Überblick über federbelastete Rückschlagventile

Federbelastete Rückschlagventile verhindern Rückfluss und gewährleisten einen unidirektionalen Fluss. Diese Ventile zeichnen sich durch ihren einfachen, aber effektiven Mechanismus und ihre Vielseitigkeit aus und können in jeder Ausrichtung installiert werden. Sie sind mit verschiedenen Anschlüssen erhältlich, um unterschiedlichen Anwendungen gerecht zu werden. Sie werden häufig in HVAC-Systemen, Sprinkleranlagen und Tauchpumpen eingesetzt, wo die Rückflussverhinderung entscheidend ist. Trotz ihrer höheren Kosten im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen machen ihre Zuverlässigkeit und Geräuschkontrollfähigkeiten sie zu einer bevorzugten Wahl in vielen risikoarmen Anwendungen.

Inhaltsverzeichnis

• Komponenten eines Feder-Rückschlagventils
• Wie funktioniert ein Feder-Rückschlagventil?
• Installationsrichtlinien
• Materialien
• Auswahlkriterien
• Vor- und Nachteile
• Anwendungen
• FAQs

Komponenten eines Feder-Rückschlagventils

Das Gehäuse eines Feder-Rückschlagventils (Abbildung 2, gekennzeichnet mit A) schützt die inneren Komponenten vor der Umgebung. Die Scheibe (Abbildung 2, gekennzeichnet mit B) öffnet und schließt sich, um den Durchfluss durch das Ventil zu ermöglichen oder zu verhindern. Die Feder (Abbildung 3, gekennzeichnet mit C) steuert den Öffnungsdruck des Ventils und schließt es. Schließlich hält die Führung (Abbildung 2, gekennzeichnet mit D) die Scheibe richtig ausgerichtet, um eine vollständige Abdichtung im geschlossenen Zustand zu gewährleisten.

Wie funktioniert ein Feder-Rückschlagventil?

Die Funktion eines federbelasteten Rückschlagventils ist unkompliziert. Unter normalen Fließbedingungen drückt das Fluid gegen eine Scheibe oder einen Ventilteller im Inneren des Ventils. Diese Kraft überwindet die Spannung der Feder, wodurch sich das Ventil öffnet und das Fluid durchfließen kann. Die Feder ist so kalibriert, dass sie gerade genug Kraft aufbringt, um das Ventil zu schließen, wenn der Fluss stoppt, aber nicht so viel, dass sie das Öffnen des Ventils unter normalen Fließbedingungen verhindert. Die Spannung der Feder kann oft angepasst werden, um verschiedenen Anwendungen gerecht zu werden.

Der Mindestdruck, der erforderlich ist, um die Federkraft zu überwinden und das Ventil zu öffnen, wird als Öffnungsdruck bezeichnet und ist ein kritischer Parameter bei der Ventilkonstruktion und -anwendung. Wenn der Flüssigkeitsstrom stoppt oder versucht umzukehren, drückt die Feder die Scheibe oder den Ventilteller zurück in ihren Sitz, schließt das Ventil und verhindert jeglichen Rückfluss der Flüssigkeit.

Druckabfall

Der Druckabfall eines federbelasteten Rückschlagventils ist die Druckreduzierung, wenn Fluid hindurchfließt. Ein geringerer Abfall bedeutet weniger Strömungswiderstand, was das System effizienter macht. In einem federbelasteten Rückschlagventil reduziert eine größere Ventilbaugröße den Druckabfall, indem sie einen größeren Durchgang für das Fluid bietet, was den Strömungswiderstand verringert, während eine niedrigere Durchflussrate den Druckabfall reduziert, indem sie die Fluidgeschwindigkeit und den Widerstand verringert. Umgekehrt erhöht eine höhere Federspannung den Druckabfall, da mehr Druck erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen.

Symbol für Feder-Rückschlagventil

Wie in Abbildung 3 zu sehen, hat das Symbol des federbelasteten Rückschlagventils ein horizontales Y, das sich in Flussrichtung öffnet. Gegenüber dem horizontalen Y befindet sich eine horizontale Linie mit einer Zickzacklinie, die sie durchquert. Diese Zickzacklinie repräsentiert die Feder, und der Kreis zeigt an, dass das Rückschlagventil federunterstützt ist.

Installationsrichtlinien

Berücksichtigen Sie bei der Installation eines federunterstützten Rückschlagventils die Ausrichtung und die Anschlüsse des Ventils. Erstens muss das Ventil in der richtigen Richtung installiert werden, damit das Medium hindurchfließen kann. Typischerweise ist ein Pfeil auf dem Ventilgehäuse eingeprägt, um die Flussrichtung des Ventils anzuzeigen.

