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Es gibt zwei Haupttypen von Sicherheitsventilen: Federbelastete Sicherheitsventile und pilotgesteuerte Sicherheitsventile. Zudem relevant sind sogenannte Wechselventile, die eine durchgängige Anlagenverfügbarkeit gewährleisten.
Wechselventile sind Umschaltventile zum Einsatz bei redundanter Installation von Sicherheitsventilen. Wechselventile schalten den Mediumsdurchfluss zwischen zwei verschiedenen Sicherheitsventilen um. Die konstruktionsbedingte Zwangssteuerung gewährleistet dabei, dass stets ein Eingang bzw. Abgang geöffnet ist.
Wechselventile dienen dazu, zwei Sicherheitsventile über eine Rohrverbindung an ein Drucksystem anzuschließen, um die Anlagenverfügbarkeit zu erhöhen. Dabei ist ein Sicherheitsventil in Betrieb und ein Sicherheitsventil ist auf Standby. Das Standby-Sicherheitsventil kann während des laufenden Betriebes demontiert und beispielsweise gewartet werden – die Absicherung des Drucksystems gegen unzulässige Drücke bleibt gewährleistet. Dadurch können die Stillstandszeiten der Anlagen unabhängig von den Wartungszyklen der Sicherheitsventile geplant werden.
Wechselventile existieren in verschiedenen Ausführungen. Diese werden im Folgenden vorgestellt und verglichen.
Im Wechselventil mit rotatorischem Design sorgt ein rotierender Aktuator dafür, dass ein Strömungspfad blockiert und der zweite freigegeben wird. Die Auswahl eines solchen Wechselventils erfolgt in der gleichen Nennweite wie der Eintritt bzw. Austritt des Sicherheitsventils. Der Umschaltvorgang an sich ist wiederum eher kompliziert.
Bei dieser Ventilbauart mit optimiertem Strömungspfad und niedrigem Druckverlust kann vollständig auf zusätzliche Reduzierungen verzichtet werden. Für jede Nennweite ist allerdings nur ein Druckverlust-Koeffizient bekannt. Einflüsse von Optionen oder anderen Nenndrücken werden nicht angegeben. Daher beinhaltet die Berechnung des Druckverlustes bei diesen Wechselventilen einige Unsicherheiten.
Wechselventile im translatorischen Design haben 2 x 90°-Umlenkungen. Daraus resultiert ein vergleichsweise hoher Druckverlust. Sie können daher nur dann in der gleichen Nennweite wie der Eintritt des Sicherheitsventils ausgeführt sein, wenn das Sicherheitsventil nur eine geringe Leistung erbringen muss oder es sich um eine vergleichsweise kurze Zuleitung handelt.
Bei leistungsstarken Sicherheitsventilen oder langen Rohrleitungen im Eintritt muss das translatorische Wechselventil mindestens eine Nennweite größer gewählt werden als die Eintrittsnennweite des Sicherheitsventils. Nur so lässt sich der maximale Eintrittsdruckverlust von 3 % erreichen und damit eine stabile Funktionsweise des Sicherheitsventils.
Wie beim rotatorischen Design wird für jede Nennweite häufig ein Druckverlust-Koeffizient angegeben. Auch hier werden Einflüsse von Reduzierstücken oder anderen Nenndrücken nicht berücksichtigt. Die Berechnung des Druckverlustes ist daher wie bei den rotatorischen Wechselventilen mit Unsicherheiten behaftet.
Die besondere Bauweise des Pendel-Designs ermöglicht, dass im Wartungsfall des aktiven Sicherheitsventils betriebssicher umgeschaltet werden kann. Der Kegel zum Absperren wandert auf einer Kreisbahn zwischen den beiden Auslässen hin und her. Der optimierte Strömungspfad sorgt für einen minimalen Druckverlust. Das Video veranschaulicht die Funktionsweise des Pendel-Designs.
Klar definierte Widerstandsbeiwerte in jeder Konfiguration erleichtern das präzise Berechnen des Eintrittsdruckverlustes. Das 3 %-Kriterium lässt sich so einfach umsetzen. Designt für wartungsfreie Langlebigkeit und zuverlässigen Betrieb 24/7 wurden die neuen Wechselventile in Dauerversuchen mit 1.000 Umschaltungen, mit heißen, kalten und partikelhaltigen Medien und unter hohem Betriebsdruck erprobt.
Entdecken Sie Produktpalette der von LESER hergestellten Wechselventile
Rotatorisches Design
Eintrittsdruckverlust
Optimierter Strömungsgrad
Sicherer Betrieb (gleichzeitige Absperrung beider Seiten verhindern)
Komplizierte Umschaltung in drei Schritten
Sicherer Betrieb (Dichtheit gewährleisten)
Dichtheitsprobleme
Kopplung Ein- und Austrittsseite in verriegelbaren Kombinationen
Verriegelbare Kombination mit unterschiedlichen Nennweiten der Wechselventile am Ein- und Austritt der Sicherheitsventile
Translatorisches Design
Eintrittsdruckverlust
Vergleichsweise hoher Druckverlust aufgrund von 2 x 90° Umlenkungen (Risiko von Schlagen oder größere Wechselventile erforderlich)
Sicherer Betrieb (gleichzeitige Absperrung beider Seiten verhindern)
Einfache Bedienung per Handrad
Sicherer Betrieb (Dichtheit gewährleisten)
Robust und lange Lebensdauer
Kopplung Ein- und Austrittsseite in verriegelbaren Kombinationen
Verriegelbare Kombination nur mit Wechselventil in gleicher Nennweite am Ein- und Austritt der Sicherheitsventile möglich (hohes Gewicht, Reduzierungen)
Pendel Design
Eintrittsdruckverlust
Optimierter Strömungspfad, Druckverlust etwas höher als beim rotatorischen Design
Sicherer Betrieb (gleichzeitige Absperrung beider Seiten verhindern)
Einfache Bedienung per Handrad
Sicherer Betrieb (Dichtheit gewährleisten)
Robust und lange Lebensdauer
Kopplung Ein- und Austrittsseite in verriegelbaren Kombinationen
Verriegelbare Kombination mit unterschiedlichen Nennweiten der Wechselventile am Ein- und Austritt der Sicherheitsventile
Was ist ein Wechselventil?
Wechselventile sind Sicherheitsventile, welche den Mediumsdurchfluss zwischen zwei verschiedenen Sicherheitsventilen umschalten und auf diese Weise eine höhere Anlagenverfügbarkeit gewährleisten, indem sichergestellt wird, dass stets ein Ein- bzw. Abgang geöffnet ist.
Ihr Ansprechpartner vor Ort unterstützt Sie zu allen Fragen rund um das Sicherheitsventil.
