Wenn ein elektrischer Aktuator an einem Vierteldrehventil installiert wird, muss die mechanische Verbindung korrekt sein. Der Aktuator muss Drehmoment auf das Ventil übertragen, ohne Versatz, Interferenz oder übermäßige Belastung.

Hier wird ISO 5211:2023 wichtig. Die Norm definiert zentrale Anforderungen für die Befestigung von Teilendrehaktoren an Industrieventilen. Sie umfasst die Montageschnittstelle, Flanschabmessungen, Antriebskomponenten und Referenzdrehmomentwerte.

Für Ventilhersteller, Automatisierungsingenieure und industrielle Käufer kann das Verständnis dieser Anforderungen die Auswahl und Installation von Aktuatoren deutlich erleichtern.

OMKEE stellt elektrische Aktuatoren und automatisierte Ventillösungen für Anwendungen wie Erdöl, Energie und Wasseraufbereitung her. Sein Produktportfolio umfasst kompakte und explosionsgeschützte Vierteldreh-Elektroaktoren.

Was ist ISO 5211:2023?

ISO 5211:2023 ist eine internationale Norm für Befestigungen von Teilendrehaktoren. Einfach ausgedrückt hilft sie, die mechanische Schnittstelle zwischen einem Aktuator und einem Ventil zu definieren.

Ein Teilendrehaktor überträgt Drehmoment auf ein Ventil durch eine Umdrehung oder weniger. Dies macht die Norm besonders relevant für Vierteldrehventile wie Kugelventile und Schmetterlingsventile.

Die Norm behandelt hauptsächlich:

• Montageflanschabmessungen

• Bolt- und Lochanordnungen

• Aktuatorantriebsabmessungen

• Ventilantriebsabmessungen

• Referenzdrehmomentwerte

• Spalt zwischen Antriebs- und Abtriebsteilen

ISO 5211 wählt jedoch nicht den vollständigen Aktuator für ein spezifisches Ventil aus. Der Ventilhersteller, Aktuatorhersteller und Käufer müssen die Anwendungsanforderungen weiterhin bestätigen.

Was sind ISO 5211-Montageflansche?

Der Montageflansch schafft die mechanische Verbindung zwischen Aktuator und Ventil.

ISO 5211:2023 definiert eine Reihe von Flanschtypen, darunter F03, F04, F05, F07, F10, F12, F14, F16, F25, F30, F35, F40, F48, F60, F80 und F100. Jeder Typ hat definierte dimensions- und drehmomentbezogene Merkmale.

Beispielsweise:

Diese Werte steigen bei größeren Flanschtypen weiter an und erreichen für F100 1.000.000 Nm.

Wichtig ist, dass es sich um Referenzwerte für das maximale Flanschdrehmoment unter den in der Norm definierten Bedingungen handelt. Sie sollten nicht als erforderliches Betriebsdrehmoment eines Ventils behandelt werden.

Wie liest man die Montageflanschgrößen von elektrischen Aktuatoren?

Beim Vergleich von Montageflanschgrößen von elektrischen Aktuatoren sollte nicht nur der Außendurchmesser betrachtet werden.

Die Schnittstelle umfasst mehrere Abmessungen. Dazu können gehören:

• Flanschaußendurchmesser

• Aussparungs- oder Zapfendurchmesser

• Boltkreisdurchmesser

• Bolt- oder Schraubgröße

• Anzahl der Montagelöcher

• Flanschhöhe

• Antriebsabmessungen

So spezifiziert ISO 5211:2023 beispielsweise F05 mit einem maximalen Flanschdurchmesser von 65 mm, einem minimalen d2-Durchmesser von 35 mm, einem d3-Durchmesser von 50 mm und vier M6-Montageschrauben. F07 verwendet einen maximalen Flanschdurchmesser von 90 mm und vier M8-Montageschrauben.

Daher können zwei Aktuatoren mit ähnlichen Außendimensionen trotzdem unterschiedliche Montageschnittstellen haben.

Warum ist die Antriebsverbindung wichtig?

Der Flansch ist nur ein Teil der Verbindung. Der Aktuator muss auch korrekt mit der Ventilstange oder dem Abtriebsteil in Eingriff stehen.

ISO 5211:2023 legt Anforderungen an den Aktuatorantrieb und das Ventilabtriebsteil fest. Es begrenzt auch die Länge des Abtriebsteils oberhalb der Schnittstelle, um Interferenzen zu verhindern.

