Das entscheidende Merkmal des Hochleistungs-Plattenschiebers von TIANYU ist sein scharfer, präzisionsgeschliffener Plattenschieber, der speziell für die größte Herausforderung feststoffhaltiger Medien entwickelt wurde: Verstopfungen. Im Gegensatz zu Standard-Plattenschiebern mit flachen Schiebern, die Partikel einfangen können, schneidet die konische, geschärfte Kante des Plattenschiebers durch Fasern (z. B. Zellstoff in Papierfabriken), Sedimente (z. B. Klärschlamm) und körnige Feststoffe (z. B. Bergbaurückstände) und gewährleistet so ein reibungsloses Öffnen und Schließen ohne Verklemmen.
Im Bergbau, wo Abraum mit 30–40 % Feststoffanteil verarbeitet wird, verhindert die Schneidwirkung des Messerschiebers Partikelablagerungen im Schiebergehäuse und reduziert so ungeplante Ausfallzeiten im Vergleich zu Standardschiebern um 80 %. Die Härte der Klinge (≥45 HRC für Edelstahl, ≥58 HRC für Stellite 6) sorgt dafür, dass sie auch nach Tausenden von Zyklen ihre scharfe Schneide behält und so ein Abstumpfen, das zu ineffizientem Schneiden und Verstopfungen führt, verhindert.
Die robuste Konstruktion des Ventils ist für den harten industriellen Einsatz konzipiert und widersteht Stößen, Vibrationen und Abrieb, wie sie im Bergbau, in der Metallurgie und auf Baustellen häufig vorkommen:
- Verdickter Ventilkörper: WCB-/Gussstahlgehäuse verfügen über verstärkte Wände (≥25 mm für DN300 PN25), um äußeren Stößen und Innendruck durch hochdichte Medien standzuhalten. In Baustoffwerken hat das verdickte Gehäuse versehentliche Stöße durch schwere Maschinen ohne Verformung überstanden.
- Verschleißfeste Komponenten: Stellite 6-Oberflächenbeschichtungen und Wolframkarbidbeschichtungen auf Klinge und Sitz reduzieren den Verschleiß im Vergleich zu unbeschichtetem Stahl um 70 % und verlängern die Lebensdauer bei Anwendungen mit abrasiven Schlämmen von 2–3 Jahren auf 8–10 Jahre.
- Korrosionsbeständigkeit: Edelstahl 304/316 und Epoxidbeschichtung schützen vor Rost und chemischer Korrosion, wodurch das Ventil für den Küstenbergbau (Meerwasserkontakt) und Chemiewerke (korrosive Schlämme) geeignet ist.
TIANYU bietet drei Dichtungslösungen für unterschiedliche Medienbedingungen an und gewährleistet so branchenübergreifend optimale Leistung:
- Metallische Hartdichtung (Stellite 6): Ideal für stark abrasive Medien mit hohen Temperaturen (z. B. Kohlenasche, Bergbaurückstände, geschmolzener Schwefel). Die extreme Härte und chemische Inertheit von Stellite 6 verhindern Dichtungsverschleiß und Leckagen und gewährleisten die Leistung der ANSI-Klasse IV auch nach über 10,000 Zyklen.
- Verstärkte PTFE-Weichdichtung: Für saubere, nicht abrasive Medien (z. B. viskose Öle, lebensmittelechte Schlämme ohne Partikel) mit blasenfreier Abdichtung gemäß ANSI-Klasse VI. Die chemische Inertheit von PTFE widersteht Säuren, Basen und organischen Lösungsmitteln und ist daher für Anwendungen in der Pharma- und Lebensmittelverarbeitung geeignet.
- Urethandichtung: Bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Flexibilität und Abriebfestigkeit für allgemeine Schlammanwendungen (z. B. Klärschlamm, landwirtschaftliche Düngemittel). Die Elastizität des Urethans gleicht geringfügigen Klingenverschleiß aus, erhält die Dichtungsintegrität und widersteht gleichzeitig dem Partikelabrieb.
Die vielfältigen Betriebsoptionen des Ventils erfüllen unterschiedliche Projektanforderungen, vom Fernbetrieb mit niedriger Frequenz bis hin zu automatisierten Systemen mit hoher Taktfrequenz:
- Handbetrieb: Kostengünstig für kleine Durchmesser und abgelegene Standorte (z. B. ländliche Bergbaustandorte ohne Strom), mit ergonomischen Handrädern für eine einfache Bedienung.
- Getriebeunterstützter Betrieb: Reduziert das Drehmoment bei mittleren bis großen Durchmessern und ermöglicht die Steuerung von DN800-Ventilen durch eine einzelne Person – entscheidend für Industrieanlagen mit begrenzten Arbeitskräften.
