DE102004040359B4 - Regelarmatur - Google Patents

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Abstract

Regelarmatur (1) zur Beeinflussung eines Fluidstromes, insbesondere eines Dampfstromes, eines Wasserstromes, eines Heißwasserstromes, eines Ölstromes oder eines sonstigen Stromes eines Wärmeträgermediums oder Prozessmediums,
mit einem Armaturengehäuse (2), das vollständig aus einem austenitisch-ferritischen Gusseisen mit Kugelgraphit und somit aus einer einzigen Metallart besteht, wobei:
das Armaturengehäuse (2) eine Zwischenwand (4) mit einer Durchgangsöffnung (14) aufweist,
die Zwischenwand (4) vollständig aus dem Gehäusematerial besteht,
an der Durchgangsöffnung (14) ein Ventilsitz (26) ausgebildet ist, dem ein Ventilverschlussglied (15) zugeordnet ist,
der Ventilsitz (26) durch einen spanend bearbeiteten Bereich der Zwischenwand (4) gebildet ist,
der Ventilsitz (26) eine kaltverfestigte Oberfläche oder Zone (19) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Regelarmatur, die bspw. als Sitzventil ausgebildet ist. Die Regelarmatur ist zur Einstellung oder Regulierung, zur Mischung oder zum Pumpen des Stroms eines fluiden Prozessmediums eines Wärmeträgermediums oder eines anderen Mediums, wie bspw. eines Dampfstroms, eines Wasserstroms, eines Heißwasserstroms, eines Ölstroms vorgesehen. Unter „Regelarmatur” wird in diesem Zusammenhang jede Armatur verstanden, die geeignet ist, die Größe eines Fluidstroms einzuregulieren bzw. diesen ggfs. zu drosseln oder auch abzusperren, ohne bewegte Teile zu fördern (Strahlpumpe) oder zu mischen. Darunter werden sowohl Sitzventile mit Ventilsitz und zugeordnetem im Schließzustand auf den Ventilsitz aufsitzenden Ventilverschlussglied als auch Schieberarmaturen verstanden, wie bspw. Kugelhähne, Drehschieber, Drosselklappen und vergleichbare Einrichtungen.
  • Wenn solche Regelarmaturen zur Regulierung des Stroms eines Prozessmediums eingesetzt werden, treten an dem Ventilsitz bzw. an dem Armaturengehäuse allgemein Verschleißerscheinungen auf. Diese sind am Ventilsitz wie auch im Einströmbereich und im Ausströmbereich besonders zu verzeichnen. Der am Ventilsitz vorhandene Drosselspalt führt zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Prozessmediums, was wiederum zu Verschleiß bspw. infolge von Korrosion oder Kavitation führen kann. Deshalb werden Regelarmaturen in der Regel mit gesonderten Sitzringen versehen. Entsprechendes gilt für Schieberspalte von Schieberarmaturen.
  • Zur Verminderung solcher Verschleißerscheinungen ist es aus der DE 196 44 356 C2 bekannt, in Armaturengehäusen aus Grauguss einen gesonderten Sitzring anzuordnen. Dieser besteht bspw. aus Edelstahl und wird bei der Herstellung des Armaturengehäuses in der Gießform angeordnete und somit vom Gusseisen eingeschlossen. Hierbei ist die Prozessführung zur Ausbildung einer fluiddichten Schweißverbindung zwischen dem aus Edelstahl bestehenden Sitzring und dem aus Grauguss bestehenden Armaturengehäuse kritisch.
  • Die EP 0 698 757 B1 schlägt hingegen vor, in den Gussrohling eines Armaturengehäuses aus Grauguss im Bereich des Ventilsitzes eine Schweißwulst aus einem hochlegierten austenitischen Auftragswerkstoff auszubilden, die dann spanend nachbearbeitet wird, um den Ventilsitz zu bilden.
  • Dieses Verfahren setzt eine besonders sorgfältige Prozessführung voraus, um Rissbildung in dem aus Grauguss bestehenden Armaturengehäuse bei der Herstellung der Auftragsschweißnaht oder Rissbildung in der Auftragsschweißnaht zu verhindern.
