Wie funktionieren Absperrventile?

Absperrventile sind wichtige Komponenten in verschiedenen industriellen Anwendungen, da sie den Flüssigkeitsfluss regulieren und steuern. Dieser Artikel untersucht die Funktionsweise, Komponenten und Anwendungen von Absperrventilen und vermittelt ein umfassendes Verständnis ihrer Funktionsweise und Bedeutung in Flüssigkeitskontrollsystemen.

Was ist ein Absperrventil?

Ein Durchgangsventil ist ein Ventil mit linearer Bewegung, das den Durchfluss steuert, indem es mithilfe eines beweglichen Stopfens oder einer Scheibe eine Öffnung im Ventilkörper öffnet, schließt oder teilweise blockiert. Der Name „Durchgangsventil“ bezieht sich auf die kugelförmige Körperform des Ventils, die einen effizienten Betrieb und eine präzise Steuerung der Durchflussrate ermöglicht.

Funktionsweise von Absperrventilen

Absperrventile funktionieren, indem sie eine bewegliche Scheibe oder einen Stopfen verwenden, um den Durchfluss durch den Ventilkörper zu steuern. Wenn die Scheibe auf dem Ventilsitz aufliegt, wird der Durchfluss gestoppt. Wenn die Scheibe vom Sitz abgehoben wird, kann Flüssigkeit durch die Öffnung zwischen Scheibe und Sitz fließen. Die Position der Scheibe, die durch Schaft und Antrieb gesteuert wird, bestimmt die Durchflussrate durch das Ventil.

Komponenten des Absperrventils

Körper

Der Körper ist die Hauptkomponente eines Absperrventils und stellt die primäre Druckbegrenzung dar. Absperrventilkörper werden je nach Anwendung und Art der zu steuernden Flüssigkeit normalerweise aus Gusseisen, Bronze oder Edelstahl hergestellt. Der Körper beherbergt die internen Komponenten wie Scheibe, Sitz und Schaft und ist über Gewinde-, Flansch- oder Schweißanschlüsse mit der Rohrleitung verbunden.

Motorhaube

Der Deckel ist der Teil des Absperrventils, der die Stopfbuchse enthält und für Wartungsarbeiten Zugang zu den internen Komponenten bietet. Er ist mit Schrauben oder Gewinden am Körper befestigt und kann entfernt werden, um die Scheibe, den Sitz oder den Schaft auszutauschen oder zu reparieren. Der Deckel stützt auch den Ventilschaft und das Handrad oder den Antrieb.

Scheibe/Stecker

Die Scheibe, auch als Kegel bezeichnet, ist der bewegliche Teil des Absperrventils, der den Flüssigkeitsfluss steuert, indem er gegen den Sitz schließt. Absperrventilscheiben können je nach Anwendung und gewünschten Durchflusseigenschaften verschiedene Ausführungen haben, z. B. Kugel-, Verbund- oder Kegeltypen. Die Scheibe ist am Schaft befestigt und bewegt sich auf und ab, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Sitz

Der Sitz ist der stationäre Teil des Absperrventils, der eine dichte Abdichtung gewährleistet, wenn die Scheibe dagegen geschlossen ist. Der Sitz besteht normalerweise aus einem harten, verschleißfesten Material wie Edelstahl oder Stellite und kann in den Körper integriert oder ein separater Ring sein. Die Sitzfläche ist präzise bearbeitet, um einen leckagefreien Verschluss zu gewährleisten.

Stängel

Der Schaft ist der Teil des Absperrventils, der die Scheibe mit dem Handrad oder Antrieb verbindet und die zum Öffnen oder Schließen des Ventils erforderliche lineare Bewegung überträgt. Absperrventilschäfte bestehen normalerweise aus rostfreiem Stahl und können ein Gewinde aufweisen oder glatt sein. Der Schaft verläuft durch die Haube und ist mit einer Packung oder einem Balg abgedichtet, um Leckagen zu verhindern.

Handrad/Antrieb

Das Handrad oder der Aktuator ist das Gerät, mit dem das Absperrventil durch Drehen der Spindel und Bewegen der Scheibe betätigt wird. Handräder sind die gebräuchlichsten manuellen Betätigungselemente für kleinere Absperrventile, während pneumatische oder elektrische Aktuatoren für größere Ventile oder automatische Steuerungen verwendet werden. Das Handrad oder der Aktuator ist oben auf der Haube montiert.

Käfig

Einige Absperrventile, insbesondere solche, die für Drossel- oder Regelanwendungen verwendet werden, können einen Käfig um die Scheibe und den Ventilsitz haben. Der Käfig führt die Scheibe und bietet zusätzliche Durchflusseigenschaften, wie z. B. gleichprozentigen oder linearen Durchfluss. Käfige können auch mit speziellen Merkmalen wie Kavitationsschutz oder geräuscharmen Zierelementen ausgestattet werden, um die Ventilleistung unter bestimmten Betriebsbedingungen zu verbessern.

Wofür wird ein Absperrventil verwendet?

Absperrventile werden in zahlreichen Anwendungen eingesetzt, unter anderem:

• Durchflussregelung und Drosselung in Prozessleitungen
• Isolierung von Geräten oder Rohrleitungsabschnitten
• Druckreduzierung und Regulierung
• Chemikalienzufuhrsysteme und Wasseraufbereitung
• Kesselspeisewasser- und Dampfsysteme
• Heizölsysteme und andere Anwendungen mit viskosen Flüssigkeiten

Arten von Absperrventilen

T-Typ-Durchgangsventil

Das T-förmige oder gerade Durchgangsventil ist der am häufigsten verwendete Durchgangsventiltyp in verschiedenen Anwendungen. Es verfügt über einen geraden Strömungsweg, wobei die Einlass- und Auslassöffnungen in einer Linie liegen. Die Ventilscheibe bewegt sich linear, senkrecht zum Durchfluss, um die Durchflussrate zu steuern.

