Rückschlagventil

Was ist ein Rückschlagventil?

Ein Rückschlagventil ist ein Ventil, das den Flüssigkeitsstrom in einer Leitung nur in eine Richtung steuert und den Durchfluss in die entgegengesetzte Richtung verhindert. Synonyme für Rückschlagventile sind Spannventil und Spannfutterventil. Rückschlagventile werden so bezeichnet, weil sie einen Rückfluss verhindern. 

Anwendungen von Rückschlagventilen

Rückschlagventile werden, wie der Begriff schon andeutet, eingesetzt, wenn man nicht möchte, dass die Flüssigkeit zurückfließt. Zu den grundlegenden Anwendungen von Rückschlagventilen gehören:

• Verhinderung der Vermischung von zwei Fluiden
• Verhinderung von Rückfluss
• Kontrolle der Durchflussrichtung
• Verhinderung von Wasserschlag

Wenn es an der Stelle installiert wird, an der zwei Flüssigkeiten aufeinandertreffen, verhindert es die Vermischung der beiden Flüssigkeiten und steuert nur den Durchfluss einer von ihnen.

Wenn es im Steigrohr auf der Druckseite der Pumpe installiert wird, fließt die Flüssigkeit während des Betriebs der Pumpe und das Rückschlagventil schließt nach dem Stillstand der Pumpe, wodurch verhindert wird, dass die Flüssigkeit in den Rohrleitungen auf einem höheren Niveau hinter der Pumpe in die Pumpe zurückfließt.

In Dampfleitungen wird es auch zur Verhinderung von Wasserschlägen eingesetzt. Wasserschlag ist ein Phänomen, bei dem der Druck in einer Rohrleitung aufgrund einer plötzlichen Änderung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit vorübergehend ansteigt und abfällt. Die Druckschwankungen des Wasserschlags können Pumpen und Rohrleitungen beschädigen, und Rückschlagventile werden als vorbeugende Maßnahme eingesetzt.

Funktionsweise von Rückschlagventilen

Bei Rückschlagventilen bewirkt der Druckunterschied zwischen dem Einlass (Primärseite P1) und dem Auslass (Sekundärseite P2) der Flüssigkeit das Öffnen und Schließen des Ventiltellers (Ventilkegel). Der Druckunterschied und die Wirkung des Ventils sind wie folgt:

• Öffnen: Druck auf der Einlassseite (Primärseite P1) höher als auf der Auslassseite (Sekundärseite P2) P1 > P2
• Geschlossen: Druck auf der Eingangsseite (Primärseite P1) niedriger als auf der Ausgangsseite (Sekundärseite P2) P1 < P2

Wenn der Druck auf der Ausgangsseite (Sekundärseite P2) höher ist, wird die Klappenscheibe durch den Gegendruck gegen die Sitzfläche gedrückt und haftet fest, wodurch ein Rückfluss der Flüssigkeit verhindert wird. Dieser Druckunterschied bewirkt, dass sich die Scheibe automatisch öffnet und schließt, so dass die Flüssigkeit fließen oder nicht fließen kann.

Arten von Rückschlagventilen

Es gibt fünf Arten von Rückschlagventilen. Die Merkmale der einzelnen Typen sind folgende:

1. Rückschlagklappe

Rückschlagklappen haben einen linearen Flüssigkeitsdurchfluss und sind direkt auf einem Arm oder einer Scheibe montiert, wobei die Scheibe an einem Gelenkmechanismus befestigt ist. Die Scheibe dreht sich aufgrund des Druckunterschieds in der Flüssigkeit um das Scharnier als Drehpunkt und öffnet oder schließt das Ventil.

Merkmale

• Wenn die Klappenscheibe bei vollem Durchgang vollständig geöffnet ist, blockiert sie im Allgemeinen nicht den Durchflussweg und der Druckabfall ist gering.
• Voller Durchgang bedeutet, dass der Durchflussweg im Ventilgehäuse den gleichen oder einen größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser der Rohrleitung.
• Bei schwereren Scheiben ist die Mindestdruckdifferenz zum Öffnen des Ventils und der Öffnungsdruck größer. Bei leichteren Scheiben ist die Mindestdruckdifferenz zum Öffnen des Ventils und der Öffnungsdruck kleiner.
• Der Öffnungsdruck ist die Druckdifferenz bei einer bestimmten Durchflussmenge.
• Da sich die Klappenscheibe auf einer Scharnierwelle dreht, unterliegen die Welle und die Lagerseite aufgrund langer Einsatzzeiten und häufiger Betätigung einem Verschleiß. Dies kann zu einem schlechten Öffnungs- und Schließverhalten der Klappenscheibe und einer verminderten Abdichtung zwischen Klappenscheibe und Sitz führen.
• Da die Klappenscheibe einen relativ großen Drehwinkel zwischen dem vollständigen Schließen und dem vollständigen Öffnen hat, reagiert sie weniger schnell auf plötzliche Druckänderungen. Schwere Klappenscheiben haben außerdem das Problem, dass sie beim abrupten Schließen der Klappe stärker auf den Sitz aufschlagen.

