DICHTUNGEN FÜR VENTILKEGEL VON WASSERKRAFTWERKEN

Szenarium

In Wasserkraftwerken großer Staudämme wird der Durchfluss durch Kegel- oder Kugelventile geregelt. Ihre korrekte Betätigung ist für die Regulierung der gesamten Anlage von entscheidender Bedeutung, da jede Fehlfunktion auch zu einem folgenschweren Stillstand der Stromerzeugung führen kann.

Herausforderung

Der Kunde ATP, ein führendes Unternehmen im Bau von Wasserkraftwerken, bat uns bei der Entwicklung eines neuen Kegelventils um die Entwicklung einer Dichtung für den Kegel. Insbesondere musste die Dichtung in der Lage sein, einen zuverlässigen Betrieb und reibungsarme Bedingungen aufrechtzuerhalten, selbst bei Vorhandensein von großen Dichtungen und somit großen Kontaktflächen.

Lösung

Zunächst analysierte das technische Team von ATP die Anwendung und organisierte ein spezielles Co-Design-Team mit dem Kunden, so dass bei der Entwicklung der Lösung sowohl das spezifische Wissen über Regelventile als auch das Wissen über Dichtungen und Kunststoff- und Elastomerwerkstoffe genutzt werden konnte.

TECHNISCHE DATEN:

• Druck: 0,5 bis 30 bar
• Hub: 12 mm
• Flüssigkeit: gefiltertes Flusswasser
• Abmessungen der Dichtung: 1150

Bei der Analyse der Betriebseigenschaften des Ventils erwiesen sich die Verringerung und das Management (Kontrolle) der Reibung als konditionierende Parameter. Die Größe der Dichtung führte zu großen Gleitflächen, die eine hohe Reibung erzeugten, die so weit wie möglich reduziert werden musste. Außerdem war es aufgrund der großen Abmessungen sehr kostspielig, einen Prüfstand zu bauen, um die in der Anwendung auftretenden Kräfte zu testen.

Dank der FEM-Analyse konnten unsere Konstrukteure die verschiedenen Profile testen und so

-Optimierung der Dichtungsdimensionierung in Bezug auf die Reibungskräfte

-Berechnung der erzeugten Reibungskräfte bei definierten Druckstufen

Die theoretische Berechnung der Gleitfläche ermöglichte es, die voraussichtlich entstehenden Reibungskräfte zu berechnen und damit die Ventilkegelbetätigung zu dimensionieren.

Die Dichtung besteht aus SINTEK HTPU, einem speziellen abriebfesten Polyurethan, das eine lange Lebensdauer der Dichtung und eine hervorragende Bruchfestigkeit auch bei nicht vollständig gefiltertem Wasser gewährleistet.

Kundenaussage

„Wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Im Feldversuch entsprach die Reibung dem, was die FEM-Analyse vorhergesagt hatte. Konstrukteur des Kunden

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