  • Aus der DE 198 02 447 A1 ist des Weiteren eine Regelarmatur bekannt, deren Armaturengehäuse aus Stahlguss besteht. Dieser weist eine hohe Brinellhärte von bspw. > 300 HB auf. Damit ist die Einbringung eines Sitzrings überflüssig, was zu Herstellungsvereinfachungen führen kann. Allerdings ist die Herstellung von Stahlgussgehäusen wegen der relativ hohen Zähigkeit von flüssigem Stahl prozesstechnisch anspruchsvoll.
  • Aus der DE 195 12 044 A1 ist außerdem ein Ventil bekannt, dessen Gehäuse aus einer Stahllegierung besteht. Der Stahlwerkstoff hat einen geringen Kohlenstoffgehalt von unter 0,5% und einen hohen Chrom- und Nickelgehalt. Des Weiteren sind Molybdän und Kupfer einlegiert. Nickel ist ein Austenitbildner, der zur Einstellung des Verhältnisses der Phasenanteile von Ferrit und Austenit genutzt wird. Es bildet sich ein Stahlwerkstoff mit ferritischaustenitischer Matrix mit eingelagerten Karbiden.
  • Stahlwerkstoffe sind im Vergleich zu Gusseisenwerkstoffen wesentlich schlechter gießfähig. Die DE 44 29 804 A1 offenbart ein Ventil mit einem gusseisernen Gehäuse bestehend aus Sphäroguss der Qualität GGG 40 oder GGG 40.3. Eine an dem Ventilsitz vorgesehene Dichtkante ist in Auftragsschweißung hergestellt. Der Werkstoff für die Auftragsschweißung ist ein Stahlwerkstoff. Alternativ wird vorgeschlagen, einen Stahlring in den Gusskörper einzusetzen.
  • Die DE 26 46 276 B2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Maschinenteilen, wobei als Werkstoff eine Legierung mit hohem Mangananteil, Chromanteil, hohem Kupferanteil und sehr hohem Nickelanteil vorgeschlagen wird.
  • Diese Legierung erhält ein austenitisches Gefüge in Folge des Nickelanteils.
  • Auch die DE 1458426 B offenbart Chrom-Nickel-Stähle mit austenitischem Gefüge, die allerdings als „Gusseisen-Legierungen” bezeichnet werden. Über die Anwendung solcher Legierungen werden keine speziellen Aussagen getroffen.
  • Die DD 220862 A1 offenbart einen Chrom-Nickel-Stahl mit austenitischem Gefüge zur Verwendung als Ventilsitzpanzering an einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einem Hochleistungsdieselmotor.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung eine Regelarmatur und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, so dass eine kostengünstige Herstellung bei gleichzeitiger Erfüllung hoher Qualitätsansprüche erzielbar ist.
  • Diese Aufgabe wird mit der Regelarmatur nach Anspruch 1 wie auch mit dem Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Regelarmatur besteht aus einem Gusseisenwerkstoff, der wenigstens bereichsweise, z. B. im Bereich einer Funktionsfläche wie Einströmbereich, Ausströmbereich, Führungsfläche, Ventilsitz usw., eine austenitische Phase enthält. Ein solcher Gusseisenwerkstoff weist gute Gießeigenschaften auf. Er hat in flüssiger Form eine geringe Viskosität und kann deshalb komplizierte Gussformen lunkerfrei füllen. Armaturengehäuse sind Hohlkörper mit vielen Hinterschnitten und zumindest einer Zwischenwand. Sie bilden somit räumlich komplizierte Körper, die typischerweise aus Grauguss, z. B. GGG 40 zu fertigen sind. Die erfindungsgemäße Regelarmatur kann hier dem wenig kritischen und vielfach eingeübten Prozess zur Gussgehäusefertigung nutzen, wie er von Graugussgehäusen bekannt ist.
