2.5 Kegelventil
Ein Kegelventil besteht aus einem Kegelkörper mit einer Durchgangsbohrung als Öffnungs- und Schließmechanismus. Der Kegelkörper dreht sich mit der Ventilspindel und bewirkt so das Öffnen und Schließen. Kegelventile zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau, schnelles Öffnen und Schließen, einfache Bedienung, geringen Strömungswiderstand, wenige Bauteile und geringes Gewicht aus. Sie sind als Durchgangs-, Dreiwege- und Vierwegeventile erhältlich. Durchgangsventile dienen zum Absperren des Mediums, während Dreiwege- und Vierwegeventile die Richtung des Mediums ändern oder es umleiten.
Eine Absperrklappe besteht aus einer Klappe, die sich um 90° um eine feste Achse im Klappenkörper dreht und so das Öffnen und Schließen ermöglicht. Absperrklappen sind klein, leicht und einfach aufgebaut und bestehen nur aus wenigen Teilen.
Das Ventil lässt sich durch eine einfache 90°-Drehung schnell öffnen und schließen. Im vollständig geöffneten Zustand bietet die Dicke der Absperrklappe den einzigen Widerstand für das durchströmende Medium. Dadurch ist der Druckverlust sehr gering, was zu einer guten Durchflussregelung führt. Absperrklappen werden in zwei Dichtungstypen unterteilt: elastische Weichdichtung und metallische Hartdichtung. Bei Ventilen mit elastischer Dichtung ist der Dichtring entweder im Ventilkörper eingelassen oder am Umfang der Absperrklappe angebracht. Diese Dichtungsart bietet eine gute Abdichtung und eignet sich für Drosselung, Vakuumleitungen und korrosive Medien. Ventile mit metallischer Dichtung haben in der Regel eine längere Lebensdauer als Ventile mit elastischer Dichtung, jedoch ist eine vollständige Abdichtung schwierig zu erreichen. Sie werden üblicherweise dort eingesetzt, wo sich Durchfluss und Druckverlust stark ändern und eine gute Drosselleistung erforderlich ist. Metallische Dichtungen sind für höhere Betriebstemperaturen geeignet, während elastische Dichtungen temperaturabhängig sind.
Das Rückschlagventil verhindert automatisch den Rückfluss von Flüssigkeiten. Die Ventilscheibe öffnet sich unter dem Einfluss des Flüssigkeitsdrucks, und die Flüssigkeit strömt von der Einlass- zur Auslassseite. Sobald der Druck am Einlass niedriger ist als am Auslass, schließt sich die Ventilscheibe aufgrund der Druckdifferenz, der Schwerkraft und anderer Faktoren automatisch, um einen Rückfluss zu verhindern. Je nach Bauform unterscheidet man zwischen Hub- und Schwenkrückschlagventilen. Hubrückschlagventile bieten eine bessere Abdichtung und einen höheren Strömungswiderstand als Schwenkrückschlagventile. Für den Sauganschluss der Pumpensaugleitung wird ein Bodenventil benötigt. Dessen Funktion besteht darin, die Pumpensaugleitung vor dem Anlaufen der Pumpe mit Wasser zu füllen und nach dem Abschalten die Saugleitung und das Pumpengehäuse für den Wiederanlauf mit Wasser gefüllt zu halten. Bodenventile werden üblicherweise nur an vertikalen Rohrleitungen am Pumpeneinlass installiert, wobei das Medium von unten nach oben strömt.
Der Öffnungs- und Schließmechanismus des Membranventils besteht aus einer Gummimembran, die zwischen dem Ventilkörper und dem Ventildeckel eingebettet ist.
Der mittlere, hervorstehende Teil der Membran ist am Ventilschaft befestigt, und das Ventilgehäuse ist mit Gummi ausgekleidet. Da das Medium nicht in den Innenraum des Ventildeckels eindringt, benötigt der Ventilschaft keine Stopfbuchse. Membranventile zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, gute Dichtleistung, einfache Wartung und geringen Strömungswiderstand aus. Man unterscheidet zwischen Membranventilen mit Überlaufwehr, Durchgangsventilen, Winkelventilen und Direktflussventilen.