Einbau
Bei horizontalen Rohrleitungen wird das System eingesetzt, wenn die Rohrleitungen vertikal verlaufen und die Flüssigkeit von unten nach oben fließt. Es kann nicht verwendet werden, wenn der Durchfluss von oben nach unten erfolgt.

2. Heberückschlagventil

Hubrückschlagventile sind Mechanismen, bei denen der Flüssigkeitsstrom S-förmig ist und die auf der Welle montierte Scheibe sich hebt und senkt. Je nach Druckunterschied hebt und senkt sich die Scheibe und öffnet oder schließt das Ventil.

Merkmale

• Der Strömungsweg ist S-förmig und der Druckverlust ist hoch.
• Aufgrund des hohen Scheibengewichts sind die Mindestdruckdifferenz zum Öffnen des Ventils und der Öffnungsdruck groß.

Einbau
Dieser beschränkt sich auf die Erdung, wenn die Rohrleitungen horizontal verlegt sind. Das Ventil kann nicht verwendet werden, wenn die Rohrleitungen vertikal verlaufen und die Flüssigkeit vertikal fließt.

3. Zwischenflansch-Rückschlagventil

Zwischenflansch-Rückschlagventile sind eigentliche Zwischenflansch-Ventile, bei denen der Ventilkörper zwischen Flanschen liegt und mit Schrauben und Muttern befestigt wird. Der Flüssigkeitsstrom ist annähernd linear und umfasst zwei halbkreisförmige Scheiben mit einem Scharniermechanismus.

Die beiden Scheiben drehen sich und öffnen das Ventil aufgrund des Druckunterschieds in der Flüssigkeit am Drehpunkt des Scharniers und drehen sich in die entgegengesetzte Richtung und schließen das Ventil mithilfe von an den Scheiben befestigten Schraubenfedern.

Merkmale

• Der Durchflussweg ist fast gerade und der Druckverlust ist gering.
• Das Zwischenflanschgehäuse ist dünn und im Allgemeinen leicht.
• Es kann direkt auf Pumpen und andere Geräte montiert werden.
• Die Scheibe wird durch eine Feder in Drehung versetzt und kann sofort geschlossen werden, wodurch das Phänomen des Wasserschlags reduziert wird.
• Es hat eine hohe Dichtungsleistung und hohe Abdichtungsleistung.
• Es reagiert unter Umständen etwas schlechter auf Kavitation und unausgeglichene Flüssigkeitsströme und ist weniger haltbar.
• Einige Ventile haben einen eingebauten Bypass-Strömungsweg, so dass keine Restflüssigkeit abgelassen oder Bypass-Leitungen zum Ansaugen verlegt werden müssen.

Einbau
Die Rohrleitungen können in verschiedenen Ausrichtungen verwendet werden, u. a. horizontal, vertikal und schräg. Bei vertikaler Verrohrung kann die Flüssigkeit sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Flussrichtung verwendet werden.

4. Kugelrückschlagventil

Das Kugelrückschlagventil ist ein Mechanismus, bei dem der Flüssigkeitsstrom S-förmig ist und die Kugel des Ventilkegels sich hebt und senkt. Die Kugel hebt und senkt sich entsprechend der Druckdifferenz und öffnet und schließt das Ventil.

Merkmale

• Der Durchflussweg ist S-förmig oder gerade und der Druckabfall ist nicht sehr hoch.
• Die Bewegung der Klappenscheibe ist ungehindert, so dass einige Fremdkörper in der Flüssigkeit toleriert werden.
• Es ist nicht wirksam bei der Verhinderung von Wasserschlägen.

Einbau
Rohrleitungen sind für horizontale und vertikale Anwendungen erhältlich; die vertikale Ausführung öffnet und schließt unter dem Eigengewicht der Kugel und kann nicht verwendet werden, wenn die Flüssigkeit von unten nach oben fließt.

5. Rückschlagventil mit Federscheibe

Das Rückschlagventil mit Federscheibe ist ein Mechanismus, bei dem der Flüssigkeitsstrom die Scheibe S-förmig umströmt und die an der Welle befestigte Scheibe sich hebt und senkt. Die Scheibe hebt sich aufgrund des Druckunterschieds und die Federkraft bewirkt das Absenken und damit das Öffnen und Schließen des Ventils.

Merkmale

• Der Strömungsweg ist S-förmig und umströmt die Klappenscheibe, was zu einem großen Druckabfall führt.
• Die Scheibe ist leicht und die Mindestdruckdifferenz zum Öffnen des Ventils und der Öffnungsdruck sind gering.
• Der Betriebsabstand zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen ist gering und das Ansprechverhalten ist ausgezeichnet.

Einbau
Die Rohrleitung kann sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ausrichtung verwendet werden. Bei vertikaler Verrohrung kann die Flüssigkeit entweder in vertikaler oder horizontaler Durchflussrichtung verwendet werden.