Die Wahl des richtigen Ventils

Ventile sind mechanische Geräte, die Durchsatz und Druck einer Flüssigkeit in einem hydraulischen oder lufttechnischen Rohrsystem kontrollieren. Sie sind essentieller Bestandteil eines Rohrleitungssystems, das Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe, Schlamm usw. transportiert.

Der Markt bietet unterschiedliche Ventiltypen, von denen jeder unterschiedliche Eigenschaften, Kapazitäten und Funktionen hat. Unterschiedliche Betätgungsmodi können gewählt werden: manuell, pneumatisch, elektrisch, usw. .

Ventile auf einen Blick

Die Wahl eines Ventils

Drosselklappe der Firma EBRO S.A.R.L
Drosselklappe der Firma EBRO S.A.R.L

Für die richtige Wahl eines Ventils muss zuerst seine genaue Funktion bestimmt werden. Soll es einen Flüssigkeitsdurchsatz regulieren oder ihren Kreislauf stoppen? Im Anschluss daran sollte unbedingt geprüft werden, welches Fluid zirkulieren soll: ein Gas oder eine Flüssigkeit? Handelt es sich um eine korrosive Flüssigkeit, um ein chemisch neutrales Fluid, ein Lebensmittel- oder ein medizinisches Fluid, das besondere Hygienevoraussetzungen erfordert? Es ist unerlässlich, das Bedienungssystem des Ventils genau zu kennen, um zu wissen, ob das Ventil von Hand oder automtisch bedient wird. Im einen Fall muss eine Person vor Ort sein, um das Ventil zu bedienen, während im anderen das Ventil ferngesteuert werden kann, z.B. von einer Leitstelle aus.Schließlich ist es wichtig zu wissen, wie das Ventil in den Kreislauf und damit in die Montage oder den Installationstyp integriert wird, insbesondere ob es geschweißt, durch Flansche verbolzt oder geschraubt werden muss.

Wenn Sie diese einzelnen Elemente bestimmt haben, können Sie die technischen Eigenschaften Ihrer Installation näher betrachten, insbesondere was Durchsatz und Druck angeht, die Werte, die letztendlich die Dimensionierung Ihres Ventils gestatten.

Wie dimensioniert man ein Ventil?

Um ein Ventil zu dimensionieren, müssen Sie die Betriebsparameter des Kreislaufs kennen.

    • Der Druck ist ein wesentlicher Faktor, den Sie berücksichtigen müssen, um Ihr Ventil nicht zu klein zu dimensionieren und Probleme mit Lecks oder Brüchen zu vermeiden, es andererseits aber auch nicht zu groß zu dimensionieren.
    • Die Betriebstemperatur, d. h. die Temperatur des im Umlauf befindlichen Fluids, sowie die Umgebungstemperatur des Ventilgehäuses müssen identifiziert werden. Es ist wichtig, dass Sie die Maximaltemperaturen kennen, denen das Ventil ausgesetzt werden kann, um es dementsprechend auszuwählen. Dies betrifft insbesondere die Materialien, die zur Herstellung des Gehäuses, des Verschlusssystems und der Dichtungsteile verwendet werden.

 

    • Der Betriebsdruck, d.h. der Druck, dem das Fluid am Ventil ausgesetzt ist.

 

    • Der Fluiddurchsatz und die Strömungsgeschwindigkeit. Durchsatz und Nominalgeschwindigkeit sind grundlegende Elemente, die Ihnen dabei helfen, das passende Ventil zu wählen, insbesondere wenn dieses dafür vorgesehen ist, den Durchsatz zu regulieren. Der Durchflussfaktor (Kv) ist ein vom Hersteller definierter theoretischer Wert, mit dem der Nenndurchfluss des Ventils berechnet werden kann. Dieser Faktor kann in Liter pro Minute (l/min) oder Kubikmeter pro Stunde (m3/h) angegeben werden. Die Ventilhersteller bieten Tabellen zur Bestimmung dieses Faktors anhand des gewünschten Durchflusses und des Nominaldurchmessers an.