3. Häufig verwendete Anweisungen zur Ventilauswahl
3.1 Hinweise zur Auswahl von Absperrschiebern
Unter normalen Umständen sind Absperrschieber vorzuziehen. Sie eignen sich nicht nur für Dampf, Öl und andere Medien, sondern auch für Medien mit körnigen Feststoffen und hoher Viskosität sowie für Ventile in Entlüftungs- und Niedervakuumsystemen. Bei Medien mit Feststoffpartikeln sollte der Absperrschieberkörper mit einer oder zwei Spülbohrungen ausgestattet sein. Für Niedertemperaturmedien sind spezielle Niedertemperatur-Absperrschieber zu wählen.
3.2 Hinweise zur Auswahl von Absperrventilen
Das Absperrventil eignet sich für Rohrleitungen mit geringen Anforderungen an den Strömungswiderstand, d. h. wenn der Druckverlust vernachlässigbar ist, sowie für Rohrleitungen oder Geräte mit Hochtemperatur- und Hochdruckmedien. Es ist geeignet für Dampf- und andere Mediumleitungen mit einem Nenndurchmesser (DN) < 200 mm. Für kleinere Ventile können Absperrventile verwendet werden. Beispiele für solche Ventile sind Nadelventile, Instrumentenventile, Probenahmeventile, Manometerventile usw. Absperrventile ermöglichen die Durchfluss- oder Druckregulierung, jedoch ist eine hohe Einstellgenauigkeit nicht erforderlich. Bei relativ kleinen Rohrleitungsdurchmessern empfiehlt sich der Einsatz eines Absperr- oder Drosselventils. Für hochtoxische Medien sollte ein Balgabsperrventil verwendet werden. Das Absperrventil ist jedoch nicht geeignet für Medien mit hoher Viskosität oder sedimentationsanfälligen Partikeln. Es darf auch nicht als Entlüftungsventil oder in Niedervakuumsystemen eingesetzt werden.
3.3 Auswahlhinweise für Kugelventile
Kugelventile eignen sich für Medien mit niedrigen Temperaturen, hohem Druck und hoher Viskosität. Die meisten Kugelventile können in Medien mit suspendierten Feststoffpartikeln sowie – je nach Dichtungsmaterial – auch in pulverförmigen und granularen Medien eingesetzt werden. Vollkanal-Kugelventile sind nicht für die Durchflussregelung geeignet, eignen sich jedoch für Anwendungen, die ein schnelles Öffnen und Schließen erfordern und sich einfach realisieren lassen. Sie dienen der Notabschaltung bei Störungen und werden üblicherweise für Rohrleitungen empfohlen, die hohe Dichtheit, Verschleißfestigkeit, Schrumpfungseigenschaften, schnelle Öffnungs- und Schließvorgänge, Hochdruckabschaltung (große Druckdifferenz), geringe Geräuschentwicklung, geringe Gasbildung, ein niedriges Betätigungsdrehmoment und einen geringen Strömungswiderstand erfordern. Kugelventile eignen sich für leichte Konstruktionen, Niederdruckabschaltungen und korrosive Medien. Sie sind zudem die optimale Lösung für niedrige und kryogene Medien. Für Rohrleitungssysteme und Geräte mit niedrigen Temperaturen sollten Tieftemperatur-Kugelventile mit Ventildeckeln verwendet werden. Bei schwimmenden Kugelventilen muss das Dichtungsmaterial die Last der Kugel und des Fördermediums tragen können. Kugelhähne mit großem Durchmesser erfordern beim Betätigen einen höheren Kraftaufwand. Kugelhähne mit DN ≥ 200 mm sollten mit einem Schneckengetriebe ausgestattet sein; Festkugelhähne eignen sich für größere Durchmesser und Hochdruckanwendungen; außerdem müssen Kugelhähne, die in Prozessleitungen für hochgiftige und brennbare Medien eingesetzt werden, feuerfest und antistatisch ausgeführt sein.
