Verschiedene Sicherheitsventiltypen verstehen: Ein umfassender Leitfaden

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31/07/2023
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Einführung in Sicherheitsventiltypen

Sicherheitsventil TypBeschreibungAnmeldung
Federbelastetes SicherheitsventilVerwendet eine Feder, um das Ventil geschlossen zu halten; öffnet, wenn der Druck den eingestellten Wert überschreitetKessel, Druckbehälter, Pipelines, Öl- und Gassysteme
Pilotgesteuertes SicherheitsventilVerwendet ein Pilotventil, um das Öffnen und Schließen des Hauptventils zu steuernGroße Druckbehälter, petrochemische Prozesse, Kraftwerke
Über- und UnterdruckbegrenzungsventilBietet sowohl eine Druck- als auch eine Vakuumentlastung zur Vermeidung von Über- oder UnterdruckbedingungenLagertanks, Silos, Prozessausrüstung
Sicherheitsventil mit FaltenbalgVerwendet einen Faltenbalg, um den Druck auszugleichen und den Sollwert konstant zu haltenHochdruck-Dampfsysteme, korrosive Umgebungen
Berstscheiben-SicherheitsventilBesteht aus einer Scheibe, die bei einem bestimmten Druck zerbricht und eine Druckentlastung ermöglichtHochdruck- und Hochtemperaturanwendungen
Membran-SicherheitsventilVerwendet eine Membran zur Steuerung des Öffnens und Schließens des VentilsPharmazeutische, lebensmittelverarbeitende und hygienische Anwendungen
Pilotgesteuertes Druck-Vakuum-VentilKombiniert Druck- und Vakuumentlastung mit einer PilotventilsteuerungLagerung, Transport, chemische Verarbeitung von Schüttgut
Thermisches SicherheitsventilReagiert nicht nur auf Druck-, sondern auch auf TemperaturänderungenDampfanlagen, Thermalölerhitzer
Totlast-SicherheitsventilVerwendung von Gewichten zur Steuerung der Ventilöffnung bei einem bestimmten DruckLaborgeräte, Niederdruckanwendungen
Elektromagnetisches SicherheitsventilFunktioniert über einen elektromagnetischen AktuatorAutomatisierungssysteme, präzise Druckregelung

Die wesentliche Rolle von Sicherheitsventilen in der industriellen Sicherheit

Was ist das? Sie wollen wissen, was Sicherheitsventile bewirken? Dann lassen Sie uns jetzt zur Sache kommen. Stellen Sie sich Folgendes vor: eine Hochdruck-Situation, in der sich Dampf aufbaut, der nirgendwo hin kann. An dieser Stelle tritt unser Held, das Sicherheitsventil, in Aktion. Es ist so konstruiert, dass es sich bei einem vorher festgelegten Druck öffnet, so dass die Prozessflüssigkeit entweichen kann und ein katastrophaler Druckanstieg verhindert wird.

Sicherheitsventile, sei es ein Drucksicherheitsventil oder ein Überdruckventilsind in verschiedenen Branchen zu finden, von der Erdölindustrie bis hin zu Kraftwerken. Sie funktionieren wie Türsteher, die den Innendruck eines Systems regulieren und so Leben, Umwelt und Eigentum schützen.

Halten Sie Ihren Hut fest, denn wir machen jetzt eine rasante Tour durch die Landschaft der ASME I- und ASME VIII-Armaturen.

Die Grundlagen aufschlüsseln: ASME I- und ASME VIII-Ventile

ASME, die American Society of Mechanical Engineers, legt die Normen für diese Druckbegrenzungsventile fest. Es gibt die ASME I, die auf Kraftwerkskesseln zu finden ist, und die ASME VIII, die für alles andere von Druckbehältern bis zu Rohrleitungssystemen verwendet wird.

