Industrie-Rohrleitungsarmaturen

1 Einführung.- 2 Historische Entwicklung.- 3 Anforderungen an Armaturen.- 3.1 Beeinflussung des Durchflusses.- 3.2 Automatisierungstechnische Funktionseinheit.- 3.3 Einsatzbedingungen.- 4 Funktion und Bauarten von Armaturen.- 4.1 Wirkprinzip.- 4.2 Funktionsprinzipien.- 4.3 Bauarten.- 4.4 Zuordnung der Bauart zur Aufgabenstellung.- 5 Strömungstechnische Berechnung.- 5.1 Arbeitsbereiche.- 5.1.1 Stoffsysteme.- 5.1.2 Fließgesetze.- 5.1.3 Kompressibilität.- 5.1.4 Bewegungsverhalten.- 5.2 Modellbildung.- 5.2.1 Relevante Einsatzfälle.- 5.2.2 Ähnlichkeitsbedingungen.- 5.2.2.1 Geometrische Ähnlichkeit, Berechnungsmodell.- 5.2.2.2 Physikalische Ähnlichkeit, Kennwertabhängigkeit.- 5.3 Volumenstrom und Drosselung bei Flüssigkeiten.- 5.3.1 Kennwerte.- 5.3.2 Kennwert-Korrekturen.- 5.3.2.1 Geometrieeinfluß.- 5.3.2.2 Reynolds-Zahl-Einfluß.- 5.3.3 Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.- 5.3.4 Durchflußbegrenzung durch Kavitation.- 5.4 Massestrom und Drosselung bei Gasen.- 5.4.1 Näherungsgleichungen für Durchfluß und Druckabbau.- 5.4.1.1 Unterkritische Armaturendurchströmung.- 5.4.1.2 Überkritische Armaturendurchströmung.- 5.4.1.3 Anwendung auf Dämpfe.- 5.4.2 Zustandsverlauf bei der Armaturendurchströmung.- 5.4.2.1 Zustandsbeschreibung in Mollier-Darstellung.- 5.4.2.2 Zustandsverlauf in der Armatur.- 5.4.3 Durchflußberechnung unter Beachtung des Zustandsverlaufes.- 5.4.3.1 Berechnung des Massestromes.- 5.4.3.2 Vereinfachte Gebrauchsformeln.- 5.5 Kräfte und Momente.- 5.5.1 Kennwerte.- 5.5.2 Charakteristiken der Armaturengrundtypen.- 5.6 Armaturenlärm.- 5.6.1 Strömungsgeräusche.- 5.6.2 Schallemission von Armaturen.- 5.6.3 Geräuschminderung.- 6 Hauptfunktionen.- 6.1 Absperren des Durchflusses.- 6.2 Stellen des Durchflusses.- 6.2.1 Normierte Kennlinien.- 6.2.2 Anlageneinfluß bei Flüssigkeiten.- 6.2.3 Stellarmatureneinsatz bei Gasen.- 6.2.4 Sonstige Anforderungen.- 6.2.5 Auswahl von Stellarmaturen.- 6.3 Absicherungsaufgaben.- 6.3.1 Druckbegrenzung.- 6.3.2 Rückstromverhinderung.- 6.3.3 Phasentrennung.- 7 Armaturenausführungen.- 7.1 Grundsätzliche Gestaltung.- 7.1.1 Ventile.- 7.1.1.1 Magnetventile.- 7.1.2 Schieber.- 7.1.2.1 Einschnürung und Leitrohr.- 7.1.2.2 Überdrucksicherung.- 7.1.3 Hähne.- 7.1.3.1 Kükenhähne.- 7.1.3.2 Kugelhähne.- 7.1.4 Klappen.- 7.1.5 Gehäusegestaltung und -fertigung (Grundsätzliches).- 7.2 Absperrarmaturen.- 7.2.1 Absperrventile, Bauarten und ihre Anwendung.- 7.2.1.1 Aufsatzventile.- 7.2.1.2 Kopfstückventile.- 7.2.1.3 Absperrventil mit Faltenbalg.- 7.2.1.4 Kolbenabsperrventile.- 7.2.1.5 Magnetventile.- 7.2.2 Absperrschieber, Bauarten und ihre Anwendung.- 7.2.2.1 Keilschieber.- 7.2.2.2 Parallelschieber.- 7.2.2.3 Schieber mit Faltenbalg.- 7.2.3 Absperrhähne, Bauarten und ihre Anwendung.- 7.2.3.1 Kükenhähne.- 7.2.3.2 Kugelhähne.- 7.2.4 Absperrklappen, Bauarten und ihre Anwendung.- 7.2.4.1 Klappen mit zentrisch gelagerter Klappenscheibe.- 7.2.4.2 Klappen mit exzentrisch gelagerter Klappenscheibe.- 7.3 Stellarmaturen.- 7.3.1 Stellventile.- 7.3.1.1 Bauarten.- 7.3.1.2 Stellbaugruppen.- 7.3.2 Stellklappen.- 7.3.3 Stellkugelhähne.- 7.3.3.1 Sonderbauarten.- 7.3.4 Stellschieber.- 7.3.5 Auswahlkriterien für Stellarmaturen.- 7.4 Komplettierung zur Regeleinrichtung.- 7.4.1 Regler ohne Hilfsenergie.- 7.4.1.1 Druckregler.- 7.4.1.2 Temperaturregler.- 7.4.1.3 Schwimmergesteuerte Regler.- 7.5 Sicherheitsarmaturen.- 7.5.1 Sicherheitsventile.- 7.5.1.1 Einteilung der Sicherheitsventile.- 7.5.1.2 Masse- und federbelastete Sicherheitsventile.- 7.5.1.3 Sicherheitsventile mit Zusatzbelastung.