So wählen Sie das richtige Rückschlagventil für Ihr System aus

Auch wenn man die verschiedenen Arten versteht RückschlagventileDennoch kann es schwierig sein, das am besten geeignete Modell für eine bestimmte Anwendung auszuwählen, da jedes Modell für unterschiedliche Anforderungen konzipiert ist.

In diesem Artikel werden die gängigen Arten von Rückschlagventilen beschrieben und typische Auswahlkriterien besprochen. Diese Kriterien können dabei helfen, die Optionen einzugrenzen und die beste Rückschlagventillösung für die Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu ermitteln.

• Leises Rückschlagventil 
• Kugelrückschlagventil 
• Doppelscheiben-Rückschlagventil
• Rückschlagventil
• Schrägscheiben-Rückschlagventil

Leises Rückschlagventil

Geräuschlose Rückschlagventile werden aufgrund ihrer leisen Schließeigenschaften häufig in Hochhäusern und Anwendungen mit hoher Förderhöhe eingesetzt. Sie bestehen aus einem Ventilkörper mit Gewinde, Zwischenflansch oder Flansch, einem korrosionsbeständigen Sitz und einer Scheibe mit integriertem Schaft.  

Wenn Flüssigkeit zu fließen beginnt, wird die Bandscheibe nach rechts gedrückt, wodurch ein Vorwärtsfluss ermöglicht wird. Wenn die Pumpe stoppt, schließt eine komprimierte Feder im Inneren des Ventils das Ventil, bevor die Flüssigkeit umkehren kann, und sorgt so für ein geräuschloses Schließen. Mit einem kurzen linearen Hub von nur einem Viertel des Durchmessers kann das geräuschlose Rückschlagventil in etwa 0,1 Sekunden schnell schließen.  

Da sich die Scheibe jedoch immer im Strömungsweg befindet, weisen geräuschlose Rückschlagventile einen relativ hohen Druckverlust auf und eignen sich daher vor allem für Anwendungen mit hoher Förderhöhe und sauberem Wasser.

Kugelrückschlagventil

Kugelrückschlagventile zeichnen sich durch eine einfache und kompakte Bauweise aus, was sie zu einer kostengünstigen Wahl für kleine bis mittelgroße Wasserpumpen oder Abwasserpumpensysteme macht.

Diese Ventile bestehen aus einem Gewinde- oder Flanschkörper mit einer Innenkonstruktion, die eine gummibeschichtete Kugel so führt, dass sie sich entsprechend der Strömungsrichtung in den Sitz hinein und aus diesem heraus bewegt. Während des Betriebs rollt die Kugel und sorgt so für eine gewisse Selbstreinigungsfähigkeit.  

Der von oben zugängliche Wartungsanschluss des Ventils ermöglicht eine einfache Wartung, ohne dass das Ventil aus der Rohrleitung entfernt werden muss. Kugelrückschlagventile können in Wasser- und Abwassersystemen eingesetzt werden, sind jedoch aufgrund der größeren Trägheit und des längeren Verfahrweges der Kugel bei Anwendungen mit hoher Förderhöhe oder Parallelpumpensystemen anfällig für Wasserschläge.

In Einzelpumpen- und Niederdrucksystemen bieten Kugelrückschlagventile im Allgemeinen eine gute Leistung und einen geringen Druckverlust.

Doppelscheiben-Rückschlagventil

Dieses Ventil verfügt über ein Wafer-Design (installiert zwischen zwei Rohrflanschen) mit einem Scharnierstift und zwei gegenüberliegenden D-förmigen Scheiben, die sich um den Stift drehen.

Darüber hinaus enthält es eine Komponente namens Stoppstift, die die Scheiben im Strömungsweg zentriert und stabilisiert, wenn das Ventil vollständig geöffnet ist.  

