Regelventile gibt es in einem großen Bereich von Nennweiten und Durchflusskapazitäten, von Drosselklappen mit einem Durchflusskoeffizienten KVs von mehr als 50.000 m³/h (genug um ein Olympia-Schwimmbecken innerhalb von drei Minuten zu füllen) bis hinunter zu Kleinstmengenregelventilen mit einem Nenndurchflusskoeffizienten von weniger als 10-5 m³/h. Ein solches Mikrostellventil würde mehr als 20 Stunden zum Befüllen eines Wasserglases benötigen.
Normalerweise werden für diese kleinen KVs-Werte Durchgangsventile in den Nennweiten 6 bis 25 mit einem Sitzdurchmesser von 2 mm oder weniger eingesetzt, wobei der Kegel entweder ein Parabolkegel (eher eine Nadel) oder ein Zylinder mit V-Nut ist. Das Stellverhältnis und das Regelverhalten eines solchen Ventils werden im Wesentlichen durch die Toleranzen zwischen Kegel und Sitzring bestimmt.
Bei einem Durchfluss-Koeffizienten KVs von 10-5 m³/h und einem Stellverhältnis von 20:1 (und unter Berücksichtigung der Faustformel, dass ein KV von 1 m³/h in etwa einem Regelquerschnitt von 28 mm² entspricht) ergibt sich eine Maximaltoleranz zwischen Kegel und Sitzring von weniger als 3 µm. Abgesehen von der Herausforderung, die mit der Fertigung von solchen Präzisionsteilen verbunden ist, sollte jedem klar sein, dass solche Garnituren nur bei sehr sauberen Fluiden eingesetzt werden können. Darüber hinaus ist auch der Temperatureinsatzbereich dieser Ventile aufgrund der thermischen Ausdehnung begrenzt.
Absolute Dichtheit
Das System des 6H-Drehschieberventils beruht auf einem Drehschieber, bei dem zwei Scheiben mit geläppter Oberfläche innerhalb des Ventils eingebaut und mit einer Feder sowie durch den Differenzdruck aufeinander gedrückt werden. Das garantiert eine absolute Dichtheit, da bei diesem System Fertigungstoleranzen und auch die Wärmeausdehnung keine Rolle mehr spielen. Wie bei einem Gleitschieber hat jede der Scheiben eine oder mehrere Bohrungen. Normalerweise öffnet sich das Ventil, sobald diese Bohrungen sich überschneiden.
Jedoch ergibt sich damit eher eine Auf/Zu -Kennlinie, das heißt der Weg von Geschlossenstellung zur Offenstellung des Ventils entspricht einem sehr kleinen Hub beziehungsweise Drehwinkel. Dies gilt speziell bei kleinen KVs-Werten, die ebenfalls kleine Bohrungen erfordern. Bei dieser neuen Lösung wird in die feststehende Scheibe ein tangential verlaufender Durchflusskanal eingebracht, der mit steigendem Querschnitt in die Durchflussbohrung dieser Scheibe mündet. Damit erreicht man eine Streckung des Regelbereiches auf einen für die Regelung ausreichenden Drehwinkel von mindestens 60 Grad.
Auch für schwierige Fluide
Die Scheiben können aus jedem Material gefertigt werden (bis hin zu Keramik) und sind damit auch für schwierige Fluide geeignet. Obwohl es sich hierbei um eine Schwenkarmatur handelt, wird das Gehäuse eines normalen Hubventils benutzt. Dies spart Kosten und ermöglicht die Austauschbarkeit mit Standard-Regelventilen; sogar der Umbau eines vorhandenen Ventils der Baureihe 8C oder 6H ist möglich.
Die ersten Messungen der Dichtheit, der Kennlinie und des für das Kavitationsverhalten maßgeblichen Faktors FL bei Druckdifferenzen bis 150 bar haben das Potenzial des Systems unterstrichen. Das 6H/8C-Drehschieberventil ist erhältlich in den Nennweiten 15 bis 25 (ANSI ½“ bis 1“) in den Nenndruckstufen PN16 - PN 250 (ANSI Class 150 - 1500).
Arca auf der Achema (11. - 15. Juni 2018) in Frankfurt am Main: Halle 8.0, Stand H93
