Elektromotorische Prozessregelventile ohne Druckluft

Präzision und Schnelligkeit

Dampfregelung in CIP-Anlage: Hochpräzises, elektromotorisches Regelventil in Kombination mit pneumatisch angesteuerten Absperrventilen. Bild: Bürkert

In der Prozessautomatisierung finden die Vorteile elektromotorischer Antriebe gegenüber pneumatischen Lösungen immer mehr Beachtung. Zwar steht Druckluft in vielen Industrieumgebungen ohnehin bereit, sie zählt aber zu den kostenintensiven Energieträgern in der Erzeugung, durch hohe Wartungsaufwendungen und durch signifikante Leckageverluste von nicht selten 20% im weitläufigen Druckluftsystem. Elektromotorische Ventile lösen diese Probleme und bieten sich deshalb in vielen Fällen als energieeffiziente Alternative an. Sie fahren im Vergleich zu pneumatischen federbalancierten Lösungen nahezu verzögerungsfrei und ohne Überschwingen die gewünschte Position an und halten diese unabhängig vom Mediendruck stabil. Als einfache, aber intelligente Systeme bieten sie zudem vielfältige Möglichkeiten zur Prozessoptimierung.

Es sind unterschiedliche Gründe, die dazu führen, dass Anwender auf pneumatische Ventile verzichten oder sie durch elektromotorische Varianten ersetzen wollen: So gibt es Applikationen, in denen keine Druckluft vorhanden oder gewünscht ist. Dazu zählen großflächige Lagersysteme mit langen Distanzen zwischen einzelnen Ventilen, mobile Anlagen beispielsweise zur dezentralen Trinkwasserversorgung oder Prozesse, in denen Druckluft störend ist, wie in Reinräumen oder Lackieranlagen. Andere Applikationen haben hohe Anforderungen an die Regelgenauigkeit und -geschwindigkeit bei gleichzeitig geringer Totzeit, was sich mit pneumatischen Ventilen nicht realisieren lässt. Motorenprüfstände sind dafür ein typisches Beispiel. Hinzu kommen aber auch innovative Anlagenkonzepte, die eine Kombination von pneumatischen und elektromotorischen Ventilen nutzen, beispielsweise indem einfache Absperrfunktionen weiterhin pneumatisch gelöst werden, für anspruchsvolle Regelungsprozesse hingegen die überlegene, elektromotorische Variante zum Einsatz kommt. Mehr und mehr Anwender reduzieren zudem den kostenintensiven und verlustbehafteten Einsatz von Druckluft durch die Verwendung elektromotorischer Lösungen.

Der Fluidikspezialist Bürkert bietet für all diese Fälle ein breitgefächertes Programm an elektromotorischen Prozessregelventilen. Ausgelegt als Sitz- oder Membranventile decken sie ein breites Anwendungsfeld ab. Das Spektrum reicht von dem Bedampfen von Backwaren und der Wasserregelung beim Bleichen von Textilien über die Heißwasserregelung in Molkereien bis hin zu mobilen Temperieranlagen. Weitere Applikationen sind die Dampf- und Wasserdosierung in der Nahrungsmittel- oder Pharmaindustrie, die präzise Druckregelung in Motorenprüfständen, z.B. in der Formel 1, oder im Kühlkreislauf von Brauereien.

Sitzventile: schnell, genau und leistungsstark

Mit den elektromotorischen Sitzventiltypen gibt es jetzt Prozessregelventile, die neue Maßstäbe hinsichtlich Leistung, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit setzen. Bild: Bürkert

Mit den elektromotorischen Sitzventiltypen gibt es jetzt Prozessregelventile, die neue Maßstäbe hinsichtlich Leistung, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit setzen.