  • Die in dem Gusseisenwerkstoff wenigstens in Bereichen desselben ausgebildete austenitische Phase führt zu einer hohen Zähigkeit des Materials. Außerdem wird eine große Härte erzielt. Das Material eignet sich deshalb zur Ausbildung des Ventilsitzes, ohne dass ein gesonderter Sitzring oder dergleichen eingesetzt werden müsste. Dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß wird austenitische Phase in dem Armaturengehäuse durch eine Wärmebehandlung erzeugt, der das Armaturengehäuse unterzogen wird. Dieser Wärmebehandlungsvorgang kann vor oder nach einer spanenden Bearbeitung des Gussrohlings erfolgen. Die Durchführung der spanenden Bearbeitung vor dem Wärmebehandlungsvorgang hat zerspanungstechnische Vorzüge. Der Gussrohling weist bspw. ein vorwiegendes ferritisches Grundgefüge auf, was zerspanungstechnisch günstig ist. Allerdings können sich in dem nachfolgenden Gefügeumwandlungsvorgang (Wärmebehandlungsvorgang) zur Ausbildung der austenitischen Phase die Dimensionen des bereits bearbeiteten Armaturengehäuses etwas ändern. Es wird deshalb angestrebt die spanende Bearbeitung nach dem spanenden Gehäusebearbeitungsvorgang durchzuführen. Dies hat auch den Vorteil, dass die Wärmebehandlung zur Gefügeumwandlung unmittelbar an den Gießvorgang angeschlossen werden kann, so dass die Gießwärme zur Gefügeumwandlung ausgenutzt wird. Bedarfsweise kann der Wärmebehandlungsvorgang auch auf Gehäusebereiche beschränkt und z. B. durch Induktionserwärmung durchgeführt werden.
  • Das Gehäusematerial ist vorzugsweise austenitischferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit. Es kann eine Zugfestigkeit von größer als 700 N/mm2 und eine 0,2% Dehngrenze von zumindest 500 N/mm2 aufweisen. Die Bruchzähigkeit K1C des Gehäusematerials liegt mindestens bei 40 MN/m3/2. Die Bruchzähigkeit kann noch erheblich höher sein und Werte von über 60 MN/m3/2 aufweisen. Vorzugsweise wird für das Armaturengehäuse ein austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit gewählt, dass eine Brinellhärte von mehr als 260 HB, vorzugsweise über 300 HB aufweist. Das Armaturengehäuse besteht dabei, wenigstens im Bereich des Ventilsitzes, aus dem genannten Werkstoff. Vorzugsweise jedoch besteht das Armaturengehäuse insgesamt aus austenitisch-ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit, so dass es nicht nur am Ventilsitz sondern insgesamt eine Härte > 300 HB aufweist.
  • Im Bereich des Ventilsitzes oder anderer Funktionsflächen kann das Gehäusematerial gehärtet sein. Die Härtung kann vorzugsweise durch Kaltverfestigung herbeigeführt werden. Dies ermöglicht der hohe Austenitanteil in der Grundmasse des austenitisch-ferritischen Gusseisen mit Kugelgraphit. Die Kaltverfestigung kann bspw. durch eine spanende Bearbeitung der Ventilsitzflächen oder im Anschluss an dieselbe erreicht werden. Wird der Ventilsitz bspw. gebohrt und gefräst, kann schon dadurch eine Oberflächenverfestigung erreicht werden. Der Ventilsitz kann auch geschliffen werden. Es ist möglich, die Kaltverfestigung durch einen Rolliervorgang zu erreichen, in dem geeignet geformte Rollen mit Druck über die Flächen des Ventilsitzes geführt werden. Es können außerdem Verfestigungsverfahren wie Kugelstrahlen oder Hämmern angewendet werden. Die Verfestigungszonen reichen von der Oberfläche in den Materialkörper hinein, so dass ein gehämmerter oder kugelgestrahlter Ventilsitz bei Bedarf auch nachgeschliffen werden kann, um präzise Maßhaltigkeit zu erzielen. Des Weiteren ist es möglich, die Aktion des Ventilverschlussgliedes selbst zur Erzielung einer Kaltverfestigung des Ventilsitzes heranzuziehen. Dazu wird bspw. ein Ventilverschlussglied vorgesehen, dessen Härte nicht wesentlich von der Härte des noch nicht kaltverfestigten Armaturengehäuses verschieden ist. Die Härte des Ventilverschlussglieds kann auch größer gewählt werden. Die beim ersten Schließen des Ventils dann auftretende Verformung (Kompression) des Ventilsitzes kann eine Kaltverfestigung bewirken. Es ist auch möglich, die Kaltverfestigung mit einem geeigneten harten Ersatzkörper herbeizuführen, der das Ventilverschlussglied ersetzt und nach Durchführung des Verfestigungsvorgangs gegen das eigentliche Ventilverschlussglied ausgetauscht wird.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der Zeichnung oder der Beschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsformen eine Regelarmatur veranschaulicht. Es zeigen:
  • 1 eine Regelarmatur mit einstückig gegossenem Gehäuse aus einem austenitisch-ferritischen Gusseisen ausgeführt als 3-Wege-Ventil in längs geschnittener schematisierter Darstellung,
  • 2 ein Armaturengehäuse einer als Drosselventil ausgebildeten Regelarmatur in schematisierter längs geschnittener Darstellung,
  • 3 eine Regelarmatur mit auf Zug betätigtem Ventilverschlussglied in schematisierter längs geschnittener Darstellung und
  • 4 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Armaturengehäuses im Bereich seines Ventilsitzes in schematisierter Schnittdarstellung.
