Artikel Motorregelventile mit Steuerscheiben und Busanschluss

01.12.2009

Kennlinie nach Maß

Motorregelventile mit Steuerscheiben sind eine interessante Alternative zu Kegelsitzventilen: Sie arbeiten genau und ermöglichen es, auch individuelle Kennlinien kostengünstig zu realisieren. Neben Standard-Schnittstellen wie Strom- und Spannungssignalen ist nun auch die Ansteuerung über den CAN-Bus möglich.

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Bei der Regelung von flüssigen und gasförmigen Medien stellen Tausende von Motorregelventilen und -armaturen den reibungslosen Betrieb sicher. Sie sorgen im Prozess dafür, dass sich die flüssigen und gasförmigen Medienströme exakt an den tatsächlichen Bedarf anpassen lassen. Insbesondere in Kühlprozessen und zur Dosierung von Flüssigkeiten und Gasen haben sich Motorregelventile bewährt. Die Ventile arbeiten nach dem Prinzip des Flachdrehschiebers.

Das Herzstück der Motorregelventile sind zwei übereinander angeordnete Steuerscheiben. Ihre Kontur bestimmt die Regelkennlinie und damit den Durchfluss. So sind neben zahlreichen Varianten mit linearen und gleichprozentigen Kennlinien auch individuelle Kennlinien kostengünstig realisierbar. Von besonderem Interesse sind diese Ausführungen, wenn es darum geht, sehr kleine Mengen zu dosieren. Mit dem Steuerscheiben-System ist es auch möglich, die Durchflusskennlinie in bestimmten Regelbereichen stark zu spreizen oder Volumenströme mit sehr hoher Präzision zu fahren. Allein die Durchlassgeometrie des Scheibenpaares bestimmt die Form der Kennlinie.

Volumenströme ab 5l/h genau regeln

Mit den Steuerscheiben lassen sich Volumenströme ab 5l/h genau regeln und dosieren. Die eng aufeinander liegenden Steuerscheiben sorgen in geschlossener Stellung (Nullabschluss) mit ihrer positiven Überdeckung für einen tropfdichten Abschluss. Energie benötigen die Regelventile aufgrund ihrer Bauweise nur zum Verstellen und Nachregeln. Einmal eingestellt bleibt die Ventilstellung ohne weitere Energiezufuhr erhalten.

Die Motorregelventile lassen sich sowohl über Standardschnittstellen 4 … 20 mA oder 0 … 10V als auch über den CAN-Bus ansteuern. Dabei verfügt das System über Ausführungen sowohl mit als auch ohne integrierten Stellungsregler. Zudem sind Ausführungen mit sehr genauem Stellungsregler in Vorbereitung, die zur verschleißfreien Winkelmessung präzise Hallsensoren nutzen. Speziell bei Ventilen mit einer linearen Kennlinie genügt oft die kostengünstige Ausführung ohne Rückkopplung, denn der Öffnungswinkel der Steuerscheiben lässt sich bei dieser Ausführung direkt über die sehr präzise arbeitende Steuerung einstellen.
Getriebe und Elektronik bilden zusammen mit den Ventilgehäusen eine kompakt aufgebaute Einheit, die sich schnell und einfach einbauen und elektrisch in die Anlage integrieren lässt. Aufgrund der unterschiedlichen Einsatzgebiete für die Motorregelventile hat der Hersteller drei Antriebslösungen im Programm. Je nach Anwendung können Gleichstrom-, Synchron- oder Schrittmotoren eingesetzt werden. Antriebe mit Gleichstrommotor enthalten mechanische Kontakte und sind besonders geeignet für konstante Prozesse, bei denen nicht stetig nachzuregeln ist.

Drei Antriebslösungen decken unterschiedliche Einsatzgebiete ab

Die mit Wechselspannung betriebenen Synchronmotoren sind aufgrund ihrer kontaktlosen Konstruktion langlebig und schnell. Soll oft oder hochauflösend verstellt werden, ist der Einsatz eines Schrittmotors die beste Wahl. Trotz der kompakten Bauweise arbeiten alle Ventilantriebe mit einem hohen Anfangsdrehmoment von 120 bzw. 200Ncm um die Haftenergie der beiden Scheiben schnell zu überwinden. Mit den leistungsstarken Antrieben sind die Steuerscheiben in der Lage, kleine, vor allem organische, Schmutzpartikel abzuscheren und absolut dicht zu schließen.

Zu den wartungsfreien elektrischen Stellantrieben gehört neben dem Antrieb ein nachgeschaltetes Getriebe, das über die kraftschlüssige Verbindung die Steuerscheibe antreibt. Es sorgt für eine reproduzierbare, definierte Regelcharakteristik. Die Endlage wird von zwei getrennten, potenzialfreien Mikroschaltern erkannt. Bedingt durch die geringe Leistungsaufnahme von 1,5 bis 5 W (je nach Motorausführung) kann die Ansteuerung direkt aus der Regelelektronik erfolgen.

Für die Ansteuerung der Motorregelventile sind verschiedene Regler im Handel erhältlich, die im Verbund mit dem Ventil die Lösung einfacher Steuerungsaufgaben bis hin zur komplexen Regelung ermöglichen, wie z. B. Durchfluss- und Temperaturregelung. Die Motorregelventile sind in Edelstahl und Messing mit Anschlussweiten von 0,5 bis 1Zoll verfügbar und kommen in neutralen, flüssigen und gasförmigen Medien bis zu einer Viskosität von 80Ns/m2 und Medientemperaturen von -30 bis 100°C zum Einsatz (6bar bis 0,1bar abs.).

Entscheider-Facts
Für Betreiber und Planer

  • Motorregelventile wirken nach dem Prinzip eines Flachdrehschiebers.
  • Herzstück sind zwei übereinander angeordnete Steuerscheiben. Ihre Kontur bestimmt die Regelkennlinie.
  • Die Durchlassgeometrie des Scheibenpaares kann variiert werden, wodurch individuelle Kennlinien möglich sind.

 

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