Die Besonderheit dieser elektromotorischen Sitzventile liegt in ihrer Leistungsstärke, die sie vergleichbar macht mit pneumatisch angetriebenen Ventilen. Mit einer Stellgeschwindigkeit von 6 mm/s und einer Schließzeit von 3 bis 4 Sekunden teilen sie nicht mehr die Schwachstelle vieler elektromotorischer Prozessventile. Bisherige Lösungen benötigen zum Schließen teilweise mehrere Minuten, was für viele Anwendungen nicht akzeptabel ist. Je nach Anforderung lässt sich die Stellgeschwindigkeit anwendungsspezifisch einstellen, eine elektrische Hub- und Schließbegrenzung definieren und Endpositionen sanft anfahren. Ein weiteres Merkmal dieser Ventile ist, dass sie im Vergleich zu pneumatischen, federbalancierten Antrieben nahezu verzögerungsfrei und ohne Überschwingung die gewünschte Position anfahren und unabhängig vom Mediendruck stabil halten. Bei einem Energieausfall kann die Sicherheitsstellung über den optionalen Energiespeicher angefahren werden. Eine zusätzliche Handnotverstellung ist ebenfalls vorhanden. Die Position des Ventils wird weit sichtbar über einen 360°-LED-Ring angezeigt, eine zusätzliche mechanische Stellungsanzeige zeigt diese auch bei Energieausfall.

Die Regelventile sind als Schrägsitz- (Typ 3360) und Geradsitzventil (Typ 3361) mit optionalem Prozessregler in Anschlussnennweiten von DN15 bis DN50 erhältlich. Mögliche Medien sind Gase, Flüssigkeiten und Dampf mit Medientemperaturen von -10 bis 185 °C. Der Betriebsdruck liegt bei bis zu 16 bar. Die Gehäuse sind wahlweise mit Flansch, Gewindemuffe, Schweiß- oder Clampanschluss verfügbar. Die Kvs-Werte reichen von 0,1 bis 53 m3/h. Die hohe Regelauflösung ergibt sich aus dem minimalen Totband von 0,1%. Als elektrische Versorgungsspannung werden 24 V DC benötigt. Raue Umgebungen sind für die robusten Gehäuse mit Schutzart IP65 und IP67, die zudem ein leicht zu reinigendes und geschlossenes Design haben, kein Problem. Die Antriebsoberfläche ist entsprechend der EHEDG-Richtlinie (European Hygienic Engineering and Design Group) gestaltet. Die Oberfläche bietet zudem eine hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungsmitteln. Ergänzend zu den Regelventilen gibt es Auf/Zu-Ventile als Schrägsitz- (Typ 3320) und Geradsitz-Variante (Typ 3321). Damit sind alle Anforderungen für den Einsatz in der Nahrungsmittel- und Pharmaindustrie erfüllt.

Membranventile: hygienisch, dynamisch und haltbar

Wenn es um anspruchsvolle Regelungsaufgaben in Bereichen mit Medienkontakt in der Nahrungs- und Genussmittel-, Kosmetik, Pharma- oder Biopharmaindustrie geht, bieten sich auch Membranventile an. Bild: Bürkert

Wenn es um anspruchsvolle Regelungsaufgaben in Bereichen mit Medienkontakt in der Nahrungs- und Genussmittel-, Kosmetik, Pharma- oder Biopharmaindustrie geht, bieten sich auch Membranventile an.

Wenn es um anspruchsvolle Regelungsaufgaben in Bereichen mit Medienkontakt in der Nahrungs- und Genussmittel-, Kosmetik, Pharma- oder Biopharmaindustrie geht, bieten sich auch Membranregelventile (Typ 3363) an. Der elektrische Antrieb mit Kugelumlaufspindel positioniert die Membran quasi verzögerungsfrei mit hoher Präzision und mit ungewöhnlich hoher Stellgeschwindigkeit von bis zu 4 mm/s, die je nach Anlagendesign variiert werden kann. Druckschwankungen oder -stöße im Medium übertragen sich nicht auf die Ventilstellung. Falls erforderlich, kann auch hier die Sicherheitsposition bei Energieausfall über einen optionalen Energiespeicher angefahren werden. Weiterhin stehen hilfreiche Funktionen zur Prozessregelung, Ventildiagnose und vorbeugender Wartung zur Verfügung. Neben der mechanischen Positionsanzeige stellt ein 360°-LED-Leuchtring außer der Position auch Hinweise zu Warnungen und Fehlern dar. Die bewährten Ventilgehäuse und Membranen gewährleisten Medientrennung und gute Reinigungseigenschaften bei gleichzeitig minimalem Totraum. Anspruchsvolle Umgebungsbedingungen sind dank hohem IP-Schutz und geringer Empfindlichkeit gegen Stöße und Schwingungen kein Problem. Das hygienische Design ermöglicht eine schnelle und rückstandsfreie äußere Reinigung. Die Antriebskraft kann genau auf die Betriebsbedingungen abgestimmt und damit die Membranlebensdauer maximiert werden.