  • In 1 ist eine beispielhaft als 3-Wege-Ventil ausgebildete Regelarmatur 1 veranschaulicht. Diese weist ein Armaturengehäuse 2 auf, dass als Gusskörper ausgebildet ist. Vorzugsweise ist es dabei vollständig einstückig aus ein und demselben Gehäusematerial ausgebildet. Es umschließt einen Innenraum 3, der durch eine horizontale Zwischenwand 4 in zwei sich überlappende Teilräume 3a, 3b unterteilt ist. Von einem Eingangsanschluss 5 führt ein Kanal 6 in den Teilraum 3a. Der Eingangsanschluss 5 ist mit einem Scheibenflansch versehen, der Teil des Armaturengehäuses 2 ist. Es können jedoch auch andere Anschlussformen wie Schraubflansche sowie gesonderte, mit dem Armaturengehäuse 2 verbundene Elemente, wie eingepresste, eingeschraubte oder stoffschlüssig angeschlossene Verbindungs- oder Befestigungsmittel vorgesehen werden. Gleiches gilt für einen Ausgangsanschluss 8, der über einen Kanal 7 mit dem Teilraum 3b in Verbindung steht. Optional kann ein weiterer aus dem Armaturengehäuse 2 herausführender Kanal 9 vorgesehen sein, der mit einem Ausgangsanschluss 1 in Verbindung steht.
  • Die in dem Innenraum 3 vorgesehene Zwischenwand 4 ist mit einer Durchgangsöffnung 14 versehen, die gemeinsam mit einem als Ventilverschlussglied dienenden Ventilkegel 15 eine verstellbare Drosselstelle bildet. Die Durchgangsöffnung 14 ist im Wesentlichen rund, wobei die an ihrer dem Ventilkegel zugewandten Seite eine ringförmige Fase 16 aufweisen kann. Deren Kegelwinkel kann mit dem Kegelwinkel des Ventilkegels 15 übereinstimmen, so dass sich beim Schließen des Ventils 1 eine flächige Anlage zwischen der Fase und der kegelstumpfförmigen Mantelfläche 17 des Ventilkegels 15 ergibt. Die Fase 16 geht bei einer Kante 18 in eine Fläche mit geringerem Kegelwinkel oder in die zylindrische Wandung der Durchgangsöffnung 14 über. Vorzugsweise ist der Kegelwinkel der Fase größer als der des Ventilkegels 15. Die Kante 18 wirkt dann als Dichtkante und zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkegel ist dann eine Linienberührung vorhanden. An der Fase 16 schließen die beiden anschließenden Flächenbereiche vorzugsweise eine stumpfen oder einen rechten Winkel miteinander ein.
  • Der Ventilkegel 15 ist an einer Ventilspindel 21 gehalten, die an einem Verschlussstück 22 axial verschiebbar geführt ist. Dies ist in 1 mit einem Pfeil 23 angedeutet. Das Verschlussstück 22 ist an einem geeigneten Flansch 24 gehalten, der an dem Armaturengehäuse 2 ausgebildet ist. Der Flansch 24 enthält zur Ausrichtung der Ventilspindel 21 und des Ventilkegels 15 konzentrisch zu dem durch die Fase 16 oder die Kante 18 gebildeten Ventilsitz wenigstens eine geeignete plane Bezugsfläche 25.
