu den Merkmalen von Orbit-Ventilen gehören die Ein-Sitz-Konstruktion, keine Reibung zwischen den Sitzoberflächen, Selbstreinigung, Top-Entry-Konstruktion und Betrieb mit geringem Drehmoment, da es keine Reibung, keinen Verschleiß und keine Abriebfestigkeit gibt. Diese Merkmale verleihen Orbit-Ventilen Vorteile gegenüber anderen herkömmlichen Ventilen wie Kugelhähnen, Schiebern und Kükenhähnen.

Diese Ventile werden in verschiedenen Branchen wie Öl und Gas, Erdöl, Chemie, Wasserversorgung und anderen eingesetzt. Obwohl diese Ventile hervorragende Eigenschaften und Vorteile haben, sind sie in der Herstellung und Anschaffung sehr teuer.