Das optionale Bediendisplay zeigt die aktuellen Betriebszustände an und ermöglicht eine einfache, schnelle Konfiguration und Diagnose direkt am Gerät. Bild: Bürkert

Das optionale Bediendisplay zeigt die aktuellen Betriebszustände an und ermöglicht eine einfache, schnelle Konfiguration und Diagnose direkt am Gerät.

Außer als Regelventil werden die Membranventile auch als Absperrventile (Typ 3323) in Anschlussnennweiten bis DN50 angeboten. Die FDA-, USP- und EHEDG-konformen Ventile eignen sich insbesondere für Reinraum-, Abfüll-, Verpackungs- und CIP/SIP-Anwendungen in der Pharma- und Healthcare-Branche, der Molkerei- oder Kosmetikindustrie sowie für die industrielle Wasseraufbereitung.

Zukunftssichere Kommunikation im Hinblick auf Industrie 4.0

Kommunikation ist sowohl über analoge Signale, als auch mit modernen Feldbussystemen möglich. Der Hersteller hat zudem mit der Geräteplattform EDIP (Efficient Device Integration Platform) eine praxisgerechte Lösung geschaffen, die dem steigenden Marktbedarf nach elektrischen Integrationslösungen gerecht wird. Diese Entwicklung stößt das Tor zur digitalen Vernetzung auf und bietet komfortable Bedien- und Parametriermöglichkeiten. Der Anwender kann ohne zusätzliche Steuerung die Logik programmieren und an sich ändernde Prozesse und Betriebsbedingungen anpassen. Durch die kostenlose Bürkert-Software, dem sogenannten Communicator, lassen sich Diagnosefunktionen wie ein Monitoring von Betriebsdaten oder Alarmmeldungen für kundenspezifische Parameter einrichten. Als intelligente Systeme bieten die elektromotorischen Ventile damit vielfältige Möglichkeiten zur Prozessoptimierung.

Über Bürkert
Bürkert Fluid Control Systems ist ein weltweit führender Hersteller von Mess-, Steuer- und Regelungssystemen für Flüssigkeiten und Gase. Die Lösungen von Bürkert kommen in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen zum Einsatz – das Spektrum reicht von Brauereien und Laboren bis zur Medizin-, Bio- und Raumfahrttechnik. Mit einem Portfolio von über 30.000 Produkten deckt Bürkert als einziger Anbieter alle Komponenten des Fluid Control-Regelkreises aus Messen, Steuern und Regeln ab: von Magnetventilen über Prozess- und Analyseventile bis zu pneumatischen Aktoren und Sensoren.Das Unternehmen mit Stammsitz im süddeutschen Ingelfingen verfügt über ein weit gespanntes Vertriebsnetz in 36 Ländern und beschäftigt weltweit über 2.500 Mitarbeiter. In fünf Systemhäusern in Deutschland, China und den USA sowie vier Forschungs- und Entwicklungszentren entwickelt Bürkert kontinuierlich kundenspezifische Systemlösungen und innovative Produkte. Ergänzt wird die Produktpalette mit dem umfassenden Serviceangebot BürkertPlus, das Kunden während des kompletten Produktlebenszyklus begleitet.Weitere Informationen zu Bürkert unter:
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Sven Schulz

Produktmanager Prozessventile, bei Bürkert Fluid Control Systems

Marco Antoni

Marco Antoni

Der Diplom-Physiker arbeitet seit Juni 2015 beim Redaktionsbüro Stutensee. Kontakt können Sie via Xing, Twitter und Facebook aufnehmen.

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