  • Das Armaturengehäuse 2 besteht aus einem Gusseisenwerkstoff, der eine austenitische Phase enthält. Ein solcher Gusseisenwerkstoff ist z. B. austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit. Es weist neben hoher Härte eine beachtliche Zähigkeit auf, die dem Ventilsitz eine besondere Verschleißfestigkeit verleiht. Außerdem führt die hohe Festigkeit des Gehäuses zu einer hohen Steifigkeit der Zwischenwand 4, so dass der Ventilkegel 15 mit erhöhter Kraft gegen den Ventilsitz gedrückt werden kann. Der eine austenitische Phase enthaltende Gusseisenwerkstoff ist außerdem vorzugsweise härtbar und zwar insbesondere durch Kaltverfestigung. Diese wird durch Einwirkung hoher Kräfte auf die zu härtenden Oberflächenbereiche induziert. In 4 ist der sich ergebende Ventilsitz gesondert veranschaulicht. Zu beiden Seiten der Kante 18 sind Flächenbereiche 18a, 18b vorhanden, an denen und unterhalb derer sich eine kaltverfestigte Zone 19 findet. Diese bildet in dem ohnehin schon hoch verschleißfesten Material des Armaturengehäuses einen noch verschleißfesteren Bereich aus.
  • Zur Herstellung des Armaturengehäuses 2 der Regelarmatur wird folgendermaßen vorgegangen:
    Zunächst wird ein Gehäuserohling aus einem geeigneten Gusseisen hergestellt. Dieser Gussrohling wird dann einer Wärmebehandlung, z. B. durch Tempern in einer Salzschmelze ausgesetzt, im Zuge derer sich in der Grundmasse eine austenitische Phase ausbildet. Es bildet sich ein austenitisch-ferritisches Gefüge. Der Tempervorgang kann auch auf eine Zone des Gehäuses beschränkt werden, z. B. auf den Ventilsitz oder die Zwischenwand 4. Er wird dann durch lokale Erwärmung erzeugt.
  • Nach der Wärmebehandlung des Armaturengehäuses 2 wird dieses einer spanenden Bearbeitung unterworfen, in der eine relativ dünne Schicht 27 (4) abgetragen wird. Diese ist vorzugsweise dünner als 0,5 mm. Dieser Bearbeitungsschritt kann ein Fräsvorgang, ein Drehvorgang, ein Bohrvorgang und/oder ein Schliefvorgang sein. Er muss lediglich im Bereich der Fase 16, der Kante 18 sowie anschließender Flächen 28, 29 ausgeführt werden, die insgesamt (16, 18, 28, 29) den Ventilsitz 26 definieren. Ausgehend von diesem, ist das Material der Zwischenwand 4 homogen und weist ein austenitisch-ferritisches Gefüge auf. Das Gefüge ist praktisch unverändert so wie es bei der Herstellung des Gussrohlings in der Wärmebehandlung erzeugt worden ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Regelarmatur 1 ist kein Sitzring und auch kein sonstiges nach dem Gießen in das Armaturengehäuse 2 eingebrachtes Material vorhanden. Der Ventilsitz wird durch das Gehäusematerial gebildet, so dass keinerlei Trennfugen zwischen irgendwelchen Einbauten an dem Ventilsitz und dem Gehäusematerial bestehen. Die Härte des Gehäusematerials ist mit etwa 260 bis 300 HB entweder höher als die des Ventilkegels, genauso groß wie dessen Härte oder höher. Der Ventilkegel kann bspw. aus einem Stahl- oder Eisenwerkstoff mit einer etwas geringeren Härte HB bestehen.