 

    • Der Nominaldurchmesser (DN) des Kreislaufs am Ventil. Dieses Kriterium ist wichtig, um eine Überdimensionierung des Ventils zu vermeiden, was einen instabilen Betrieb der Anlage oder eine Unterdimensionierung zur Folge haben könnte, um einen erheblichen Druckabfall und eine schnelle Beschädigung des Ventils zu vermeiden.

 

Folgende Parameter bestimmen die Abmessungen eines Ventils:

    • Druck
    • Temperatur
    • Durchsatz
    • Durchmesser

 

Welche Ventil-Haupttypen gibt es?

Absperrschieber der Firma Voith Turbo
Absperrschieber der Firma Voith Turbo

Es gibt verschiedene Ventilmodelle, die Ihrem Bedarf mehr oder weniger angepasst sein können. Wenn Sie den Kreislauf eines Fluids anhalten möchten, raten wir Ihnen zu einem Absperrschieber vom Typ Kugel-/Kegelventil,  Plattenschieber oder Verschlussventil. Wenn Sie eher den Flüssigkeitsdurchsatz kontrollieren wollen, sind ein Regelventil vom Typ NadelventilSchützventilKolbenventil oder eine Absperrklappe besser, die alle gute Drosselungseigenschaften besitzen.Die Wahl eines Ventils richtet sich auch nach dem Durchsatz, dem Druck und der Art der transportierten Flüssigkeit, denn sie ist es, die die Wahl des verwendeten Materials bestimmt.

In welchen Fällen verwendet man eine Absperrklappe?

Absperrklappe der Firma EBRO S.A.R.L
Absperrklappe der Firma EBRO S.A.R.L

Die Absperrklappe wird hauptsächlich für die Durchsatzkontrolle einer Flüssigkeit verwendet. Je nach den für die Herstellung verwendeten Materialien kann es für verschiedene Flüssigkeiten eingesetzt werden: chemisch neutrale Flüssigkeiten wie Wasser oder Öl, Schlamm, Lebensmittel- oder pharmazeutische Flüssigkeiten. Manche Absperrklappen sind speziell ausgelegt, um mit ätzenden Flüssigkeiten zu funktionieren. Eine Absperrklappe kann jedoch nicht für Flüssigkeiten verwendet werden, die Festpartikel enthalten, welche u. U. einen perfekten Verschluss verhindern könnten. Die Absperrklappe ist ein „90° Drehventil“. Ihre Betätigung erfordert eine 90°-Drehung von der offenen zur geschlossenen Position. Für große Durchmesser ist u.U. ein Auslösesystem mit Untersetzungsgetriebe erforderlich, anhand dessen man den direkten Druck auf die Absperrklappe kompensieren kann. Absperrklappen sind dafür ausgelegt, eine gute Dichtigkeit zu gewährleisten. Haben sie einen großen Durchmesser, so werden sie oftmals fur Flanschmontagen vorgeschlagen; Ventile für Heizkreisläufe sind im allgemeinen Ventile zum Einschrauben. Absperrklappen sind im allgemeinen sehr platzsparend, insbesondere im Vergleich zu Kugel-/Kegelventilen.

Wichtige Eigenschaften:

    • Durchsatzkontrolle
    • 90° Drehventil
    • Gute Dichtigkeit
    • Minimaler Platzbedarf

 

NACHTEILE

    • Inkompatibel mit  partikelhaltigen Flüssigkeiten

 

In welchen Fällen verwendet man ein Kugel-/Kegelventil?

Kugel-/Kegelventil der Firma Voith Turbo
Kugel-/Kegelventil der Firma Voith Turbo

Das Kugelhahn-/Kegelventil wird zum Anhalten eines Flüssigkeitskreislaufs verwendet. In Kugelform gleicht es einer Sphäre, in die ein Loch gebohrt wurde, das im Allgemeinen denselben Durchmesser hat wie die Kanalisation. Es ist ein „Vierteldrehungsventil“ mit dem Vorteil einer wahlweisen Öffnung, so dass der Flüssigkeitskreislauf in dieser Position nicht behindert wird. Hat die Öffnung des Kugelventils denselben Durchmesser wie die Kanalisation, so spricht man von einem Kugelhahnventil „mit vollem Durchlauf“. In geschlossener Position gewährleistet dieser Ventiltyp eine gute Dichtigkeit.Er wird sowohl für Flüssigkeiten (Wasser, Schweröl…) verwendet als auch für Gase.