- Pneumatische Automatisierung: Ideal für den Hochfrequenzbetrieb (z. B. Kläranlagen mit stündlichen Zyklusanforderungen), mit Federrücklaufantrieben, die einen ausfallsicheren Schutz bieten (z. B. Schließen des Ventils bei Luftzufuhrverlust, um einen Medienüberlauf zu verhindern).
- Elektrische Automatisierung: Ermöglicht Fernüberwachung und -steuerung über SCADA/DCS-Systeme (z. B. groß angelegte Bergbaubetriebe mit zentralen Kontrollräumen) mit 4–20-mA-Signalen für eine präzise Durchflussmodulation.
Die volldurchlässige, ungehinderte Innenkonstruktion gewährleistet einen ungehinderten Medienfluss durch das Ventil, minimiert den Druckabfall (≤ 5 % bei voller Öffnung) und verhindert Partikelablagerungen. In Bergbau-Tailing-Pipelines reduziert dies den Energieverbrauch der Pumpe um 20–30 % im Vergleich zu Ventilen mit teilweiser Öffnung. Gleichzeitig werden durch das Fehlen von Hohlräumen im Inneren Totzonen vermieden, in denen sich Feststoffe ansammeln und Verstopfungen verursachen können.
Beispielsweise weist ein DN500-Ventil zur Förderung von Eisenerzrückständen (Dichte 1.8 g/cm³) bei vollem Durchfluss einen Druckabfall von nur 0.05 MPa auf, was die Pumpenbelastung reduziert und die Lebensdauer der Pumpe verlängert. Die glatten Innenflächen (Ra ≤ 1.6 μm) verhindern zudem die Anhaftung des Mediums und reduzieren so den Wartungsaufwand zusätzlich.
- Rohstoffverifizierung: Alle Materialien werden strengen Tests unterzogen, um die Einhaltung der Standards sicherzustellen:
- WCB/Gussstahlknüppel werden mittels Spektralanalyse (ASTM A216) geprüft, um die chemische Zusammensetzung (C: 0.25–0.35 % für WCB) zu bestätigen, und mittels Ultraschallprüfung (UT), um innere Defekte (Porosität, Risse) zu erkennen.
- Platten aus Edelstahl 304/316 werden mittels positiver Materialidentifikation (PMI) überprüft, um den Chrom- (17–19 % bei 304) und Nickelgehalt (8–11 % bei 304) zu bestätigen und so die Korrosionsbeständigkeit sicherzustellen.
- Die Dicke (1.5–2.0 mm) und Härte (≥ 58 HRC für Stellite 6) von Stellite 6- und Wolframkarbidbeschichtungen wird mittels Härteprüfung und Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) geprüft.
- Oberflächenvorbereitung:
- Gussteile (Karosserie, Motorhaube) werden sandgestrahlt (ISO 8501-1), um Zunder und Oberflächenfehler zu entfernen und so die Lackhaftung und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
- Ventilschäfte werden wärmebehandelt (Abschrecken und Anlassen), um die Festigkeit zu erhöhen, und dann auf eine Oberflächenrauheit von Ra ≤0.4 μm poliert, um die Reibung mit der Packung zu verringern.
- Die Lamellentore sind präzisionsgeschliffen und weisen eine scharfe Kante (Kegelwinkel 5°–10°) sowie eine Oberflächenrauheit von Ra ≤0.8 μm für optimales Schneiden und Abdichten auf.
- Ventilkörper und VentildeckelCNC-Dreh- und Fräszentren formen Gehäuse und Haube. Die internen Strömungswege sind auf volle Öffnungsmaße (ohne Hindernisse) bearbeitet. Die Flanschflächen werden mit einer Ebenheitstoleranz von ≤0.05 mm/m (ASME B16.5) und einer Oberflächengüte von Ra ≤3.2 μm bearbeitet, um einen korrekten Dichtungssitz zu gewährleisten. Die Sitztaschen werden auf eine Durchmessertoleranz von H7 (0–+0.03 mm) gehont, um einen gleichmäßigen Kontakt mit der Klinge zu gewährleisten.
- Messertor (Klinge): Die Klinge ist CNC-gefräst aus Edelstahl/legiertem Stahl und hat eine durch Präzisionsschleifen geschärfte Schneide. Bei Klingen mit Stellite 6 wird die Legierung durch WIG-Schweißen (ASTM A312) auf die Schneide aufgetragen und anschließend auf eine gleichmäßige Schichtdicke geschliffen. Wolframkarbidbeschichtungen werden durch Hochgeschwindigkeits-Sauerstoff-Brennstoffspritzen (HVOF) aufgebracht, um Haftung und gleichmäßige Schichtdicke zu gewährleisten.