ASME-I-Ventile, oder wie wir Fachleute sie nennen, "kraftbetätigte Sicherheitsventile", müssen sich vollständig öffnen, sobald der Druck 3% über dem Ansprechdruck liegt. Diese Ventile machen keine halben Sachen - sie springen auf, sorgen für eine schnelle Öffnung und lassen den Dampf entweichen.

ASME-VIII-Ventile hingegen sind wie die entspannteren Cousins der ASME-I-Ventile. Sie öffnen sich langsam, wenn der Druck steigt, und öffnen sich bei 10% über dem eingestellten Druck vollständig. Aber lassen Sie sich nicht von ihrer langsamen und stetigen Natur täuschen. Diese Drucksicherheitsventile spielen eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Überdruck in Nicht-Kesselanwendungen.

Aber wie verhalten sich diese Ventiltypen im Vergleich zu Sicherheitsventilen mit geringem Hub, vollem Hub und vollem Durchgang? Bleiben Sie dran und finden Sie es heraus.

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Dekodierung von Sicherheitsventilen mit niedrigem Hub, vollem Hub und voller Bohrung

Beginnen wir mit Sicherheitsventilen mit geringem Hub. Stellen Sie sich eine Ballerina vor, die auf Zehenspitzen über eine Bühne schreitet - das ist ein Sicherheitsventil mit geringem Hub. Es öffnet sich nur ein klein wenig (weniger als ein Viertel des Bohrungsdurchmessers, wenn Sie es genau wissen wollen), wenn der eingestellte Druck erreicht ist. Es ist eine beliebte Wahl für Flüssigkeitsanwendungen, da der Durchfluss bei einem geringen Anstieg des Überdrucks schnell zunimmt.

Vollhub-Sicherheitsventile sind eher wie ein begeisterter Turner. Sie springen wie ein ASME-I-Ventil in eine vollständig geöffnete Position, aber sie tun dies ohne einen spezifischen Druckanstieg. Sie eignen sich hervorragend für komprimierbare Flüssigkeiten, bei denen ein schneller Druckanstieg zu Problemen führen kann.

Jetzt kommen wir zu den Sicherheitsventilen. Stellen Sie sich einen Superhelden vor, der durch eine Tür bricht, und Sie haben die richtige Vorstellung. Wenn sich diese Ventile öffnen, wird der Durchfluss nicht behindert. Sie sind die erste Wahl, wenn es darum geht, große Mengen an Gas oder Dampf abzulassen, und wie unser Freund, das Vollhub-Sicherheitsventil, sind sie perfekt für Situationen, in denen der Druck schnell ansteigen kann.

Dekodierung von Sicherheitsventilen mit niedrigem Hub, vollem Hub und voller Bohrung

Was sind Sicherheitsventile mit geringem Hub, vollem Hub und vollem Durchgang? Bei diesen Begriffen geht es um die Ventilöffnung und darum, wie viel Flüssigkeit hindurchfließen kann. Sicherheitsventile mit geringem Hub sind die introvertierten Vertreter der Sicherheitsventilfamilie, die nur einen geringen Durchfluss zulassen. Der Hub, d. h. der Abstand, den der Ventilteller vom Ventilsitz entfernt, ist gering - in der Regel 1/4 des Bohrungsdurchmessers.

Vollhub-Sicherheitsventile hingegen sind das Nonplusultra auf der Party. Sie lassen alles raus, mit einem Hub, der mehr als 1/4 des Bohrungsdurchmessers beträgt. Das ist richtig, mehr Platz bedeutet, dass mehr Flüssigkeit hindurchfließen kann.

Die Sicherheitsventile mit vollem Durchgang schließlich sind die Bodybuilder unter den Ventilen und haben einen Bohrungsdurchmesser, der ungefähr dem Durchmesser des Einlassrohrs entspricht. Wenn sich diese Ventile heben, lassen sie die Flüssigkeit wirklich durch.

So, jetzt wissen Sie Bescheid über Low Lift, Full Lift und Full Bore. Aber ruhen Sie sich noch nicht aus, es gibt immer noch die Welt der konventionellen Druckentlastungsvorrichtungen zu entdecken!