3.4 Anweisungen zur Auswahl der Drosselklappe
Das Drosselventil eignet sich für Anwendungen mit niedrigen Medientemperaturen und hohen Drücken. Es ist geeignet für Bauteile, bei denen Durchflussrate und Druck reguliert werden müssen. Es ist nicht geeignet für Medien mit hoher Viskosität und Feststoffpartikeln und nicht als Absperrventil einsetzbar.
3.5 Auswahlhinweise für Kegelventile
Kegelventile eignen sich für Anwendungen, die ein schnelles Öffnen und Schließen erfordern. Sie sind im Allgemeinen nicht für Dampf und Medien mit höheren Temperaturen geeignet. Sie werden für Medien mit niedrigeren Temperaturen und hoher Viskosität sowie für Medien mit Schwebstoffen eingesetzt.
3.6 Auswahlhinweise für Absperrklappen
Absperrklappen eignen sich für Anwendungen mit großen Durchmessern (z. B. DN > 600 mm) und kurzen Baulängen sowie für Bereiche, in denen Durchflussregelung und schnelles Öffnen und Schließen erforderlich sind. Sie werden üblicherweise für Wasser, Öl und Kompressionsprodukte mit Temperaturen ≤ 80 °C und Drücken ≤ 1,0 MPa eingesetzt. Luft und andere Medien können ebenfalls verwendet werden. Da der Druckverlust von Absperrklappen im Vergleich zu Schieber- und Kugelventilen relativ hoch ist, eignen sie sich für Rohrleitungssysteme mit geringen Anforderungen an den Druckverlust.
3.7 Auswahlhinweise für Rückschlagventile
Rückschlagventile eignen sich im Allgemeinen für saubere Medien und sind nicht geeignet für Medien mit Feststoffpartikeln und hoher Viskosität. Bei DN ≤ 40 mm ist ein Hubrückschlagventil zu verwenden (nur für horizontale Rohrleitungen zulässig). Bei DN = 50–400 mm ist ein Schwenkhubrückschlagventil zu verwenden (kann sowohl in horizontalen als auch in vertikalen Rohrleitungen installiert werden; bei vertikaler Installation muss die Strömungsrichtung des Mediums von unten nach oben verlaufen). Bei DN ≥ 450 mm ist ein Pufferrückschlagventil zu verwenden. Bei DN = 100–400 mm kann auch ein Wafer-Rückschlagventil eingesetzt werden. Schwenkrückschlagventile können für sehr hohe Betriebsdrücke (PN bis zu 42 MPa) ausgelegt werden und sind je nach Material des Gehäuses und der Dichtungen für alle Arbeitsmedien und Betriebstemperaturbereiche geeignet. Zu den Medien zählen Wasser, Dampf, Gase, korrosive Medien, Öl, Medikamente usw. Der Betriebstemperaturbereich der Medien liegt zwischen -196 °C und 800 °C.
3.8 Auswahlhinweise für Membranventile
Das Membranventil eignet sich für Öl, Wasser, saure Medien und Medien mit suspendierten Feststoffen bei einer Betriebstemperatur unter 200 °C und einem Druck unter 1,0 MPa. Es ist nicht geeignet für organische Lösungsmittel und stark oxidierende Medien. Für abrasive, granulare Medien sollten Membranventile mit Überlaufkante gewählt werden. Bei der Auswahl eines solchen Ventils ist die Durchflusskennlinie zu beachten. Für viskose Flüssigkeiten, Zementsuspensionen und ausfällende Medien sind Membranventile mit geradem Durchfluss erforderlich. Membranventile dürfen, außer bei spezifischen Anforderungen, nicht in Vakuumleitungen und Vakuumgeräten eingesetzt werden.
Veröffentlichungsdatum: 08.12.2023