- Ventilschaft: Das Gewinde (trapezförmig, ISO 2904) wird aus Verschleißgründen durch Gewinderollen hergestellt, wobei die Gewindesteigung für einen reibungslosen Betrieb optimiert ist. Das obere Ende der Spindel ist so bearbeitet, dass es in die Handrad-/Antriebskupplung passt und so eine sichere Drehmomentübertragung gewährleistet.
- Sitzkomponenten: Metallsitze werden CNC-gefräst aus Stellite 6 oder legiertem Stahl und anschließend auf eine Oberflächenrauheit von Ra ≤0.4 μm geläppt, um der Oberflächenbeschaffenheit der Klinge zu entsprechen. PTFE/Urethan-Dichtungen werden präzise auf das Sitzprofil zugeschnitten und verfügen über Sicherungsringe, um ein Verschieben während des Betriebs zu verhindern.
- Klingen- und Schaftbaugruppe: Die Klinge ist über eine Keilnut und einen Splint (ISO 8750) mit dem Schaft verbunden, wodurch eine sichere Drehmomentübertragung gewährleistet wird. Die Baugruppe wird auf Planlauf (≤0.05 mm) geprüft, um ein Verklemmen während des Betriebs zu verhindern.
- Dichtungsinstallation: Metallsitze sind in den Ventilkörper eingepresst und federbelastet, um Wärmeausdehnung und Verschleiß auszugleichen. PTFE/Urethan-Dichtungen werden mit Sicherungsringen eingebaut, um eine gleichmäßige Kompression gegen die Klinge zu gewährleisten.
- Integration von BetriebskomponentenHandräder, Getriebe oder Antriebe werden über ISO 5211-Adapterflansche am Ventil montiert. Getriebe werden mit synthetischem Fett geschmiert (Temperaturbereich: -20 °C bis 150 °C), um die Reibung zu verringern. Pneumatische/elektrische Antriebe werden auf die Drehmomentanforderungen des Ventils kalibriert (z. B. 5000 Nm für DN1200 PN25).
- Endgültige Ausrichtung: Die Klinge wird so eingestellt, dass eine Vorspannung von 0.1–0.2 mm gegen den Sitz gewährleistet ist, und die Vertikalität des Schafts wird auf ≤0.05 mm/m überprüft, um ein Festklemmen zu vermeiden.
- Hydrostatische Prüfung:
- Shell-Test: Der Ventilkörper wird mit Wasser gefüllt und 30 Minuten lang mit dem 1.5-fachen Nenndruck (z. B. 3.75 MPa bei PN25) beaufschlagt (API 598). Leckagen, Schwitzen oder Verformungen sind nicht zulässig. Die Testergebnisse werden in einem hydrostatischen Testbericht dokumentiert.
- Sitzprobe: Das Ventil ist geschlossen und das Wasser wird auf der Einlassseite auf den 1.1-fachen Nenndruck (z. B. 2.75 MPa bei PN25) beaufschlagt. Die Leckage wird mit einem Durchflussmesser gemessen: ≤ 0.01 % des Nenndurchflusses für Metalldichtungen (ANSI-Klasse IV) und ≤ 0.1 × DN mm³/min für Weichdichtungen (ANSI-Klasse VI).
- Betriebsprüfung:
- Das Ventil durchläuft 100 Öffnungs- und Schließzyklen, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Dabei wird das Drehmoment bei jedem Zyklus gemessen (Abweichung ≤ 5 %). Getriebeunterstützte und automatisierte Ventile werden auf Zykluszeit und Drehmomentkonstanz geprüft.
- Die Schneidleistung der Klinge wird mit simulierten Medien (z. B. faserreicher Schlamm, körnige Feststoffe) getestet, um sicherzustellen, dass sie nicht verklemmt oder stumpf wird.
- Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP):
- Gussteile werden mittels Magnetpulverprüfung (MPI, ASTM E709) auf Oberflächenrisse geprüft.
- Geschweißte Komponenten (Stellite 6-Beschichtungen) werden mittels Eindringprüfung (PT, ASTM E165) geprüft, um sicherzustellen, dass keine Schweißfehler vorliegen.
- Zertifizierungsdokumentation: Jedem Ventil liegt ein Materialprüfbericht (MTR), ein hydrostatischer Prüfbericht und Konformitätszertifikate (ISO 9001, CE, API 600, falls zutreffend) bei.