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Die ausgeklügelte Konstruktion und Funktionsweise herkömmlicher Sicherheitsventile

Taucht man tief in das Innenleben eines herkömmlichen Sicherheitsventils (PSV) ein, stößt man auf ein faszinierendes Ökosystem von Komponenten, die alle ihre Rolle bei der Aufrechterhaltung der industriellen Sicherheit spielen.

Die Konstruktion beginnt mit einer langlebigen Edelstahldüse, die aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit besonders geeignet ist, um unterschiedliche Prozessdrücke zu bewältigen. Die Membrane, die als wachsamer Wächter fungiert, überwacht den statischen Druck und alarmiert das System, wenn der Druck die eingestellte Schwelle überschreitet. Dieser Auslösevorgang führt zu dem viel erwarteten "Pop-Action", einem Prozess mit hohem Hub, bei dem sich die Ventilfedern öffnen, um den überschüssigen Innendruck abzubauen.

Einer der wichtigsten Dirigenten dieser mechanischen Symphonie ist die Spindel, die die Betriebseigenschaften des Ventils steuert und dafür sorgt, dass es angemessen auf Druckänderungen reagiert. Über die Druckentlastung hinaus sind einige Ventile als Vakuumentlastungsventile konzipiert, um potenziell schädliche interne Vakuumsituationen zu bekämpfen.

Diese PSVs können einen überlagerten Gegendruck bewältigen, ohne ihre Funktionalität zu beeinträchtigen, und tragen das renommierte ASME-Siegel, das die Einhaltung strenger Sicherheits- und Qualitätsstandards bescheinigt.

Und nicht zu vergessen ihre kraftbetätigten Verwandten: Diese PSVs erweitern die Fähigkeiten der Familie, indem sie eine externe Stromquelle für den Betrieb nutzen, was sich in Niederdruck- oder Vakuumumgebungen als unerlässlich erweist. Im Wesentlichen vereinen konventionelle Sicherheitsventile nahtlos mechanische Finesse, Materialbeständigkeit und betriebliche Anpassungsfähigkeit und stellen eine zuverlässige Festung gegen Über- und Unterdruckgefahren in verschiedenen industriellen Umgebungen dar.

Die Mechanik von entlasteten Sicherheitsventilen

Stellen Sie sich Folgendes vor: Sie sind ein herkömmliches Sicherheitsventil und haben mit einem hohen Gegendruck zu kämpfen. Wäre es nicht schön, wenn es eine Möglichkeit gäbe, dies auszugleichen? Hier kommt das balancierte Sicherheitsventil ins Spiel, der Superheld unter den Sicherheitsventiltypen.

Diese Vorrichtungen verwenden einen Faltenbalg oder ein Kolbensystem, um den Gegendruck auszugleichen und sicherzustellen, dass sich das Ventil vollständig öffnen kann. Mit diesem cleveren System wird das Ventil von den Auswirkungen des Gegendrucks isoliert, was zu stabileren Betriebseigenschaften führt.

Feuerwehr-Wasserleitungssystem Eine Reihe roter Sicherheitsventile für die Löschwasserversorgung Stockbilder, lizenzfreie Fotos & Bilder

Navigieren in pilotgesteuerten Druckbegrenzungsventilen

Wäre ein Sicherheitsventil ein Puppentheater, so wären vorgesteuerte Überdruckventile die Puppenspieler. Sie verwenden ein zusätzliches, kleineres "Pilot"-Ventil, um das Öffnen und Schließen des Hauptventils zu steuern. Das Vorsteuerventil misst den Eingangsdruck, und wenn es den eingestellten Druck erreicht, öffnet es sich und veranlasst das Hauptventil, sich ebenfalls zu öffnen. Das ist wie das Ziehen von Fäden, verstehen Sie?