  • Das Gehäusematerial weist nach der Wärmebehandlung eine Zugfestigkeit von größer als 700 N/mm2 auf. Die Zugfestigkeit kann bspw. Werte von 1400 N/mm2 und darüber erreichen. Die 0,2% Dehngrenze liegt vorzugsweise in dem Bereich von 500 N/mm2 bis 1300 N/mm2. Die Bruchzähigkeit K1C liegt vorzugsweise oberhalb von 50 MN/m3/2. Die Festigkeit des Ventilsitzes kann in der Zone 19 noch bedeutend erhöht werden, indem der Austenitanteil in der Grundmasse durch starke mechanische Beanspruchung kaltverfestigt wird. Dazu kann der Ventilsitz 26 z. B. gehämmert oder kugelgestrahlt werden. Es ist auch eine gezielte Belastung mit einer umlaufenden Rolle (Rollieren) möglich, die zu einer Verfestigung des Ventilsitzes 26 zumindest im Bereich der Kante 16 führt. Die sich ausbildende kaltverfestigte Zone 19 reicht entsprechend der mechanischen Beanspruchung bis zu einer gewissen Tiefe in das Gehäusematerial hinein. Zum Beispiel kann diese Zone ein oder wenige Millimeter dick sein. Nach durchgeführter Kaltverfestigung kann die Oberfläche insbesondere im Bereich der Zone 19 nachgeschliffen werden, um Maßhaltigkeit zu erzeugen. Vorzugsweise finden sowohl etwaige spanende Vorbearbeitungen wie Fräsen und Bohren als auch die Kaltverfestigung als auch Nachschleifvorgänge in ein und derselben Aufspannung des Ventilgehäuses statt. Damit wird in jedem Fall die gewünschte Präzision sichergestellt. Auch andere Funktionsflächen, wie Führungsbohrungen, Dichtflächen usw., können so behandelt werden.
  • Eine abgewandelte Ausführungsform der Regelarmatur 1 ist in 2 anhand des Armaturengehäuses 2 veranschaulicht. Es handelt sich hier um ein 2-Wege-Ventil, dessen Armaturengehäuse 2 nach dem gleichen Verfahren hergestellt ist wie das Armaturengehäuse 2 der Regelarmatur 1 nach 1. Auch dieses Armaturengehäuse 2 weist eine Zwischenwand 4 auf, die den Innenraum 3 in Teilräume 3a, 3b unterteilt. Von dem Teilraum 3a führt die Öffnung 14 in den Teilraum 3b an deren in 2 oberen Rand die Fase 16 den Ventilsitz 26 bildet. Die Fase 16 ist konzentrisch zu einer Mittelachse 31 angeordnet, die von dem Flansch 24 zur Befestigung des Ventildeckels definiert ist. die Fase 16 geht mit scharfer Kate 18 von einer die Durchgangsöffnung 14 umgebenden Planfläche 28 in die Fläche 29 über, die die Wandung der Durchgangsöffnung 14 definiert. Der Übergang kann mit einem sehr geringen Radius erfolgen. Der Ventilsitz ist durch eine leichte spanende Nachbearbeitung des Gusskörpers ausgebildet wie es in 4 angedeutet ist. Im Unterschied zu dem dort veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist jedoch besonders wenig Material abzutragen, so dass eine besonders materialschonende Bearbeitung möglich ist.
  • Die spanende Bearbeitung der Fase 16 erfolgt vorzugsweise in einer gemeinsamen Aufspannung mit der Bearbeitung der an dem Flansch ausgebildeten Bezugsfläche 25. Dadurch wird im zusammengebauten Zustand eine gute Fluchtung zwischen dem Ventilkegel 15 und dem Ventilsitz 26 sichergestellt.
  • In 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Regelarmatur 1 veranschaulicht. Diese kann sowohl als 2- als auch als 3-Wege-Ventil verwendet werden. In der dargestellten Form ist ihr dritter Anschluss 11 durch eine Platte 32 verschlossen. Diese kann aus dem Gehäusematerial oder einem anderen Material bestehen. Die Besonderheit bei dieser Regelarmatur 1 liegt darin, dass der Ventilkegel 15 nicht vor sondern hinter dem Ventilsitz 26 liegt. An dem Armaturengehäuse 2 ist konzentrisch zu der Durchgangsöffnung 14 eine nach außen führende Führungsbohrung 33 ausgebildet, an die sich außen ein Gewindestutzen 34 zur Aufnahme von Dichtungsmitteln anschließt. Die Führungsbohrung 33 dient der Führung der Ventilspindel 21 die den Ventilkegel 15 an ihrem freien Ende trägt. Durch den hohen Kohlenstoffanteil des Armaturengehäuses (austenitisch-ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit) ist das Armaturengehäuse auch im Hinblick auf die direkte Führung oder Lagerung der Ventilspindel 21 verschleißfest.
