KugelventileSchieber, Absperrklappen, Rückschlagventile, Kugelhähne usw. sind unverzichtbare Steuerungselemente in verschiedenen Rohrleitungssystemen. Jedes Ventil unterscheidet sich in Aussehen, Aufbau und Funktion. Allerdings ähneln sich Absperr- und Kugelventile im Aussehen und dienen beide der Absperrung in der Rohrleitung. Daher verwechseln viele Laien die beiden Ventiltypen. Tatsächlich ist der Unterschied zwischen Absperr- und Kugelventilen bei genauer Betrachtung beträchtlich.

1 Strukturell

Bei beengten Einbauverhältnissen ist die richtige Auswahl entscheidend. Durch den Mediendruck wird das Absperrventil mit der Dichtfläche dicht verschlossen, um absolute Dichtheit zu gewährleisten. Beim Öffnen und Schließender Ventilkern und die Dichtfläche des VentilsitzesDa die Dichtflächen ständig in Kontakt stehen und aneinander reiben, verschleißen sie leicht. Kurz vor dem Schließen des Schiebers ist der Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite der Rohrleitung sehr groß, was den Verschleiß der Dichtfläche zusätzlich verstärkt. Schieber sind komplexer aufgebaut als Absperrventile. Optisch betrachtet sind Schieber bei gleichem Durchmesser höher, Absperrventile hingegen länger. Schieber gibt es außerdem mit und ohne Spindel. Absperrventile hingegen verfügen nicht über diese Spindelvariante.

2 Funktionsprinzip

Beim Öffnen und Schließen eines Absperrventils bewegt sich die Ventilspindel mit. Das heißt, beim Drehen des Handrads dreht sich dieses und hebt und senkt sich mit der Ventilspindel. Beim Schieberventil hingegen bewegt sich die Ventilspindel durch Drehen des Handrads, wobei die Position des Handrads selbst unverändert bleibt. Der Durchfluss ist unterschiedlich. Schieberventile müssen entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sein, Absperrventile hingegen nicht. Absperrventile haben festgelegte Ein- und Auslassrichtungen; Schieberventile haben keine solchen Anforderungen. Zudem kennt ein Schieberventil nur zwei Zustände: vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Der Öffnungs- und Schließhub ist groß und die Öffnungs- und Schließzeit lang. Der Hub des Ventiltellers beim Absperrventil ist deutlich kleiner, und der Ventilteller kann während der Bewegung zur Durchflussregulierung an einer bestimmten Position anhalten. Schieberventile dienen ausschließlich der Absperrung und haben keine weiteren Funktionen.

3 Leistungsunterschied

Das Absperrventil kann sowohl zum Schneiden verwendet werden.Absperrventile dienen der Durchflussregulierung. Der Strömungswiderstand des Absperrventils ist relativ hoch, wodurch das Öffnen und Schließen etwas aufwendiger ist. Da die Ventilplatte jedoch nur wenig Abstand zur Dichtfläche hat, ist der Öffnungs- und Schließhub kurz. Schieberventile hingegen können nur vollständig geöffnet oder geschlossen werden. Im vollständig geöffneten Zustand ist der Strömungswiderstand im Ventilkörper nahezu null, wodurch das Öffnen und Schließen sehr leichtgängig ist. Allerdings ist der Schieber weit von der Dichtfläche entfernt, was zu längeren Öffnungs- und Schließzeiten führt.

4. Installation und Strömungsrichtung

Das Absperrventil hat in beide Richtungen die gleiche Wirkung. Bei der Installation ist die Ein- und Auslassrichtung unerheblich, das Medium kann in beide Richtungen fließen. Das Absperrventil muss exakt in Richtung des Pfeils auf dem Ventilkörper installiert werden. Auch für das Absperrventil gelten klare Vorschriften zur Ein- und Auslassrichtung. Die in meinem Land übliche „Drei-in-Eins“-Ventilnorm schreibt vor, dass die Durchflussrichtung des Absperrventils immer von oben nach unten verläuft.

Das Absperrventil hat einen niedrigen Einlass und einen hohen Auslass, und von außen ist deutlich erkennbar, dass die Rohrleitung nicht auf einer horizontalen Linie verläuft. Der Strömungskanal des Schieberventils verläuft hingegen auf einer horizontalen Linie. Der Hub des Schieberventils ist größer als der des Absperrventils.

Aus Sicht des Strömungswiderstands weist ein Schieberventil im vollständig geöffneten Zustand einen geringen, ein Rückschlagventil hingegen einen hohen Strömungswiderstand auf. Der Strömungswiderstandskoeffizient eines herkömmlichen Schieberventils liegt bei etwa 0,08–0,12, die Öffnungs- und Schließkraft ist gering, und das Medium kann in beide Richtungen fließen. Der Strömungswiderstand herkömmlicher Absperrventile ist 3–5 Mal höher als der von Schieberventilen. Zum Öffnen und Schließen ist ein erzwungener Verschluss erforderlich, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Der Ventilkegel des Absperrventils berührt die Dichtfläche nur im vollständig geschlossenen Zustand, wodurch der Verschleiß der Dichtfläche sehr gering ist. Da die Hauptströmungskraft hoch ist, muss bei Absperrventilen mit Stellantrieb auf die Einstellung des Drehmomentregelungsmechanismus geachtet werden.

Es gibt zwei Möglichkeiten, das Absperrventil zu installieren. Bei der ersten kann das Medium von unten in den Ventileinsatz einströmen. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass die Dichtung im geschlossenen Zustand nicht unter Druck steht, was ihre Lebensdauer verlängert. Zudem kann die Dichtung ausgetauscht werden, solange die Rohrleitung vor dem Ventil unter Druck steht. Der Nachteil besteht darin, dass das Betätigungsmoment des Ventils hoch ist – etwa das Einfache des Drehmoments bei Durchfluss von oben – und die axiale Kraft auf die Ventilspindel groß ist, wodurch diese leicht verbogen werden kann. Daher eignet sich diese Methode im Allgemeinen nur für Absperrventile mit kleinem Durchmesser (unter DN50). Absperrventile mit einem Durchmesser über DN200 werden mit Mediumzufuhr von oben betrieben. (Elektrische Absperrventile verwenden üblicherweise die Methode der Mediumzufuhr von oben.) Der Nachteil der Mediumzufuhr von oben ist genau das Gegenteil des Nachteils der Zufuhr von unten.