Vorgesteuerte Sicherheitsventile sind praktisch, wenn es um Systeme mit schwankendem Gegendruck geht oder wenn eine präzise Steuerung des Ansprechdrucks erforderlich ist. Und da sie selbsttätig sind, benötigen sie keine Stromquelle für ihren Betrieb. Raffiniert, nicht wahr?

Aber halten Sie sich fest, denn wir werden gleich eine weitere faszinierende Variante näher beleuchten: die kraftbetätigten Sicherheitsventile.

Kraftbetätigte Sicherheitsventile: Ein Überblick

Strombetätigte Sicherheitsventile sind etwas Besonderes. Sie sind die Rebellen in der Welt der Sicherheitsventile, die mit ihren externen Energiequellen herumstolzieren. Egal, ob es sich um Luft, eine Feder oder eine andere Flüssigkeit handelt, etwas außerhalb des Ventils sorgt für die Kraft, mit der es geöffnet oder geschlossen wird. Deshalb werden sie auch als extern angetriebene Sicherheitsventile bezeichnet.

Diese Ventile eignen sich hervorragend für Anwendungen, bei denen der Überdruck nicht ausreicht, um ein herkömmliches, selbstbetätigtes Ventil zu öffnen. Sie gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb auch bei niedrigem Druck oder Vakuum.

Aber genug davon. Lassen Sie sich entführen auf eine Reise zur DIN 3320 und ihren Sicherheitsventilen.

Verständnis der Norm DIN 3320 und ihrer Sicherheitsventile

Wir haben uns mit den verschiedenen Arten von Sicherheitsventilen beschäftigt, aber wie sind sie genormt? Nun, lassen Sie mich Ihnen die DIN 3320 vorstellen, eine Norm des Deutschen Instituts für Normung. Diese spezielle Norm legt die Sicherheitsanforderungen für Sicherheitsventile fest.

Ob es um die Abmessungen, die Betriebseigenschaften oder die Prüfverfahren geht, die DIN 3320 deckt alles ab. Sie ist der Leitfaden für ein gutes Leben eines Sicherheitsventils und stellt sicher, dass es die strengen Sicherheitsstandards erfüllt, die im industriellen Umfeld erwartet werden.

Dampfsicherheitsventile im Dampferzeuger angeschlossen Nahaufnahme von Dampfsicherheitsventilen im Dampferzeuger angeschlossen "Sicherheitsventile" Stockbilder, lizenzfreie Fotos & Bilder

Verständnis der Norm DIN 3320 und ihrer Sicherheitsventile

Ein wesentlicher Aspekt der Sicherheitsventiltypen liegt in ihrer Normung. Normen wie die DIN 3320, herausgegeben vom Deutschen Institut für Normung, regeln, wie diese Ventile konstruiert sein und funktionieren müssen. Jedes Ventil, das etwas auf sich hält, vom Überdruckventil bis zum Drucksicherheitsventil, sollte diese Normen erfüllen.

Die DIN 3320 befasst sich mit einer Vielzahl von Faktoren wie den Betriebseigenschaften, den Abmessungen und den Prüfverfahren von Sicherheitsventilen, um sicherzustellen, dass jedes einzelne Ventil den Anforderungen entspricht. Sie ist wie das Regelwerk für ein Spiel mit hohen Einsätzen - sie legt die Messlatte für Qualität und Sicherheit fest, die jeder Spieler, oder in diesem Fall, jedes Ventil, erfüllen muss.

Die DIN 3320 ist jedoch nicht die einzige Norm in der Stadt. Halten Sie sich fest, denn wir tauchen ein in die Welt der Definitionen von Sicherheitsventilen nach EN ISO 4126.

Einblicke in die Definitionen der EN ISO 4126 Sicherheitsventile

Man könnte die EN ISO 4126 als den Stein von Rosette der Sicherheitsventile bezeichnen. Diese internationale Norm, die viele frühere nationale Normen ersetzt, bietet eine gemeinsame Sprache für das Verständnis und die Klassifizierung von Sicherheitsventilen.