T-Typ-Kugelhähne bieten eine gute Drosselfähigkeit und dichte Absperrung, wodurch sie sich für die Durchflussregulierung in Dampfsystemen, Wassersystemen und anderen industriellen Anwendungen eignen. Aufgrund des verschlungenen Strömungswegs haben sie jedoch einen höheren Druckabfall als andere Ventiltypen wie Kugelhähne oder Schieber.

Eck-Durchgangsventil

Bei Winkel-Absperrventilen stehen die Einlass- und Auslassöffnungen in einem 90-Grad-Winkel zueinander und bilden eine „L“-Form. Diese Konstruktion ermöglicht einen stromlinienförmigeren Strömungsweg im Vergleich zu T-Absperrventilen, was zu einem geringeren Druckabfall und einer verbesserten Strömungseffizienz führt. Die Ventilscheibe und der Ventilsitz sind um 45 Grad abgewinkelt, was einen geraden Strömungsweg durch den Ventilkörper ermöglicht.

Eckventile werden häufig in Anwendungen mit begrenztem Platzangebot oder bei denen das Ventil direkt nach einem Rohrbogen installiert wird, eingesetzt. Sie werden auch in Hochdruck- und Hochtemperatursystemen wie Kesselspeisewassersystemen und Dampfsystemen verwendet.

Absperrventil in Y-Form

Y-förmige Absperrventile, auch als Y-Körper-Absperrventile bekannt, haben ein einzigartiges Gehäusedesign, das dem Buchstaben „Y“ ähnelt. Die Einlass- und Auslassöffnungen sind in einem Winkel von 45 Grad zueinander angeordnet, während der Ventilschaft senkrecht zum Strömungsweg steht. Dieses Design bietet einen direkteren Strömungsweg als T-förmige Absperrventile, was zu geringeren Druckabfällen und einer verbesserten Strömungskapazität führt.

Y-förmige Absperrventile werden häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Durchflussraten und geringe Druckabfälle erforderlich sind, wie etwa in chemischen Verarbeitungsanlagen und Kraftwerken. Sie werden auch in Anwendungen eingesetzt, in denen häufige Wartung erforderlich ist, da die Ventilinnenteile leicht zugänglich sind, ohne dass der Ventilkörper aus der Rohrleitung entfernt werden muss.

Vorteile von Absperrventilen

• Hervorragende Drosselung und präzise Durchflussregelung im Vergleich zu anderen Ventilen
• Zuverlässiger dichter Verschluss im vollständig geschlossenen Zustand
• Langlebig mit gleichmäßigem Sitzverschleiß bei Drosselanwendungen
• Einfache Wartung durch leicht zugängliche und austauschbare Verkleidung

Nachteile von Absperrventilen

• Höherer Druckabfall und Strömungswiderstand im Vergleich zu anderen Ventilen wie Kugelhähnen oder Schiebern
• Größere Größe und Gewicht bei gleicher Durchflusskapazität
• Anfällig für Kavitations- und Erosionsschäden bei bestimmten Anwendungen mit hohem Druckabfall
• Teurer als einfachere Ventile wie Kugelhähne oder Absperrklappen

FAQs

Wie reguliert ein Absperrventil den Durchfluss?

Ein Absperrventil reguliert den Durchfluss mithilfe einer beweglichen Scheibe oder eines Stopfens, der an einem festen Sitz im Ventilkörper anliegt. Wenn sich die Scheibe vom Sitz wegbewegt, erhöht sich die Durchflussrate direkt proportional zur Scheibenposition.

Was ist der Unterschied zwischen einem Schieberventil und einem Kugelhahn?

Schieberventile sind für den vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Betrieb ausgelegt, während Durchgangsventile besser zum Drosseln und Regeln des Durchflusses geeignet sind. Schieberventile haben einen geraden Durchflussweg mit minimalem Widerstand, während Durchgangsventile einen verschlungeneren Durchflussweg und einen höheren Druckabfall aufweisen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Kugelhahn und einem Durchgangsventil?

Kugelhähne verwenden eine rotierende Kugel mit einer Bohrung zur Durchflussregelung, während Durchgangsventile eine Scheibe oder einen Stopfen mit linearer Bewegung verwenden. Kugelhähne sind kompakt, schnell reagierend und haben einen geringen Druckabfall, während Durchgangsventile eine präzisere Durchflussregelung und bessere Drosselfähigkeit bieten.

Was ist der Unterschied zwischen einem Absperrventil und einem Durchgangsventil?

„Absperrventil“ ist ein allgemeiner Begriff für Ventile, die zum Absperren des Durchflusses verwendet werden. Dazu zählen beispielsweise Durchgangsventile, Schieber und andere Ventiltypen. Durchgangsventile sind eine spezielle Art von Absperrventilen, die auch Drossel- und Durchflussregulierungsfunktionen bieten.

Abschluss

Absperrventile sind wichtige Komponenten in Flüssigkeitssteuerungssystemen, da sie eine präzise Durchflussregelung und zuverlässige Absperrfunktionen bieten. Durch das Verständnis des Designs, der Funktionsweise und der Anwendungen von Absperrventilen können Ingenieure und Techniker das geeignete Ventil für ihre spezifischen Anforderungen auswählen und eine optimale Leistung in industriellen Prozessen sicherstellen.