Manche dieser Ventile können auch mit einem konischen Kugelhahn versehen sein. Sie sind auch in 3- oder 4-Wege-Form verfügbar. In diesem Fall können sie auch als Kugelsektorventile bezeichnet werden.

Wichtige Eigenschaften:

    • Absperrventil
    • 90° Drehventil
    • Kompatibel mit niedrigviskösen und gasförmigen Fluids

 

NACHTEILE

    • Druckschlagrisiko

 

In welchen Fällen verwendet man ein Absperr- oder ein Kolbenventil?

Absperrventil der Firma Mival
Absperrventil der Firma Mival

Absperr- und Kolbenventile funktionieren nach demselben Prinzip. Um den Flüssigkeitsdurchlass zu verhindern, gleitet ein teller- oder kolbenförmiges Teil vom Ende eines Stabes aus in das Ventil. Dieser Ventiltyp eignet sich besonders gut fütr die Durchflussregelung entsprechend des Drucks in der Kanalisation. Zahlreiche Auslöser für Absperrventile enthalten eine Druckregelfeder, die die Einstellung der Ventilöffnung entsprechend des Drucks reguliert.Der Hauptnachteil dieses Ventiltyps liegt in seinem starken Druckabfall. Ist der Druck der Flüssigkeit jedoch zu hoch, ist es schwierig, dieses Ventil in geschlossenem Zustand auszulösen. Absperrventile können sich auch sehr schnell schließen, was einen Druckschlag hervorrufen kann. Sie sind auch als 3-Wege-Ventile erhältlich.

Wichtige Eigenschaften:

    • Volumenstromregelung
    • Kompatibilität mit einer Druckregelung

 

NACHTEILE

    • Starke Druckverluste
    • Druckschlagrisiko

 

In welchen Fällen verwendet man ein Nadelventil?

Nadelventil der Firma Mival
Nadelventil der Firma Mival

Nadelventile werden insbesondere zur Regelung des Durchsatzes von Flüssigkeiten oder Gasen mit niedrigem Durchsatz verwendet.Es sind Ventile mit kleinem Durchmesser, die für Anwendungen mit geringem Druck ausgelegt sind. Sie werden oftmals als „Hähne“ bezeichnet. Sie werden oftmals als „Hähne“ bezeichnet und im Allgemeinen von Hand bedient. Man findet sie oft im häuslichen Bereich und mit Anwendungen zur Flüssigkeitsentnahme. Ihr häufiges Vorhandensein erklärt sich u.A. auch durch den geringen Kostenaufwand.

Wichtige Eigenschaften:

    • niedriger Durchsatz
    • Im allgemeinen mit manueller Bedienung
    • Preisgünstig

 

In welchen Fällen verwendet man ein Membranventil?

Membranventil der Firma SISTO Armaturen
Membranventil der Firma SISTO Armaturen

Membranventile werden hauptsächlich in Hygiene- und keimfreien Prozessen eingesetzt, d.h. wenn die zirkulierende Flüssigkeit vor jeder potentiellen Ansteckungsgefahr isoliert werden muss.

Sie funktionieren vor allem im offen/geschlossen-Betrieb, und dies selbst dann, wenn sie in vereinzelten Fällen zur Flüssigkeitsregulierung dienen können. In offener Position heißen diese Ventile „Durchflussventile“ und verursachen praktisch keinen Druckverlust, weil die Verschlussmembran den Durchlass der Flüssigkeit völlig öffnet. Die Dichtigkeit dieser Ventile ist ausgezeichnet, weil keinerlei Kontakt zwischen Flüssigkeit und Stange entsteht, aber sie erfordern eine regelmäßige Wartung, um den fehlerfreien Zustand der Membran zu gewährleisten, insbesondere wenn die Flüssigkeit mit Festpartikeln belastet ist. Es muss geprüft werden, ob das Material der Membran den Temperatur- und Druckbedingungen entspricht, um eine vorzeitige Abnutzung zu vermeiden.