  • Wegen der an ein und dem gleichen Teil, nämlich dem Armaturengehäuse 2, erfolgten Festlegung der Position der Ventilspindel 21 durch die Führungsbohrung 33 und die den an dem gleichen Teil, nämlich dem Armaturengehäuse 2, angeordneten Ventilsitz 26 wird eine hohe Sicherheit gegen Fehlmontagen erzielt. Die Fluchtung zwischen Ventilverschlussglied und Ventilsitz wird erzwungen.
  • Die neuartige Regelarmatur weist ein Armaturengehäuse auf, dessen Gehäusematerial ein Monometall-Gusseisenwerkstoff ist, in dem eine austenitische Fase ausgebildet ist. Dies ermöglicht einerseits die Verwirklichung komplizierter und ggfs. auch strömungsoptimierter Gehäuseformen wie sie von Gusseisen bekannt sind. Andererseits wird ohne gesonderte Sitzringe oder sonstige Maßnahmen am Ventilsitz eine Verschleißfestigkeit desselben erreicht, wie sie sonst nur mit gehärteten Sitzringen zu erzielen ist. Die Regelarmatur kann auch als Strahlpumpe, Schieber, Klappe, Kugelhahn oder ähnliches ausgebildet sein. Das Gehäuse besteht jeweils aus dem austenitisch-ferritischen Gusseisen, wobei eine oder mehrere Funktionsflächen z. B. durch Kaltverfestigen gehärtet sein können. Funktionsflächen sind in diesem Zusammenhang alle Flächen, die erhöhten Belastungen infolge Abrasion oder Kavitation z. B. infolge hoher Strömungsgeschwindigkeiten oder anderen Belastungen unterworfen sind, wie Reibung, lokaler Druck o. a. Funktionsflächen sind vorzugsweise im spanenden Verfahren bearbeitete Flächen, was sie in der Regel von sonstigen Flächen unterscheidet.

Claims (8)

  1. Regelarmatur (1) zur Beeinflussung eines Fluidstromes, insbesondere eines Dampfstromes, eines Wasserstromes, eines Heißwasserstromes, eines Ölstromes oder eines sonstigen Stromes eines Wärmeträgermediums oder Prozessmediums, mit einem Armaturengehäuse (2), das vollständig aus einem austenitisch-ferritischen Gusseisen mit Kugelgraphit und somit aus einer einzigen Metallart besteht, wobei: das Armaturengehäuse (2) eine Zwischenwand (4) mit einer Durchgangsöffnung (14) aufweist, die Zwischenwand (4) vollständig aus dem Gehäusematerial besteht, an der Durchgangsöffnung (14) ein Ventilsitz (26) ausgebildet ist, dem ein Ventilverschlussglied (15) zugeordnet ist, der Ventilsitz (26) durch einen spanend bearbeiteten Bereich der Zwischenwand (4) gebildet ist, der Ventilsitz (26) eine kaltverfestigte Oberfläche oder Zone (19) aufweist.
  2. Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusematerial eine Zugfestigkeit von größer als 700 N/mm2 aufweist.
  3. Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusematerial eine 0,2%-Dehngrenze von zumindest 500 N/mm2 aufweist.
  4. Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusematerial eine Bruchzähigkeit von mindestens 40 MN/m3/2 aufweist.
  5. Regelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusematerial eine Brinell-Härte von über 260 EB, vorzugsweise über 300 HB aufweist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Armaturengehäuses einer Regelarmatur (1), bei dem zunächst ein Armaturengehäuserohling aus Gusseisen hergestellt wird, der dann einer Wärmebehandlung zur Erzeugung einer austenitischen Phase unterzogen wird, wobei der Armaturengehäuserohling nach der Wärmebehandlung zumindest an dem Ventilsitz (26) einer Kaltverfestigungsbehandlung unterzogen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Armaturengehäuserohling vor der Wärmebehandlung einer spanenden Bearbeitung unterzogen wird, wodurch der Ventilsitz (26) ausgebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Armaturengehäuserohling nach der Wärmebehandlung einer spanenden Bearbeitung unterzogen wird, wodurch der Ventilsitz (26) ausgebildet wird.
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