Ecotrol DN 700 (28“) optimiert für den Einsatz als Pumpgrenzregelventil
Mit der Neuentwicklung der Nennweite DN 700 (28“) rundet Arca die bewährte Baureihe der Ecotrol Regelventile nach oben hin ab. Dieses Ventil wurde speziell für den Einsatz als Pumpgrenzregelventil an Turboverdichtern optimiert, ist jedoch für alle Regelanwendungen bei flüssigen und gasförmigen Medien einsetzbar.
Das Anforderungsprofil für die Neuentwicklung war:
- Hoher Durchflusskoeffizient Kvs, der meist sogar die Förderleistung des Turboverdichters deutlich überschreitet. Damit können bei einer Sicherheitsabschaltung des Verdichters auch die in den Rohrleitungen und Wärmetauschern eingeschlossenen Gasmengen innerhalb kürzester Zeit entspannt werden.
- Baulänge entsprechend der Vorgabe der EN 558.
- Mechanische Stabilität gegenüber der am Pumpgrenzregelventil umgesetzten Energie sowie gegenüber mechanischen Kräften aufgrund von Druckschwankungen oder ungünstiger Rohrleitungsführung.
- Günstige akustische Kennwerte.
- Kurze Stellzeiten – meist deutlich weniger als 2 Sekunden für die vollständige Öffnung von 0 – 100% Ventilhub.
Bei Stellventilen in Durchgangsform stellt die Baulänge gemäß EN 558 gerade bei großen Nennweiten eine besondere konstruktive Herausforderung dar, da das Verhältnis von Sitz-Durchmesser (idealerweise gleich der Nennweite des Ventils) zur Baulänge mit steigender Nennweite immer ungünstiger wird. Aus diesem Grunde wurde bei der strömungstechnischen Optimierung der Gehäuseform erstmals die parametrische Modelliertechnik mittels eines Upfront CAE-Tools angewendet.
Bei diesem Entwicklungsprozess wird das zu entwickelnde Bauteil (abgesehen von fest vorgegebenen Randbedingungen, wie z.B. den Prozessanschlüssen, den Wandstärken und der Innengarnitur) durch eine variable, parametergesteuerte Geometrie definiert. Darüber hinaus wurden unter Bezug auf den Zielmarkt als Pumpgrenzregelventil die Entspannung eines Gases mit einem Druckverhältnis x = (p1-p2)/p1 = 0,7 und die Durchflussrichtung „flow to open“ vorgegeben. Im ständigen Wechsel zwischen Variation der Geometrie und Ergebnisauswertung (im Falle des Ventilgehäuses der mittels CFD ermittelte Durchflusskoeffizient) konvergierte das System nach mehr als 60 Varianten zu einer optimalen Lösung mit einem um 25% größeren Durchflusskoeffizienten (im Vergleich zu einer konventionellen Konstruktion).
In Kombination mit dem zugehörigen federrückstellenden Kolbenantrieb, welcher sowohl einfachwirkend als auch (zur deutlichen Verbesserung der Regeldynamik unter Beibehaltung einer definierten Sicherheitsstellung bei Signal- oder Energieausfall) doppeltwirkend betrieben werden kann, bietet dieses Ventil für viele Anwendungen eine technisch und wirtschaftlich optimale Lösung.
