Drucksicherheitsventil vs. Druckbegrenzungsventil
Abbildung 1: Drucksicherheitsventil (links) und Druckbegrenzungsventil (rechts)
Drucksicherheitsventile und Druckbegrenzungsventile werden leicht mit demselben Gerät verwechselt. Obwohl sie manchmal ähnliche Formen haben, unterscheiden sie sich in ihren Funktionen erheblich. Sicherheitsventile stoppen den Betrieb, bis der Systemdruck ein sicheres Niveau unterhalb der maximalen Betriebswerte erreicht. Überdruckventile dienen dazu, Druckanstiege zu kontrollieren, ohne den Betrieb des Systems zu unterbrechen. Diese Ventile stoppen das System, wenn der Druck über den eingestellten Grenzwert des Ventils ansteigt. Dieser Artikel befasst sich mit diesen beiden Arten von Ventilen, ihrer Funktionsweise und ihren Unterschieden.
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Inhaltsübersicht
- Was ist ein Sicherheitsventil?
- Was ist ein Überdruckventil?
- Unterschied zwischen einem Druckbegrenzungsventil und einem Drucksicherheitsventil
- Vergleichstabelle: Überdruckventil versus Sicherheitsventil
- FAQs
Was ist ein Sicherheitsventil?
Sicherheitsventile sind ausfallsichere Einrichtungen, die den Druckanstieg über einen bestimmten Grenzwert hinaus automatisch stoppen. Sie sind in vielen Anlagen zu finden, zum Beispiel in Kraftwerken, petrochemischen Anlagen und Kesseln. Erreicht der Druck den Sollwert, öffnet das Sicherheitsventil vollständig, bis der Druck wieder unter den Sollwert fällt.
Wenn der Druck des Mediums den Öffnungsdruck des Sicherheitsventils übersteigt, trifft das Medium auf den gesamten Schließmechanismus (d. h. auf den Kegel oder die Scheibe). Dadurch vergrößert sich die Oberfläche, gegen die das Medium strömt, wodurch die Kraft gegen den Schließmechanismus erhöht und dieser schnell geöffnet wird.
Drei typische Arten von Sicherheitsventilen sind das direkt wirkende Sicherheitsventil, das Faltenbalg-Sicherheitsventil und das pilotgesteuerte Sicherheitsventil.
- Direkt wirkend: Ein direkt wirkendes Drucksicherheitsventil hat einen federunterstützten Schließmechanismus. Die Feder ist einstellbar oder nicht einstellbar und steuert den Drucksollwert.
- Blasebalg: Das Faltenbalg-Sicherheitsventil hat einen Faltenbalg oberhalb des Ventilsitzes, der den Gegendruck verteilt und reduziert. Gegendruck ist der Druck, der sich am Ausgang des Ventils aufbaut und in das Ventil zurückfließen kann.
- Pilotgesteuert: Das pilotgesteuerte Drucksicherheitsventil verfügt über einen Piloten, der den Drucksollwert des Ventils steuert. Diese Art von Sicherheitsventil ermöglicht einen Ansprechdruck, der viel näher am Arbeitsdruck des Systems liegt.
Weitere Informationen finden Sie in unserem ausführlichen Artikel über Sicherheitsventile.
Abbildung 2: Ein Drucksicherheitsventil am Auslass eines Speisegasverdichters.
Was ist ein Überdruckventil?
Ein Druckbegrenzungsventil regelt den Systemdruck proportional. Sie schützt druckempfindliche Geräte vor Schäden, die durch Überdruck entstehen. Ein Überdruckventil beginnt zu arbeiten, bevor der Druck im System ein unsicheres Niveau erreicht. Es verlangsamt den Druckanstieg. Das Ventil ist vollständig geöffnet, wenn der Systemdruck auf den Drucksollwert des Überdruckventils ansteigt. Er verhindert, dass sich der Druck im System weiter aufbaut.
Gängige Druckbegrenzungsventile sind das direkt wirkende Druckbegrenzungsventil, das balancierte, pilotgesteuerte Druckbegrenzungsventil, das ferngesteuerte Druckbegrenzungsventil und das elektrische Druckbegrenzungsventil.
- Direkt wirkend: Ähnlich wie ein direkt wirkendes Sicherheitsventil hat das direkt wirkende Überdruckventil einen einzelnen federunterstützten Kolben, der sich öffnet, um den Systemdruck zu entlasten. Die Feder ist entweder einstellbar oder nicht einstellbar.
- Pilotgesteuert: Ein vorgesteuertes Überdruckventil ist ähnlich wie ein vorgesteuertes Sicherheitsventil. Die Differenz zwischen dem Öffnungsdruck und dem Drucksollwert ist im Vergleich zum direkt wirkenden Überdruckventil gering.
- Ferngesteuert: Ein entferntes, direktwirkendes Überdruckventil steuert den einstellbaren Drucksollwert in einem ferngesteuerten Überdruckventil. Dies wird durch die Verbindung der beiden Ventile mit einem schmalen Schlauch erreicht.
- Elektrisch Ein elektrisches Überdruckventilsystem verwendet Magnetventile, um den Durchfluss von einem Überdruckventil zu einem anderen zu ermöglichen oder zu verhindern. Mit dieser Einrichtung kann der Drucksollwert des Systems schnell geändert werden.