Sie werden hauptsächlich in der Lebensmittel- und der Pharmaindustrie eingesetzt. Weiterhin werden sie im Bereich der Chemie und in ultra-reinen Anwendungen verwendet, immer entsprechend der Materialien, aus denen sie bestehen, und insbesondere des Materials der Membran. Membranventile eignen sich auch für Schlamm und extrem visköse Flüssigkeiten.

Dieser Ventiltyp ist nicht verfügbar für Kreisläufe mit großem Durchmesser; die Hersteller beschränken sich im Allgemeinen auf DN350.

Wichtige Eigenschaften:

    • Begrenzter Druckabfall
    • Ausgezeichnete Dichtigkeit
    • Verwendung in der Lebensmittel-, der Pharma- und der chemischen Industrie
    • Kompatibel mit  partikelhaltigen Flüssigkeiten

 

NACHTEILE

    • Regelmäßiger Wartungsbedarf
    • Geringer Nominaldurchmesser

 

In welchen Fällen verwendet man einen Absperrschieber??

Absperrschieber der Firma EBRO S.A.R.L
Absperrschieber der Firma EBRO S.A.R.L

Plattenschieber werden häufig in der Papier-und der chemischen Industrie verwendet, in Bergbau, Kraftwerken und in der Lebensmittelindustrie. Sie haben den Vorteil, durch die lineare Bewegung des Schiebers sehr kompakt zu sein (in geschlossener Position blockiert der Schieber die Flüssigkeit). Der Absperrschieber ist in erster Linie ein Sperrventil, selbst wenn es als Regelventil verwendet werden kann, wenn der Sperrschieber sich in mittlerer Position befindet.Absperrschieber können für Flüssigkeiten verwendet werden, die Festpartikel enthalten, wie Brauchwasser oder Schlamm. Im Allgemeinen ist ein Absperrschieber für die Stromaufwärts-Dichtigkeit (Eintritt der Flüssigkeit) konzipiert. Manche dieser Ventile sind jedoch auf beiden Seiten dicht. Dadurch entsteht die Möglichkeit, sie in beiden Flussrichtungen zu nutzen. In offener Position ist der Druckabfall sehr gering, weil das Ventil keinen Richtungswechsel der Flüssigkeit hervorruft.

Die Öffnungs- und Schliesszeiten können dagegen sehr lang sein, und es müssen regelmäßige Wartungsprozesse eingeplant werden, um Abnutzungsprobleme zwischen Verschlussschieber und Dichtungselementen zu vermeiden.

Wichtige Eigenschaften:

    • Geringe Dicke
    • Geringer Druckabfall
    • Kompatibel mit  partikelhaltigen Flüssigkeiten

 

NACHTEILE

    • Langsames Öffnen und Schließen

 

    • Regelmäßiger Wartungsbedarf

 

Wie vermeidet man Druckstöße?

Druckstoßsicherung der Firma Godwin
Druckstoßsicherung der Firma Godwin

Der Druckstoß ist ein Überdruckphänomen der Flüssgkeit, das insbesondere beim schnellen Schließen eines Ventils auftritt. Man hört dann ein charakteristisches Geräusch in der Kanalisation. Dieser Überdruck kann große Schäden verursachen, die bis zum Bruch des Kreislaufs führen können.Wie vermeidet man Druckstöße?

    • Installieren Sie einen Druckminderer vor dem Ventil.
    • Installieren Sie einen Druckstoßminderer vor dem Ventil: der Druckstoßminderer ist eine Art Ausdehnungsgefäß zur  Minderung einer Stoßwelle und zum Absorbieren des Überdrucks.
    • Vergrößern Sie den Durchmesser des Durchlaufsystems vor dem Ventil, um den Druck in diesem Teil des Flüssigkeitskreislaufs zu verringern.

 

Was ist ein Mehrwegeventil?