ECOTROL® Drehschieberventil 8C D / 6H D

Das Hubventil arbeitet mit einer linearen Auf-und-ab-Bewegung von Spindel und Kegel und ist auf große Volumenströme bis Kvs 7000 m³/h und Nennweiten bis DN 700 ausgelegt. Das Drehschieberventil regelt dagegen über eine Schwenkbewegung der oberen Drosselscheibe und ist auf sehr kleine Mengen (Kvs ab 0,01 m³/h) sowie hohe Differenzdrücke spezialisiert. Es bietet ein Stellverhältnis von 100:1 (Hubventil: 40:1 bis 50:1), eine inhärent annähernd quadratische Kennlinie und einen Schwenkantrieb-Anschluss nach DIN EN ISO 5210 F07. Gehäuse, Anschlussvarianten und viele Spindelabdichtungen sind hingegen identisch – ein bestehendes ECOTROL®-Hubventil lässt sich daher in vielen Fällen auf Drehschieber-Garnitur umrüsten.

Die Innengarnitur besteht aus zwei geläppten Drosselscheiben. Die untere Scheibe ist fest im Ventilgehäuse fixiert und besitzt eine bzw. zwei Durchflussbohrungen mit angesetzten radialen V-Kanälen, deren Querschnitt sich – analog zu einem V-Port-Kegel – stetig vergrößert. Die obere Scheibe ist mit der Ventilwelle verbunden und wird durch den Schwenkantrieb in einem Bereich von 0° (geschlossen) bis 90° (voll geöffnet) gedreht. Eine Druckfeder und der anstehende Differenzdruck pressen die Scheiben mit definierter Kraft aufeinander, sodass eine zuverlässige Abdichtung erreicht wird. Je nach Stellwinkel wird ein präzise definierter Querschnitt der V-Kanäle freigegeben.

Typische Einsatzfälle sind die exakte Regelung von Minimal- und Dosiermengen, die Beherrschung hoher Differenzdrücke auf engstem Bauraum sowie Anwendungen mit abrasiven, schmutzbeladenen oder kavitationskritischen Medien. Häufig wird das Ventil in Pilot- und Anfahrleitungen, in chemischen und petrochemischen Prozessen, in Pharma- und Biotech-Anlagen, in Speisewasser-Mindestmengenregelungen sowie als Mengenregelventil in Druckwechselanlagen eingesetzt. Auch in Forschungsanlagen und Pilotprojekten findet es als präzises Mengenstellglied Verwendung.

Das ECOTROL® Drehschieberventil ist in den Baureihen 8C D und 6H D verfügbar. Die Baureihe 8C D deckt DN 15–50 (½″–2″) bei PN 16–63 / ANSI Class 150–600 ab und ist damit der Allrounder für Standardanwendungen. Die Baureihe 6H D ist für hohe Druckstufen von PN 100–250 / ANSI Class 900–1500 ausgelegt und kommt überall dort zum Einsatz, wo extrem hohe Differenzdrücke beherrscht werden müssen.

Der zulässige Mediumtemperaturbereich reicht von –46 °C bis +500 °C und wird durch die Kombination aus Gehäusewerkstoff, Spindelabdichtung und Drosselscheiben-Druckfeder bestimmt. Mit der Standardfeder aus 1.4310 sind bis 300 °C möglich, mit Inconel X750® bis 500 °C. Für Tieftemperaturanwendungen steht eine Ausführung mit Isoliersäule (DEK5) zur Verfügung, optional ist auch ein Heizmantel mit Flanschanschlüssen DN 15 PN 40 lieferbar.

Das Drehschieberventil besitzt eine inhärente, annähernd quadratische Regelkennlinie – ideal für die feine Regelung kleiner Volumenströme. Das Stellverhältnis beträgt 100:1 und liegt damit deutlich über dem typischen Wert von Hubventilen. So lassen sich auch sehr enge Regelbereiche zuverlässig abdecken, ohne dass die Genauigkeit am unteren Ende des Regelbereichs verloren geht.

Verfügbar sind Kvs-Werte zwischen 0,01 m³/h und 1,00 m³/h – je nach Anzahl der Durchflusskanäle (eine oder zwei) und Kennliniencharakter (A oder B). Damit lässt sich nahezu jede praktisch vorkommende Kleinmenge präzise regeln; auch Mikro-Dosieraufgaben mit Kvs unter 0,1 m³/h sind ohne Sonderkonstruktion abbildbar.

Standard sind gehärtete Drosselscheiben aus 1.4112 für allgemeine Anwendungen bis 300 °C bzw. 400 °C in Verbindung mit Inconel-Druckfeder. Für stark abrasive oder galling-kritische Medien wird Nitronic 60 eingesetzt; für höchste Verschleißbeständigkeit bei hohen Differenzdrücken und aggressiven Medien stehen Drosselscheiben aus Wolframcarbid zur Verfügung – einsetzbar bis 500 °C. Sonderwerkstoffe sind auf Anfrage verfügbar.

Das Gehäuse wird je nach Auslegung aus Stahlguss (1.0619 GP240GH / A216 WCB), Edelstahl (1.4408 G-X5CrNiMo19-11-2 / A351 CF8M), Tieftemperatur-Stahlguss (1.6220 G20Mn5 / A352 LCC) oder warmfestem Stahl (1.7357 G17CrMo5-5 / A217 WC6) gefertigt. Damit deckt das Drehschieberventil sowohl kryogene als auch heiße und korrosive Prozesse zuverlässig ab.