Weitere Informationen finden Sie in unserem ausführlichen Artikel über Überdruckventile.
Abbildung 3: Das Druckbegrenzungsventil wird an ein Umkehrosmosesystem angeschlossen, um den Druckaufbau zu begrenzen.
Unterschied zwischen einem Druckbegrenzungsventil und einem Drucksicherheitsventil
Es gibt drei Hauptunterschiede zwischen Druckbegrenzungsventilen und Drucksicherheitsventilen: Zweck, Funktionsweise und Sollwert.
Zweck
Der Zweck eines Überdruckventils ist es, den Druck in einem System innerhalb bestimmter Grenzen zu halten, um einen Überdruck zu verhindern. Sicherheitsventile haben die Aufgabe, Menschen, Umwelt und Eigentum zu schützen.
Bedienung
Wie in Abbildung 4 dargestellt, öffnen sich die Überdruckventile proportional zum Druckanstieg über den Sollwert. Das Ventil schließt sich allmählich. Die Sicherheitsventile öffnen sich sofort, wenn der Systemdruck den Sollwert erreicht.
Abbildung 4: Ein Überdruckventil (1) öffnet und schließt sich allmählich. Ein Sicherheitsventil (2) öffnet sich schnell und beginnt erst dann zu schließen, wenn der Druck ein sicheres Niveau erreicht hat.
Der Druckaufbau wird durch (Y) angezeigt, und der Hub wird durch (X) angezeigt.
Ventil vollständig geöffnet (A), Ventil vollständig geschlossen (B), Schließdruck (C), Einstellpunkt (D), maximaler Abblasedruck (E), Abblasdruck Überdruckventil (F), Abblasdruck Sicherheitsventil (G), Ansprechperiode Sicherheitsventil (H)
Sollwert
Der Sollwert (Ansprechdruck) ist der Druck, bei dem das Ventil zu öffnen beginnt. Der Sollwert wird in der Regel unterhalb der Überdruckbedingungen und oberhalb des Arbeitsdruckniveaus eingestellt. Sicherheitsventile öffnen einen kleinen Teil, bevor der Druck den Sollwert erreicht, und springen bei Erreichen des Sollwerts oder eines bestimmten Werts nach dem Sollwert auf. Die Überdruckventile öffnen sich ab dem eingestellten Wert.
Design
Einfache Sicherheitsventile und Überdruckventile sind nahezu identisch aufgebaut. Sie haben eine federunterstützte Scheibe, die auf einem Sitz ruht und das Ventil geschlossen hält, bis der Systemdruck den Einstelldruck des Ventils erreicht. Die Feder kann nicht einstellbar sein, oder sie kann einstellbar sein, um den Einstelldruck des Ventils zu verändern.
Der wichtigste Konstruktionsunterschied, der zu den Betriebsunterschieden führt, ist die Scheibe. Ein Überdruckventil hat eine einfache Scheibe, die auf dem Ventilsitz ruht, bis sich ein ausreichender Druck aufbaut, um die Federspannung zu überwinden und die Scheibe anzuheben. Ein Sicherheitsventil hat jedoch eine Lippe, auf die der Druck nicht einwirken kann, wenn das Ventil geschlossen ist. Wenn das Sicherheitsventil bricht, kann der Druck die Lippe erreichen. Da der Druck nun auf eine größere Oberfläche einwirkt, erhöht sich die Gesamtkraft auf die Scheibe. Dieser anfängliche Anstieg führt dazu, dass die Scheibe zu etwa 60 % vollständig geöffnet ist. Wenn der Druck weiter ansteigt, öffnet sich die Scheibe weiter, bis sie vollständig geöffnet ist.
Vergleichstabelle: Überdruckventil versus Sicherheitsventil
| Überdruckventil | Sicherheitsventil |
| Zweck ist die Begrenzung des Drucks auf einen bestimmten Wert | Ausfallsicherer Zweck, Schutz von Eigentum, Umwelt und Menschen |
| Öffnet sich proportional zum Druckanstieg | Beginnt vor dem eingestellten Druck zu öffnen und springt am Sollwert oder an einem definierten Punkt auf |
| Öffnet, wenn der Druck einen eingestellten Grenzwert erreicht | Beginn der Öffnung vor dem eingestellten Druckgrenzwert |
| Kann NICHT bei maximalen Überdruckwerten von 3% MAWP verwendet werden | Kann bei einem maximalen Überdruck von 3% MAWP verwendet werden |
Tabelle 1: Tabelle Druckbegrenzungsventil vs. Drucksicherheitsventil (Hinweis: MAWP ist der maximal zulässige Betriebsdruck).
Wenn Sie sich für ein Überdruckventil, ein Sicherheitsventil oder beides entscheiden müssen, lesen Sie unseren Artikel zur Auswahl und Dimensionierung von Sicherheits- und Überdruckventilen.
FAQs
Was ist ein Druck- oder Sicherheitsventil?
Ein Druckbegrenzungsventil reguliert den Druckanstieg in einem funktionierenden System. Ein Drucksicherheitsventil reduziert den Systemdruck schnell auf ein sicheres Betriebsniveau.
Sind Überdruckventile und Sicherheitsventile austauschbar?
Diese Ventile sind nicht austauschbar. Ein Drucksicherheitsventil ist eine Sicherheitseinrichtung, während ein Überdruckventil eine Regeleinrichtung ist.