Sie enthält die Definitionen für verschiedene Anwendungen, von Sicherheitsventilen und Sicherheitsventilen bis hin zu pilotgesteuerten Sicherheitsventilen. Ganz gleich, ob Sie mit Druckbehältern oder Kesseln zu tun haben, diese Norm ist Ihre Anlaufstelle für die Terminologie von Sicherheitsventilen.

So wie es mehr als eine Art gibt, eine Katze zu häuten, gibt es auch mehr als eine Art von Sicherheitsventil. Schauen wir uns also die schweren Hammerhebel-Sicherheitsventile genauer an.

Schwere Hammer-Hebel-Sicherheitsventile: Ein detaillierter Blick

Wie der Name schon sagt, sind schwere Hammerhebel-Sicherheitsventile die starken, leisen Typen der Ventilwelt. Sie verwenden einen schweren Hebel, der einen Hammer enthält, um das Ventil unter normalen Bedingungen geschlossen zu halten. Wenn der Druck zu hoch wird, überwindet die Kraft des Dampfes oder der Flüssigkeit das Gewicht des Hammers, drückt das Ventil auf und lässt die Flüssigkeit entweichen.

Diese schlagkräftigen Ventile werden häufig in Heizkesseln eingesetzt, wo sie vor den potenziellen Gefahren eines Überdrucks schützen. Aber sie sind nicht die einzige Art von Sicherheitsventil im Kesselraum. Schalten wir einen Gang höher und erkunden wir die Welt der Sicherheitsventile mit Eigengewicht.

Sicherheitsventile an Offshore-Öl- und -Gasbohrlöchern schützen das Rohr- und Fließleitungssystem vor Überdruck und Störungen, die durch hydraulischen Druck gesteuert werden. Sicherheitsventile auf Offshore-Öl- und -Gasbohrung Kopf Remote-Plattform zum Schutz von Rohr-und Flow-Line-System von Überdruck und stören Prozess, der durch hydraulischen Druck gesteuert. "Sicherheitsventile" Stockbilder, lizenzfreie Fotos & Bilder

Erkundung der Funktionsweise von Totlast-Sicherheitsventilen

Ah, Sicherheitsventile mit Eigengewicht, die alten Hasen der Druckentlastung. Diese Sicherheitsventile verwenden - Sie haben es erraten - ein Eigengewicht, um das Ventil geschlossen zu halten. Wenn der Systemdruck das Gewicht des "toten" (oder statischen) Gewichts übersteigt, öffnet sich das Ventil, und die Flüssigkeit kann entweichen.

Diese Ventile werden häufig in Szenarien eingesetzt, in denen sich der Betriebsdruck nur wenig ändert, und bieten einen zuverlässigen, wenn auch altmodischen Ansatz für die Drucksicherheit. Aber hey, wenn es nicht kaputt ist, sollte man es nicht reparieren, oder?

Erkundung der Funktionsweise von Totlast-Sicherheitsventilen

Jetzt kommt etwas Interessantes: das Sicherheitsventil mit Eigengewicht. Dieser Typ ist etwas altmodisch und verwendet ein Gewicht, um das Ventil geschlossen zu halten. Stellen Sie sich einen Gewichtheber vor - je mehr er heben kann, desto stärker ist er. So ist es auch bei diesen Ventilen: Je schwerer das Gewicht ist, das sie heben können (oder technisch ausgedrückt, je höher der Druck ist, dem sie standhalten können), desto robuster sind sie.

Wenn der Druck zu hoch wird, drückt er gegen das Gewicht. Wenn der Druck stark genug ist, um das Gewicht anzuheben, öffnet sich das Ventil, und die Flüssigkeit entweicht. Diese Ventile sind normalerweise dort zu finden, wo der Druck nicht stark schwankt, und stellen eine einfache und zuverlässige Lösung für Überdrucksituationen dar. Aber was passiert, wenn man die Zuverlässigkeit eines Totlastventils mit der Kraft einer Feder kombiniert? Finden wir es heraus.