Übliche Antriebsanordnungen umfassen:

• Einzelschlüsselantriebe

• Zweischlüsselantriebe

• Parallele Quadratantriebe

• Diagonale Quadratantriebe

• Flachkopfantriebe

• Keilwellenantriebe

Beim Auswählen von Vierteldrehaktoren sollten Ingenieure daher sowohl den Montageflansch als auch die Antriebsverbindung prüfen.

Wie wählt man den richtigen ISO 5211-Elektroaktuator?

Ein geeigneter ISO 5211-Elektroaktuator sollte in mehreren Punkten mit dem Ventil übereinstimmen.

1. Ventildrehmoment prüfen

Zuerst ermitteln Sie das erforderliche Betriebsdrehmoment des Ventils. Berücksichtigen Sie Faktoren wie:

• Losbrechdrehmoment

• Laufdrehmoment

• Sitzdrehmoment

• Druckbedingungen

• Medium

• Temperatur

• Sicherheitszuschlag

Das verfügbare Ausgangsdrehmoment des Aktuators sollte für den gesamten Ventilbetriebszyklus geeignet sein.

2. Flansch abgleichen

Prüfen Sie als Nächstes den ISO 5211-Flanschtyp des Ventils.

Wenn das Ventil beispielsweise eine F07-Schnittstelle verwendet, sollte der Aktuator eine kompatible F07-Montageschnittstelle oder einen genehmigten Adapter haben.

3. Antrieb prüfen

Der Aktuatorantrieb muss mit der Ventilstange oder Kupplung übereinstimmen. Ein korrekter Flansch mit einer falschen Antriebsverbindung führt nicht zu einer nutzbaren Installation.

4. Drehung prüfen

Vierteldrehventile erfordern normalerweise eine definierte Drehung, üblicherweise 90°. Die tatsächliche Aktuatorhubweite und die Ventilanforderungen sollten jedoch immer vor der Installation bestätigt werden.

Was sollte vor der Montage geprüft werden?

Vor der Installation eines Aktuators verwenden Sie eine einfache Checkliste:

• Bestätigen Sie den Ventilflanschtyp.

• Bestätigen Sie den Aktuatorflanschtyp.

• Vergleichen Sie die Bolzenlochpositionen.

• Prüfen Sie die Antriebsform und -abmessungen.

• Prüfen Sie die Stangeingriffs Tiefe.

• Bestätigen Sie das Aktuatorausgangsdrehmoment.

• Prüfen Sie das Ventilbetriebsdrehmoment.

• Stellen Sie sicher, dass genügend Spielraum vorhanden ist.

• Bestätigen Sie die Drehrichtung des Aktuators.

• Folgen Sie den Installationsanweisungen des Aktuatorherstellers.

ISO 5211 spezifiziert, dass Montagelöcher gleichmäßig verteilt und gemäß den relevanten Flanschanforderungen exzentrisch positioniert sind.

Dies hilft, eine falsche Ausrichtung während der Montage zu verhindern.

Gilt ISO 5211 für jeden elektrischen Ventilaktor?

Nicht unbedingt.

ISO 5211 konzentriert sich auf die Befestigung von Teilendrehaktoren an Industrieventilen. Sie deckt nicht jeden Aspekt eines Aktuators oder jedes Typs von Ventilautomatisierungssystem ab. Beispielsweise liegt die Befestigung einer Zwischenstütze am Ventil außerhalb des Anwendungsbereichs der Norm.

Außerdem müssen elektrische Spezifikationen wie Spannung, Steuersignale, Verdrahtung, Schutzklasse und Kommunikationsprotokolle separat bewertet werden.

OMKEE bietet beispielsweise Vierteldreh-Elektroaktoren mit unterschiedlichen Leistungs- und Steuerkonfigurationen an, darunter Modelle mit 24 V DC und AC-Stromversorgung.

Was bedeutet ISO 5211 für B2B-Ventilkäufer?

Für Distributoren und industrielle Automatisierungskäufer kann ISO 5211 die Produktauswahl systematischer machen.

Anstatt Aktuatoren nur nach Ausgangsdrehmoment oder Motorleistung zu vergleichen, können Käufer auch die mechanische Schnittstelle vergleichen.

Eine gute Beschaffungsspezifikation sollte enthalten:

Dieser Ansatz reduziert das Risiko, einen Aktuator zu bestellen, der elektrisch passt, aber mechanisch nicht passt.

Schlussfolgerung