Überdruckventile - Ein umfassender Leitfaden

Ein Überdruckventil lässt Gas oder Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitssystem ab, wenn der Druck einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, um mögliche Schäden zu verhindern. Es verwendet typischerweise einen federbelasteten Mechanismus, der das Ventil öffnet, wenn der Eingangsdruck den Sollwert überschreitet; dies ermöglicht die Ableitung des Überdrucks, bis er auf ein sicheres Niveau zurückkehrt. Diese Ventile sind in Kesselsystemen, Warmwasserbereitern, chemischen Anlagen, Kernreaktoren und hydraulischen Systemen unerlässlich. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über Überdruckventile, einschließlich ihrer Bauform, Funktionsprinzipien, Anwendungen und Installationsverfahren.

Inhaltsverzeichnis

• Wie funktioniert ein Überdruckventil?
• Wie stellt man ein Überdruckventil ein?
• Symbol für Überdruckventile
• Anwendungen von Überdruckventilen
• Unterschiede zwischen Überdruckventilen und Sicherheitsventilen
• Auswahlkriterien
• Installation von Überdruckventilen
• FAQs

Wie funktioniert ein Überdruckventil?

Ein direkt wirkendes Überdruckventil (Abbildung 2) hat einen Einlass, einen Auslass und einen Durchflusssteuermechanismus (z.B. Ventilteller), der von einer einstellbaren Feder unterstützt wird. Diese Ventile haben zwei Bauformen zur Einstellung der Feder: extern und intern.

• Extern: Eine externe Bauform ermöglicht die Einstellung der Feder mit einem Knopf oder Griff, der außen am Ventil angebracht ist.
• Intern: Eine interne Bauform hat eine Mutter oder Schraube innerhalb des Ventilgehäuses, die in beide Richtungen gedreht werden kann, um die Feder zu lockern oder zu straffen. Die interne Bauform erfordert eine teilweise Demontage des Ventils, um die Federspannung einzustellen.

Ein direkt wirkendes Überdruckventil begrenzt den Druckanstieg in einem System über einen festgelegten Grenzwert. Die Feder des Ventils (Abbildung 2, gekennzeichnet mit A) bestimmt den Grenzwert. Wenn der Druck des Systemmediums nicht hoch genug ist, öffnet sich der Öffnungsmechanismus des Ventils nicht (Abbildung 2, gekennzeichnet mit B).

Der Öffnungsmechanismus aktiviert sich, wenn der Mediendruck den Ansprechdruck des Ventils erreicht; das Ventil leitet dann das Medium in die Atmosphäre ab und verlangsamt so den Druckaufbau im System.

Wenn schließlich der Systemdruck den eingestellten Druckgrenzwert des Ventils erreicht, ist das Ventil vollständig geöffnet und das gesamte Medium wird durch das Ventil abgeleitet. Dies stoppt den Betrieb aller nachgeschalteten Komponenten, bis der Druck so weit absinkt, dass sich das Ventil wieder zu schließen beginnt.

Wie stellt man ein Überdruckventil ein?

Um die Druckeinstellung eines einstellbaren Überdruckventils zu ändern, lokalisieren Sie zunächst den Einstellmechanismus, der eine Schraube oder ein Knopf sein kann. Verwenden Sie einen Inbusschlüssel der passenden Größe, um die Einstellschraube zu drehen. Rechtslauf erhöht in der Regel die Druckeinstellung, während Linkslauf sie verringert. Stellen Sie sicher, dass das System vollständig drucklos ist, bevor Sie es modifizieren, um Verletzungen oder Geräteschäden zu vermeiden.

Ein einstellbarer Druckbereich von 2-8 bar bedeutet beispielsweise, dass das Ventil so eingestellt werden kann, dass es den Druck zwischen 2 und 8 bar ablässt. Drehen Sie die Schraube innerhalb dieses Bereichs, um den gewünschten Einstelldruck zu erreichen.

Symbol für Überdruckventile

Das Symbol für ein fest eingestelltes Überdruckventil (Abbildung 3 oben) zeigt ein quadratisches Kästchen mit "P" und "R" und einer Zickzacklinie, was auf ein Gerät hinweist, das bei einem werkseitig eingestellten Druck aktiviert wird, um Überdruck zu verhindern. Das Symbol für ein einstellbares Überdruckventil (Abbildung 3 unten) enthält einen Pfeil durch die Zickzacklinie, was darauf hinweist, dass Bediener den Aktivierungsdruck an sich ändernde Prozessanforderungen anpassen können.

Anwendungen von Überdruckventilen

Vermeidung von Kavitation

Kavitation tritt auf, wenn der Druck in einer Flüssigkeit schnell unter den Dampfdruck fällt. Wenn eine Kreiselpumpe gegen ein geschlossenes System pumpt, muss der Überdruck innerhalb des Pumpengehäuses abgeleitet werden. Dies verursacht Bereiche mit niedrigem Druck, die möglicherweise Kavitation verursachen können.

Indem sich Überdruckventile proportional zum Druckanstieg öffnen, umgehen sie das Gehäuse. Dies leitet den Überdruck langsam ab. Durch die Vermeidung von Kavitation erhöht sich die Lebensdauer der Pumpe. Erfahren Sie mehr in unseren Leitfäden zu Kavitation und Flashing und Kavitation in Pumpen, Ventilen und Rohren.

Kühl-/Heizkreisläufe

Die Durchflüsse können bei intermittierenden Lasten oder während des Anfahrens oder Abschaltens erheblich variieren. Reaktionen von angeschlossenen Kesseln oder Reaktoren können dazu führen, dass der Druck unverhältnismäßig zum Eingang steigt oder fällt, der von benutzergesteuerten Geräten (z.B. Pumpen und Wärmetauschern) erzeugt wird. Überdruckventile helfen, unerwartete Druckänderungen in Heizkreisläufen zu vermeiden.