In praktischen Anwendungen kann es aufgrund von Vibrationen zu Verschleiß am Ventil kommen. Daher sollten an den Enden des Scharnierstifts Stabilisierungskugeln angebracht werden, um Vibrationen vorzubeugen. Der elastische Sitz ist typischerweise direkt an den Ventilkörper und die Stützhalterung angeformt, die das Ventil überspannt.

Da sich die Halterung im Strömungsweg befindet, können sich Schmutzpartikel ansammeln, sodass Doppelplatten-Rückschlagventile für Abwasser mit Feststoffen ungeeignet sind.  

Der Durchflussdurchgang des Ventils beträgt etwa 80 % des Rohrdurchmessers, daher muss der Druckverlust berücksichtigt werden. Der Verschluss wird durch Torsionsfedern um den Scharnierstift unterstützt, die Kraft auf die Rückseite der Scheiben ausüben und so für eine hervorragende Wasserschlagfestigkeit sorgen.

Wie die oben erwähnten Rückschlagventile verfügt dieser Typ nicht über Anzeiger für die Offen-/Geschlossen-Position, bietet aber dank des Federmechanismus einen hervorragenden Schutz vor Wasserschlägen.

Rückschlagventil

Rückschlagklappen waren in der Vergangenheit die am häufigsten in Wasser- und Abwasserpumpsystemen eingesetzten Rückschlagventiltypen.

Der Name „Rückschlagventil“ leitet sich von seiner Konstruktion ab, die typischerweise aus einem Ventilkörper und einem Verschlusselement (oder einer Scheibe) besteht, das sich um einen Scharnierstift dreht. Der Schwenkwinkel liegt üblicherweise zwischen 60 und 90 Grad.  

Aufgrund des langen Hubwegs in Kombination mit der Trägheit der Scheibe und der Reibung in der Packung kann es bei diesem Ventiltyp zu Wasserschlagproblemen kommen, wenn er in Mehrpumpensystemen oder vertikalen Rohrinstallationen verwendet wird.

Daher sind diese Ventile oft mit verschiedenen Zubehörteilen ausgestattet, am häufigsten sind ein Hebel und ein Gewicht. 

Während allgemein angenommen wird, dass das Gewicht das Schließen des Ventils beschleunigt, besteht seine Hauptfunktion darin, den Hub der Scheibe zu begrenzen und dadurch Wasserschläge zu reduzieren. Allerdings kann dies im Gegenzug zu einem deutlich höheren Druckverlust führen.

Schrägscheiben-Rückschlagventil

Mit einem Durchflussbereich von bis zu 140 % und einer Scheibenkonstruktion, die der einer Absperrklappe ähnelt, kann Flüssigkeit auf beiden Seiten der Scheibe strömen, was zu einem äußerst geringen Druckverlust führt.  

Das Kippscheiben-Rückschlagventil verfügt über einen langlebigen Metallsitz aus Aluminiumbronze und bietet optional oben oder unten montierte Öldämpfer. Diese Dämpfer sorgen für eine effektive Ventilsteuerung und helfen bei der Bewältigung von Druckschwankungen in Rohrleitungssystemen mittlerer Länge.

Wie andere Rückschlagventile arbeitet das Kippscheiben-Rückschlagventil vollautomatisch und erfordert keine externe Stromversorgung oder elektrische Signale von Pumpensteuersystemen.  

Zusätzlich verfügt dieses Ventil über eine externe Stellungsanzeige. Da der Scharnierstift jedoch in den Strömungsweg hineinragt und dort Schmutz ansammeln kann, ist er nur für Reinwasser- oder aufbereitete Abwassersysteme geeignet.

Auswahlkriterien und Bedeutung von Rückschlagventilen

Anschaffungskosten und Wartungskosten

Die Anschaffungskosten verschiedener Rückschlagventile können Sie leicht bei örtlichen Händlern oder Herstellern erfragen, wobei die Preise je nach Funktionalität und Qualität erheblich variieren.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Anschaffungskosten nur einen Teil der Anschaffungskosten ausmachen, da die Installations- und Wartungskosten manchmal die Anschaffungskosten übersteigen können.  