Die Vorteile von federbelasteten Sicherheitsventilen entschlüsseln

Federbelastete Sicherheitsventile sind so etwas wie die "Jack-in-the-Box" der Ventilwelt. Sie verwenden eine Feder, um den Ventilteller in der geschlossenen Position zu halten. Wenn der Druck zu hoch wird, wird die Federkraft überwunden, das Ventil springt auf und gibt die Flüssigkeit frei. Wenn der Druck wieder sinkt, schnappt die Feder das Ventil wieder in die geschlossene Position zurück. Überraschung!

Diese Sicherheitsventile haben einige Tricks in petto, unter anderem sind sie einstellbar. Indem man die Kompression der Feder verändert, kann man den Ansprechdruck des Ventils ändern. Das macht sie für eine Vielzahl von Anwendungen vielseitig einsetzbar. Aber was passiert, wenn man einen Hebel in die Sache einbaut? Das wollen wir herausfinden, wenn wir uns mit hebelübersetzten Sicherheitsventilen beschäftigen.

Die entscheidende Rolle von hebelbetätigten Sicherheitsventilen

Wenn man eine Kraft aufbringen muss, aber nicht die Kraft (oder den Platz) für ein großes Gewicht oder eine Feder hat, was benutzt man dann? Einen Hebel! Hebelgestützte Sicherheitsventile nutzen die Magie von Hebeln, um das Ventil in einer geschlossenen Position zu halten.

Wenn der Druck den eingestellten Wert erreicht, übersteigt er die Hebelkraft, wodurch sich das Ventil öffnet und die Flüssigkeit abgelassen wird. Diese Sicherheitsventile werden häufig in Kesselanlagen eingesetzt, wo sie verhindern, dass der Druck gefährliche Werte erreicht. Aber wie bei jedem Sicherheitsventil hängt die Wahl des Typs von einigen wichtigen Überlegungen ab.

Rote Sicherheitsventile Serie von roten Sicherheitsventilen auf blauen Industrierohren. "Sicherheitsventile" Stockbilder, lizenzfreie Fotos & Bilder

Die Wahl des richtigen Sicherheitsventiltyps: Wichtige Überlegungen

Wie entscheiden Sie also, welche Art von Sicherheitsventil Sie verwenden sollten? Nun, das ist ein bisschen wie bei der Wahl eines neuen Autos - es hängt davon ab, wofür Sie es brauchen. Sie müssen die Art des Mediums (Dampf? Gas? Flüssigkeit?), den Betriebsdruck und die Temperatur sowie einen möglichen Gegendruck berücksichtigen.

Wichtig ist auch die Kapazität des Ventils und ob es die Flüssigkeitsmenge bewältigen kann. Nicht zu vergessen ist auch der Ansprechdruck, der für Ihr System geeignet sein muss. Denken Sie daran, dass es nicht nur darauf ankommt, was das Sicherheitsventil leistet, sondern auch darauf, wie gut es Ihren spezifischen Anforderungen entspricht.

Schlussfolgerung

Sicherheitsventile sind vielleicht nicht der aufregendste Teil eines industriellen Systems, aber sie sind auf jeden Fall lebenswichtig. Und nachdem wir nun die verschiedenen Arten von Sicherheitsventilen untersucht haben - von den schweren Hammerhebel-Sicherheitsventilen bis zu den federnden federbelasteten Ventilen - ist klar, dass es für jedes Szenario ein Sicherheitsventil gibt.

Ob es sich um einen Kessel, einen Druckbehälter oder eine Gaspipeline handelt, diese Geräte arbeiten unermüdlich im Hintergrund und sorgen für die Sicherheit unserer Industriesysteme. Wenn Sie also das nächste Mal einem Sicherheitsventil begegnen, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um die komplizierte Technik und die entscheidende Rolle zu würdigen, die diese bescheidenen Komponenten spielen. Denken Sie daran: Es ist nicht nur ein Ventil, es ist ein Sicherheitsheld!

de_DEDE