Systeme mit empfindlichen Geräten

Ebenso kann übermäßiger Druck Geräte in pneumatischen Systemen mit mehreren Komponenten beschädigen. Ein Überdruckventil kann vorzeitigen Geräteausfall vermeiden und Teil eines vorbeugenden Wartungsplans sein.

Unterschiede zwischen Überdruckventilen und Sicherheitsventilen

Überdruckventile öffnen sich allmählich und halten Flüssigkeitssysteme während des normalen Betriebs im Gleichgewicht. Sie sind Teil des Systembetriebs. Sicherheitsventile öffnen sich dagegen vollständig, wenn es nötig ist, um Systemausfälle zu verhindern, indem sie überschüssigen Druck ablassen. Sie lassen weiterhin Druck in die Atmosphäre ab, bis es sicher ist, auch wenn er unter den Schwellenwert fällt.

Die Art und Weise, wie diese Ventile mit Druck umgehen, ist unterschiedlich. Überdruckventile schließen sich schnell nach dem Öffnen. Sie schließen sich nahe dem Einstelldruck. Sicherheitsventile schließen sich weiter vom Einstelldruck entfernt und haben einen langsamen Aufbau, bevor sie sich vollständig öffnen.

Lesen Sie unseren Artikel über die Unterschiede zwischen Sicherheitsventilen und Überdruckventilen, um mehr zu erfahren.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl eines Überdruckventils sollten Sie die folgenden Kriterien berücksichtigen. Lesen Sie unseren Leitfaden zur Auswahl von Überdruckventilen und Sicherheitsventilen für weitere Informationen.

• Einstelldruck: Der Einstelldruck ist der Punkt, an dem sich das Überdruckventil öffnet. Wählen Sie ein Ventil mit einem Einstelldruckbereich, der den Betriebsbedingungen des Systems entspricht. Ein zu niedriger Einstelldruck kann zu vorzeitigem Öffnen führen, während ein zu hoher Einstelldruck das Risiko von Überdruck birgt. Ein einstellbares Ventil ist vorteilhaft, wenn der gewünschte Einstelldruck unbekannt ist oder sich während der Lebensdauer des Ventils möglicherweise ändert.
• Gehäuse- und Dichtungsmaterialien: Stellen Sie sicher, dass die Ventilkomponenten mit dem Medium kompatibel sind.
  • Häufige Gehäusematerialien sind Messing und Edelstahl. Messing eignet sich für den allgemeinen Gebrauch und bietet gute Korrosionsbeständigkeit. Edelstahl ist ideal für raue Umgebungen und bietet überlegene Korrosions- und Temperaturbeständigkeit.
  • Das Dichtungsmaterial kann FKM oder Teflon sein. FKM bietet eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und eignet sich für Hochtemperaturanwendungen mit Ölen und Lösungsmitteln, ist jedoch nicht beständig gegen Methanol, heißes Wasser oder Dampf. PTFE (Teflon) ist hochbeständig gegen fast alle Flüssigkeiten, ist aber nicht flexibel.
• Abblasmenge: Die Abblasmenge ist das Volumen, das das Ventil pro Stunde ableiten kann. Stellen Sie sicher, dass die Kapazität möglichen Überdruckszenarien entspricht. Eine unzureichende Kapazität kann den Druck möglicherweise nicht schnell genug abbauen, während eine übermäßige Kapazität zu unnötiger Ableitung führen kann.

Installation von Überdruckventilen

Überdruckventile funktionieren am besten stromabwärts von Hochdruckzonen in einem System. Eine häufige Anwendung ist die Installation eines Ventils in der Nähe des Pumpenauslasses. Lesen Sie unseren Leitfaden zur Installation von Überdruckventilen und Sicherheitsventilen für weitere Informationen.

FAQs

Was ist ein Überdruckventil?

Ein Überdruckventil begrenzt oder kontrolliert den Druck in einem System. Es öffnet sich automatisch bei einem eingestellten Druck und sorgt für eine proportionale und langsame Entlastung.

Reduziert ein Überdruckventil den Durchfluss?

Ja, aber dies tritt nur auf, wenn der Druck den eingestellten Wert überschreitet. Während des normalen Betriebs sollten die Drücke den eingestellten Wert nicht überschreiten, und das Ventil sollte geschlossen bleiben.

Worauf müssen Sie bei der Auswahl eines Überdruckventils achten?

Maximaler Durchfluss, maximaler Druck und die Art des Mediums. Korrosive Medien können andere Dichtungen, Membranen oder Gehäuse erfordern. Stellen Sie sicher, dass das Ventil die für Ihre Anwendung erforderlichen Zulassungen hat.

Können Überdruckventile Wasserschläge verhindern?

Ja, bestimmte Modelle können das. Um Wasserschläge vollständig zu vermeiden, verwenden Sie ein spezielles Modell, das sowohl den hohen Durchfluss als auch die Differenzdrücke bewältigen kann, die bei einem Wasserschlag üblich sind.

Was ist ein Überdruckventil in einem Warmwasserbereiter?

Ein Überdruckventil in einem Warmwasserbereiter ist eine Sicherheitsvorrichtung, die überschüssigen Druck ablässt, um Tankschäden oder Explosionen zu verhindern, wenn Druck oder Temperatur sichere Grenzen überschreiten.

Wann sollte ein Überdruckventil ersetzt werden?

Ersetzen Sie ein Überdruckventil, wenn es undicht ist, Korrosion oder Schäden aufweist, sich nicht beim eingestellten Druck öffnet oder basierend auf Herstellerrichtlinien und Bedingungen älter als 3-5 Jahre ist.