Einige Rückschlagventile, wie z. B. Zwischenventile, sind sehr kompakt, erfordern jedoch einen geraden Rohrabschnitt vor dem Rohr, der das 3- bis 5-fache des Rohrdurchmessers beträgt.  

Bestimmte Ventile sind möglicherweise nicht für vertikale Rohrleitungen geeignet, sodass für die Installation zusätzliche horizontale Rohrleitungen erforderlich sind.  

Darüber hinaus erfordern einige Arten von Rückschlagventilen sowie die meisten großen Rückschlagventile eine gewisse Gewichtsunterstützung.  

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anschaffungskosten eines Rückschlagventils Faktoren wie seine Baulänge, die erforderliche Rohrlänge, Installationskosten, Wartungskosten und die Kosten für Stützkonstruktionen berücksichtigen sollten.

Non-Slam-Eigenschaften

Ab dem ersten Betriebstag werden Pumpsysteme häufig durch das Zuschlagen von Rückschlagventilen und die dadurch verursachten Druckschwankungen im System gestört.  

Das Zuschlagen des Rückschlagventils ist ein zweistufiger Prozess:  

• Nachdem die Pumpe stoppt, fließt Flüssigkeit durch das Rückschlagventil zurück, während das Ventil noch nicht vollständig geschlossen ist.  
• Das Verschlusselement unterbricht schlagartig den Rückfluss.

Daher ist das Verständnis der dynamischen Schließeigenschaften verschiedener automatischer Rückschlagventile von entscheidender Bedeutung. Der beste Weg, ein Zuschlagen zu verhindern, besteht darin, dafür zu sorgen, dass das Ventil schnell schließt. Welche Faktoren ermöglichen also ein schnelles Schließen eines Ventils?

1.Position des Verschlusselements

Wenn das Verschlusselement (z. B. eine Scheibe) im Strömungsweg bleibt (wie bei geräuschlosen Rückschlagventilen), wirkt der Rückfluss sofort auf es und drückt es so, dass es schnell schließt.

Befindet sich das Verschlusselement außerhalb des Strömungswegs (wie bei Kugelrückschlagventilen), hat der Rückfluss weniger direkte Auswirkungen, was zu einem langsameren Schließen führt.

2. Länge des Schließhubs

Je kürzer der Verfahrweg des Verschlusselements ist, desto schneller erfolgt der Verschluss. Zum Beispiel:

• Silent-Rückschlagventile und Düsenrückschlagventile haben einen Schließhub von etwa einem Viertel des Rohrdurchmessers.
• Kugelrückschlagventile haben einen viel längeren Schließhub, der dem vollen Rohrdurchmesser entspricht.
• Bei Rückschlagventilen schließen elastische Scharnierkonstruktionen in einem Winkel von nur 35 Grad, verglichen mit 60 bis 90 Grad bei herkömmlichen Rückschlagventilen.

3.Gewicht des Verschlusselements

Leichtere Verschlusselemente reagieren schneller auf Änderungen der Fluiddynamik, während schwerere Verschlusselemente mehr Kraft und Zeit zum Bewegen erfordern.

4. Installationsausrichtung

Die Schlagfestigkeit eines Rückschlagventils kann durch seine Einbaurichtung beeinflusst werden. Unabhängig von der Bauart können alle Rückschlagventile auch bei leicht geneigter Rohrleitung in horizontaler Lage eingebaut werden.

Bei vertikalen Installationen ist jedoch besondere Aufmerksamkeit erforderlich:

Bei der vertikalen Aufwärtsströmung kann die Rückströmung die Slam-Probleme verschlimmern. Wenn sich die Scheibe in einer vertikalen Ebene befindet und beim Schließen keine Schwerkraftunterstützung zur Verfügung steht, kann die erhöhte Trägheit dazu führen, dass die Scheibe durch einen schnellen Rückfluss mit Gewalt in den Sitz geschleudert wird, obwohl Hebelmechanismen versuchen, die Scheibe auszubalancieren.

