Nadelventil

Ein Nadelventil ist ein Ventiltyp mit einer kleinen Öffnung und einem mit Gewinde versehenen, nadelförmigen Absperrkörper. Es ermöglicht eine präzise Regulierung der Strömung.

Aufbau und Funktionsweise

Der Ventilkolben kann rotiert werden. Durch das Gewinde wird die Rotation in eine Längsbewegung übersetzt. Dabei vergrößert oder verkleinert die nadelförmige Spitze die Öffnung des Ventils. Durch den kleinen Kegelwinkel der Nadel ergibt sich ein geringes Verhältnis aus der Änderung des strömungsrelevanten Querschnitts und der Längsverschiebung der Nadel. So ergibt sich eine sehr empfindliche Einstellung des Durchflusses.

Packungsgedichtete Ventile sind dynamisch gedichtete Ventile. Dynamische Abdichtung bedeutet, dass eine Relativbewegung zwischen dem Dichtkörper (Spindel/Kugel/Küken) und dem Dichtungsmaterial möglich ist. Letzteres wird auch Packung genannt.

Typische Dichtmaterialien sind Teflon oder O-Ringe aus Perbunan, Viton, EPR/EPDM, Kalrez bei Standardventilen, PEEK oder Graphit bei Ventilen für höhere Temperaturen. Diese Ventiltypen besitzen ab Werk eine Schmierung auf Silikonbasis. Dies erhöht die Lebensdauer der Packung, minimiert den Abrieb im Ventil und senkt das erforderliche Betätigungsmoment.

Nadelventile mit Spindelpackung oberhalb des Spindelgewindes

Nadelventil mit Spindelpackung oberhalb des Spindelgewindes

Mögliche unerwünschte Effekte

Kontamination der Medien durch Schmierstoffe und Partikel aus dem Spindelgewinde
Auswaschen der Schmierstoffe aus dem Gewinde, Schwergängigkeit bis hin zum Festfressen des Spindelgewindes
Unverträglichkeit der Medien mit den Schmierstoffen
Messfehler in der Chromatographie durch nicht erwünschte Medienverunreinigung
Häufig defekte Ventilsitze aufgrund nicht sachgemäßer Behandlung (bei Metallsitz)
Schlecht zu reinigen z. B. bei kristallisierenden Medien oder nach Zusetzen mit Feststoffen

Vorteile

Relativ kostengünstiges, bei richtiger Anwendung robustes Ventil für einfache Anwendungen
Erhältlich mit verschiedenen Spindelspitzen: Absperren, Regulieren, Weichsitz, nicht mitdrehende Spindelspitze
Packung von außen nachstellbar

Nadelventile mit Spindelpackung unterhalb des Spindelgewindes

Absperrventil mit Spindelpackung unterhalb des Spindelgewindes

Mögliche unerwünschte Effekte

Häufig defekte Ventilsitze aufgrund nicht sachgemäßer Behandlung (bei Metallsitz)
Relativ hohes Betätigungsmoment da für hohe Drücke ausgelegt
Schlecht zu reinigen z. B. bei kristallisierenden Medien oder nach Zusetzen mit Feststoffen

Vorteile

Robustes Ventil mit nichtdrehender Spindelspitze, dadurch Beschädigungen des Sitzes bzw. Riefen an der Spitze nicht ganz so häufig
Erhältlich mit verschiedenen Spindelspitzen: Edelstahl, Weichsitze wie PCTFE oder PEEK, Stellite (Hartlegierung auf Cobalt-Chrom-Basis), sowie Absperrung, Regelspitze oder Kugel (für raue Einsätze)
Mit Graphit-Packungen für Temperaturen bis max. 649 °C geeignet
Durch Packungsposition keine Kontaminierung des Mediums, bzw. Auswaschen der Schmiermittel aus dem Gewinde
Von außen nachstellbare Packung

Typische Anwendungen

Labore
Industriegase
Anlagen- und Verfahrenstechnik
Forschung und Entwicklung
Rüstung, Luft- & Raumfahrt
Allg. Gasereinheiten bis max. 5.0.

Siehe auch