Standard ist eine wartungsfreie PTFE-V-Ring-Packung mit selbstnachstellender Edelstahlfeder (EPDM- oder FKM-Profil-/O-Ringe, je nach Medium und Temperatur). Optional stehen klassische, nachstellbare Stopfbuchspackungen aus PTFE-Flechtpackung, verstärktem Graphit/Inconel oder Reingrafit zur Verfügung – einsetzbar bis 500 °C. Für Tieftemperaturanwendungen gibt es die PTFE-V-Ring-Packung in Kombination mit der DEK5-Isoliersäule.

Standardmäßig wird die Leckageklasse IV nach IEC 60534-4 erreicht (max. 0,01 % des Kvs-Wertes). Bei Bedarf ist optional auch die Leckageklasse V mit feinstbearbeiteten Dichtflächen lieferbar. Da die Drosselscheiben durch Feder- und Differenzdruck gleichmäßig zueinander gepresst werden, ist die Dichtheit über die Lebensdauer sehr konstant.

Das Drehschieberventil benötigt einen Schwenkantrieb (90°-Drehung). Die Schnittstelle ist nach DIN EN ISO 5210 F07 ausgeführt und nimmt eine spielfreie Spindelkupplung SW17 auf. Standardmäßig kommt der pneumatische Schwenkantrieb ARCATORQUE® 841 zum Einsatz; alternativ können elektrische oder hydraulische Schwenkantriebe angebaut werden. Wichtig: Der Antrieb sollte einstellbare Endanschläge in beiden Endlagen besitzen, und das Ventil öffnet linksdrehend.

Die Baureihe 8C D ist für einen maximalen Differenzdruck von 100 bar in Geschlossenstellung ausgelegt und benötigt dabei ein Antriebsmoment von 10 Nm (zulässig sind 40 Nm). Die Baureihe 6H D verträgt bis zu 250 bar Differenzdruck und benötigt 16 Nm Stelldrehmoment. Damit ist das Drehschieberventil hervorragend für Hochdruck-Mindestmengenregelungen und Anti-Surge-Aufgaben kleiner Verdichter geeignet.

Verfügbar sind Flansche nach DIN EN 1092-1 bzw. ASME B16.5 in den Ausführungen RF und RTJ. Optional sind Schweißenden nach DIN EN 12627 / ASME B16.25 sowie Vorschuhenden (extended weld ends) für reduzierte Wärmeeinflusszonen erhältlich. Damit lässt sich das Ventil ohne Sonderkonstruktion in nahezu jede Rohrleitungsumgebung integrieren.

Ja. Die Drehschieber-Garnitur basiert konstruktiv auf dem ECOTROL®-Gehäuse. Damit kann ein vorhandenes ECOTROL®-Durchgangsregelventil der Baureihen 8C oder 6H in den entsprechenden kleinen Nennweiten in vielen Fällen durch einfachen Austausch der Innengarnitur und des Deckelflansch-Aufbaus auf eine Drehschieber-Lösung umgerüstet werden. Das spart Investitionskosten, schont die Rohrleitungsinfrastruktur und erschließt die präzise Regelung sehr kleiner Mengen ohne komplette Neuinvestition.

Durch die Rotationsbewegung der oberen Drosselscheibe gegen die feststehende untere Scheibe entsteht bei jedem Stellvorgang eine schleifende Bewegung an den Dichtflächen. Eingetragene Partikel werden dabei tangential aus dem Dichtspalt herausbewegt – im Gegensatz zur klassischen Hubventil-Kinematik, bei der Schmutz in der Sitzfläche festsitzen kann. Dieser Selbstreinigungseffekt verhindert das Verbacken der Dichtflächen und macht das Drehschieberventil besonders zuverlässig bei kristallisierenden, polymerisierenden oder partikelhaltigen Medien.

Empfohlen wird der Einbau in eine horizontale Rohrleitung mit dem Schwenkantrieb oberhalb des Ventils und unter Beachtung der Durchflusspfeile am Gehäuse. Beidseitig sollten jeweils mindestens 10 × Nennweite gerade Rohrleitung als Beruhigungsstrecke vorgesehen werden. Eine Bypass-Leitung mit Absperrarmaturen sowie ein Schmutzfänger vor dem Ventil sind dringend empfehlenswert. Das Ventil öffnet linksdrehend – der Schwenkantrieb muss in beiden Endlagen mit einstellbaren Endanschlägen versehen sein. Temperaturschocks sind zu vermeiden: Ab einer Differenz über 300 K gilt eine maximale Temperaturänderungsgeschwindigkeit von 2 K/min.

Auch für das Drehschieberventil steht das volle ARCA-Service-Portfolio bereit: ARCAlaunch begleitet die Inbetriebnahme einschließlich Spülservice, ARCAcare deckt prophylaktische Wartung ab, ARCAsafe sichert die Ersatzteilverfügbarkeit, ARCA24/7 garantiert telefonische Erreichbarkeit rund um die Uhr und ARCAknowhow bietet Praxisseminare. Die Auslegung erfolgt mit der Software ARCA-VENA; über die ARCAonsite-Plattform sind alle Dokumente (Gerätepass, Datenblatt, Betriebsanleitung, Ersatzteile, Wartungshistorie) per QR-Code direkt am Ventil abrufbar.

Das ECOTROL® Drehschieberventil ist nach der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU ausgelegt; die Gehäuseauslegung erfolgt nach EN 12516-2 bzw. ASME B16.34, Sitzleckage-Prüfungen nach IEC 60534-4. Hinsichtlich Explosionsschutz wurde nach DIN EN ISO 80079-36 nachgewiesen, dass das Ventil selbst keine eigene Zündquelle besitzt und nicht unter die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU fällt (Herstellererklärung verfügbar). Optionale Ausführungen nach AD 2000, NACE MR0175 und Sauerstoffausführung sind auf Anfrage verfügbar.