- 7.5.1.4 Mittelbar wirkende Sicherheitsventile.- 7.5.1.5 Auswahl, Größenbestimmung und Einstellung.- 7.5.1.6 Zuführungs- und Abblaseleitung, Gegendruck.- 7.5.1.7 Abblasekräfte an Sicherheitsventilen und Abblaseleitungen.- 7.5.1.8 Sonderbauarten.- 7.5.2 Rückflußverhinderer.- 7.5.2.1 Rückschlagventile.- 7.5.2.2 Rückschlagklappen.- 7.5.2.3 Sonderbauarten.- 7.5.3 Kondensatabieiter.- 7.5.3.1 Beschreibung der Bauarten.- 7.5.3.2 Einsatz und Betrieb von Kondensatableitern.- 7.5.4 Selbsttätige Be- und Entlüftungsventile.- 7.6 Armaturen für spezielle Einsatzgebiete (Spezialarmaturen).- 7.6.1 Membranventile.- 7.6.2 Schnellschlußarmaturen.- 7.6.3 Lenz- und Ballastventile.- 7.6.4 Armaturen für Gas-, Wasser- und Abwassersysteme, Fernleitungen.- 7.6.4.1 Armaturen für Wasser und Abwasser.- 7.6.4.2 Armaturen für Gas- und Ölfernleitungen.- 7.6.5 Kraftwerksarmaturen.- 7.6.6 Hochdruckarmaturen für die chemische Industrie.- 7.6.7 Armaturen für den Feststofftransport.- 7.6.8 Armaturen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.- 7.6.9 Armaturen für tiefe Temperaturen.- 7.6.10 Kunststoffarmaturen.- 8 Konstruktionselemente, universelle Baugruppen.- 8.1 Gehäuseverschlüsse.- 8.1.1 Deckeldichtung.- 8.1.2 Bemessungshinweise.- 8.2 Spindelabdichtung.- 8.2.1 Stopfbuchspackung.- 8.2.1.1 Wirkungsweise.- 8.2.1.2 Konstruktion und Auslegung.- 8.2.1.3 Eigenschaften und Einsatzgrenzen.- 8.2.1.4 Montage und Wartung.- 8.2.1.5 Stopfbuchse mit Manschettenringen.- 8.2.1.6 Spindelabdichtung mit Ringen.- 8.2.2 Stopfbuchslose Spindelabdichtung.- 8.2.2.1 Abdichtung mit Faltenbalg.- 8.2.2.2 Abdichtung mit Membrane.- 8.3 Spindelrückdichtung.- 8.4 Dichtungen der Absperrbaugruppe.- 8.5 Entlastungskegel und Umführungen bei Armaturen.- 8.6 Rohrleitungsanschlüsse.- 8.6.1 Lösbare Rohrleitungsanschlüsse.- 8.6.2 Unlösbare Rohrleitungsanschlüsse.- 8.6.3 Einklemmen zwischen Rohrleitungsflansche.- 8.7 Armaturenverriegelungen.- 9 Stellantriebe.- 9.1 Stellkräfte.- 9.2 Allgemeine Anforderungen, Auswahl- und Anwendungskriterien.- 9.3 Zusatzeinrichtungen.- 9.4 Betätigungsköpfe, Antriebsanschlüsse, Fernantriebsteile.- 9.5 Handbetätigung.- 9.6 Elektrische Stellantriebe.- 9.6.1 Mechanische Auslegung und Anforderungen.- 9.6.2 Betriebsarten.- 9.6.3 Bauarten.- 9.6.4 Zusatzgetriebe.- 9.6.5 Antriebsmotoren.- 9.6.6 Abtriebswellen.- 9.6.7 Schalt- und Meldeeinrichtungen.- 9.6.8 Allgemeine Einsatzbedingungen.- 9.7 Pneumatische und hydraulische Stellantriebe.- 9.7.1 Wirkungsweisen.- 9.7.2 Statisches und dynamisches Verhalten, Stellkraft.- 9.8 Pneumatische Stellantriebe.- 9.8.1 Aufbau und Wirkungsweise.- 9.8.2 Positionierung, Zusatzeinrichtungen.- 9.8.3 Auslegung pneumatischer Stellantriebe.- 9.8.4 Bauarten.- 9.8.5 Anwendungsbereiche.- 9.9 Hydraulische Stellantriebe.- 9.9.1 Aufbau und Wirkungsweise.- 9.9.2 Bauarten.- 10 Festigkeit.- 10.1 Wesentliche Belastungen und Beanspruchungen.- 10.2 Auslegung, Nachweisführung.- 10.2.1 Berechnungsmethoden.- 10.2.2 Experimenteller Festigkeitsnachweis.- 10.2.3 Schlußbemerkung.- 11 Werkstoffe.- 12 Prüfung.- 12.1 Schadensursachen.- 12.2 Prüfungen beim Hersteller.- 12.3 Typprüfung, Bauteilprüfung.- 12.4 Betriebsüberwachung.- 13 Schlußbemerkungen.- 14 Anhang.- 14.1 Ergänzung zum Abschn. 5.4.- 14.1.1 Zusammenhänge beim offenen, arbeits- und wärmedichten System bei isentroper Zustandsänderung.- 14.1.2 Zusammenhänge beim offenen, arbeits- und wärmedichten System bei irreversibler Zustandsänderung.- 14.2 Stoffwerte.- 14.3 Druckverlust in Rohrleitungen.- 14.4 Richtlinien.- 14.5 Sinnbilder für Armaturen.- Schrifttum.- Sachwörterverzeichnis.