Kleinst­men­gen­re­gel­ven­til für extre­me Anforderungen

Regel­ven­ti­le gibt es in einem gro­ßem Bereich von Nenn­wei­ten und Durch­fluss­ka­pa­zi­tä­ten, von Dros­sel­klap­pen mit einem Durch­fluss­ko­ef­fi­zi­en­ten Kvs von mehr als 50.000 m³/h (genug um ein Olym­pia-Schwimm­be­cken inner­halb von 3 Minu­ten zu fül­len) bis hin­un­ter zu Kleinst­men­gen­re­gel­ven­ti­len mit einem Nenn-Durch­fluss­ko­ef­fi­zi­en­ten von weni­ger als 10^-5 m³/h. Solch ein Mikro-Stell­ven­til wür­de dann mehr als 20 Stun­den zum Befül­len eines Was­ser­gla­ses benötigen.

Nor­ma­ler­wei­se wer­den für die­se klei­nen KVs-Wer­te Durch­gangs­ven­ti­le in den Nenn­wei­ten 6 — 25 mit einem Sitz-Durch­mes­ser von 2 mm oder weni­ger ein­ge­setzt, wobei der Kegel ent­we­der ein Para­bol­ke­gel (eher eine Nadel) oder ein Zylin­der mit V‑Nut ist. Das Stell­ver­hält­nis und das Regel­ver­hal­ten eines sol­chen Ven­tils wer­den im Wesent­li­chen durch die Tole­ran­zen zwi­schen Kegel und Sitz­ring bestimmt. Bei einem Durch­fluss-koef­fi­zi­en­ten K_Vs von 10^-5 m³/h und einem Stell­ver­hält­nis von 20:1 (und unter Berück­sich­ti­gung der Faust­for­mel, dass ein K_V von 1 m³/h in etwa einem Regel­quer­schnitt von 28 mm² ent­spricht) ergibt sich eine Maxi­mal­to­le­ranz zwi­schen Kegel und Sitz­ring von weni­ger als 3 µm.
Abge­se­hen von der Her­aus­for­de­rung, die mit der Fer­ti­gung von sol­chen Prä­zi­si­ons­tei­len ver­bun­den ist, soll­te jedem klar sein, dass sol­che Gar­ni­tu­ren nur bei sehr sau­be­ren Flu­iden ein­ge­setzt wer­den kön­nen. Dar­über hin­aus ist auch der Tem­pe­ra­tur­ein­satz­be­reich die­ser Ven­ti­le auf­grund der ther­mi­schen Aus­deh­nung begrenzt.
Die­ses neue Sys­tem beruht auf einen Dreh­schie­ber, bei dem zwei Schei­ben mit geläpp­ter Ober­flä­che inner­halb des Ven­tils ein­ge­baut und mit einer Feder sowie durch den Dif­fe­renz­druck auf­ein­an­der gedrückt wer­den. Das garan­tiert eine abso­lu­te Dicht­heit, da bei die­sem Sys­tem Fer­ti­gungs­to­le­ran­zen und auch die Wär­me­aus­deh­nung kei­ne Rol­le mehr spielen.
Wie bei einem Gleit­schie­ber hat jede der Schei­ben eine oder meh­re­re Boh­run­gen. Nor­ma­ler­wei­se öff­net sich das Ven­til, sobald die­se Boh­run­gen sich über­schnei­den. Jedoch ergibt sich damit eher eine Auf/Zu ‑Kenn­li­nie, d.h. der Weg von Geschlos­sen­stel­lung zur Offen­stel­lung des Ven­tils ent­spricht einem sehr klei­nen Hub bzw. Dreh­win­kel. Dies gilt spe­zi­ell bei klei­nen K_Vs-Wer­ten, die ja auch sehr klei­ne Boh­run­gen erfordern.
Bei die­ser neu­en Lösung wird in die fest­ste­hen­de Schei­be ein tan­gen­ti­al ver­lau­fen­der Durch­fluss­ka­nal ein­ge­bracht, der (mit stei­gen­den Quer­schnitt) in die Durch­fluss­boh­rung die­ser Schei­be mün­det. Damit erreicht man eine Stre­ckung des Regel­be­rei­ches auf einen für die Rege­lung aus­rei­chen­den Dreh­win­kel von min­des­tens 60 Grad.