Für vertikale Rohranwendungen ist die beste Wahl ein Ventil mit kurzem linearem Hub oder eines mit geneigtem Sitz.

Druckverlust und Energiekosten

Unter Druckverlust versteht man den Energieverlust einer Flüssigkeit beim Fließen durch Rohrleitungen, Ventile oder andere Armaturen aufgrund von Reibung, Turbulenzen und Stößen. Dieser Verlust äußert sich typischerweise in einem Druckabfall, der zu einem erhöhten Energieverbrauch führt. Der Druckverlust ist ein wichtiger Leistungsindikator für Rückschlagventile.

Cv: Strömungskoeffizient

Derzeit werden häufig verschiedene Durchflusskoeffizienten und Druckverlustformeln verwendet, um die Druckverlustleistung von Ventilen zu bewerten. Der gebräuchlichste Durchflusskoeffizient für Wasserventile ist der Cv-Durchflusskoeffizient. Je höher der Cv-Wert, desto effizienter ist das Ventil.

Kv: Widerstandskoeffizient

Ein weiterer Durchflusskoeffizient zur Beurteilung des Ventilkopfverlusts ist der Kv-Widerstandskoeffizient, der in allgemeinen Durchflussformeln für Ventile und Armaturen verwendet wird. Kv ist ein kritischer Parameter, der den Widerstand misst, der entsteht, wenn Flüssigkeit durch das Ventil strömt, und eine genauere Bewertung der Ventilleistung und des Druckverlusts des Systems ermöglicht.

Flüssigkeitskompatibilität

Die Art des Rohrleitungsmediums ist ein entscheidender Faktor bei der Auswahl eines Rückschlagventils. Während alle auf dem Markt erhältlichen Rückschlagventile sauberes Wasser oder aufbereitetes Abwasser verarbeiten können, werden viele Ventile ungeeignet, wenn das Medium von Trinkwasser zu Rohwasser, Abwasser, gesiebtem Abwasser oder unbehandeltem Abwasser wechselt.  

Bei der Auswahl eines Rückschlagventils müssen folgende Aspekte berücksichtigt werden:  

1. Kann der Ventilsitz eine ordnungsgemäße Abdichtung aufrechterhalten, wenn Schwebstoffe vorhanden sind?  
2. Befinden sich Komponenten wie Wellen, Stiele, Speichen oder Scheiben im Strömungsweg? Diese Bestandteile können den Durchgang von Feststoffen im Medium behindern.  
3. Ventilkörpergeometrie: Gibt es Lücken oder Bereiche, in denen sich Feststoffe ansammeln könnten, die möglicherweise den normalen Betrieb des Ventils behindern?  
4. Bohrungsgestaltung: Je höher die Konzentration an Schwebstoffen, desto wichtiger wird eine Vollbohrungsgestaltung zur Vermeidung von Verstopfungen.  

Wenn das Ventil einen geraden und glatten Strömungsweg hat, ist die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung deutlich geringer. Aufgrund dieser Überlegungen sind die folgenden Arten von Rückschlagventilen nicht für Abwässer mit hohen Feststoffkonzentrationen geeignet:  

• Düsenrückschlagventil
• Leises Rückschlagventil
• Doppelscheiben-Rückschlagventil
• Schrägscheiben-Rückschlagventil

Das Verständnis der grundlegenden Auswahlkriterien für Rückschlagventile ist für die Auswahl des am besten geeigneten Typs für Ihr Flüssigkeitssystem von entscheidender Bedeutung. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Effizienz Ihres Flüssigkeitssystems.

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Über den Autor

Serena Zhang

Verkaufsleiter von Tianjin Union Valve Co., Ltd

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