Ein Hauptvorteil von Feder-Rückschlagventilen ist, dass sie in jeder Ausrichtung installiert werden können. Das bedeutet, dass die vertikale Installation eines Feder-Rückschlagventils möglich ist, unabhängig davon, ob die Flussrichtung nach unten oder oben zeigt, da die Feder das Ventil gegen die Schwerkraft geschlossen halten kann.

Anschlusstypen

Spezifische Anwendungen erfordern bestimmte Anschlüsse. Feder-Rückschlagventile sind sehr vielseitig und haben viele verschiedene Arten von Anschlüssen (siehe Tabelle 1).

Tabelle 1: Anschlüsse und ihre Installationsrichtlinien

Materialien

Das geeignete Material für ein Feder-Rückschlagventil hängt vom Medium, der Temperatur und dem Druck des Systems ab. Weitere Informationen über die chemische Beständigkeit von Materialien finden Sie in unserem Leitfaden zur chemischen Beständigkeit.

Ventilkörper

• Edelstahl: Hält hohen Temperaturen bis zu 815°C (1500°F) und Drücken über 138 bar (2000 psi) stand. Ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
• Messing: Geeignet für moderate Bedingungen, hält Temperaturen bis zu 204°C (400°F) und Drücken um 41 bar (600 psi) stand. Häufig in Sanitär- und HVAC-Systemen verwendet.
• Messing, vernickelt: Bietet ähnliche Temperatur- und Druckwerte wie normales Messing, aber mit verbesserter Korrosionsbeständigkeit.
• Rotguss: Bewältigt Temperaturen bis zu 260°C (500°F) und Drücke um 41 bar (600 psi). Wird in Wasserversorgungssystemen wegen seiner Korrosionsbeständigkeit eingesetzt.
• Polypropylen (PP): Am besten für niedrigere Temperaturen bis zu 82°C (180°F) und Drücke bis zu 10 bar (150 psi) geeignet. Ideal für chemische und Wasseraufbereitungsanwendungen.
• Stahl: Hält hohen Drücken über 207 bar (3000 psi) und Temperaturen bis zu 427°C (800°F) stand. Wird in industriellen Umgebungen eingesetzt.
• Kunststoff: Feder-Rückschlagventile aus Kunststoff gibt es in verschiedenen Materialien:
  • Polypropylen: Am besten für niedrigere Temperaturen bis zu 82°C (180°F) und Drücke bis zu 10 bar (150 psi) geeignet. Ideal für chemische und Wasseraufbereitungsanwendungen.
  • PVC (Polyvinylchlorid): PVC-Feder-Rückschlagventile sind für Temperaturen bis zu 60°C (140°F) und Drücke um 10 bar (150 psi) geeignet. Häufig in Wohn- und Gewerbeinstallationen aufgrund ihrer Kosteneffizienz und chemischen Beständigkeit verwendet.
  • PA (Polyamid/Nylon): Kann Temperaturen bis zu 120°C (248°F) und Drücke um 20 bar (290 psi) bewältigen. Bekannt für seine Festigkeit und Abriebbeständigkeit, was es für industrielle Anwendungen geeignet macht.

Ventildichtung

• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer): Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hitze, Ozon und Witterung. Gute Beständigkeit gegen polare Substanzen und Dampf. Geringe Beständigkeit gegen Flüssigkeiten auf Erdölbasis.
• NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk): Gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und andere Chemikalien. Mäßige Temperaturbeständigkeit. Geringe Beständigkeit gegen Ozon und Witterung.
• FKM (Fluorelastomer, bekannt unter dem Markennamen Viton): Ausgezeichnete Hitze- und chemische Beständigkeit. Gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und eine breite Palette von Chemikalien. Hohe Temperaturstabilität.
• PTFE (Teflon, Polytetrafluorethylen): Außergewöhnliche chemische Beständigkeit, geringe Reibung und hohe Temperaturstabilität. Nicht reaktiv und antihaftend.
• FEP (Fluorethylenpropylen): Ähnlich wie PTFE, aber mit verbesserter Flexibilität. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit und Hochtemperaturleistung. Transparent und schweißbar.
• Metall: Hohe Festigkeit, Haltbarkeit und Temperaturbeständigkeit. Kann aus verschiedenen Metallen wie Edelstahl, Kupfer und Aluminium hergestellt werden.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl des am besten geeigneten Feder-Rückschlagventils für eine Anwendung sind mehrere Variablen zu berücksichtigen:

• Medium: Wählen Sie ein Feder-Rückschlagventil aus dem Material, das am besten zu den Eigenschaften des Mediums und zum Budget passt.
• Systemtemperatur: Die Temperatur ist ein kritischer Faktor bei der Verwendung von PVC-Rückschlagventilen. Bei Metall-Rückschlagventilen sollte man sich auf die Temperaturbegrenzungen der Gummidichtung konzentrieren.
• Systemdruck: Stellen Sie sicher, dass der Systemdruck den Öffnungsdruck des Ventils überwindet und es vollständig öffnen kann.
• Schließgeschwindigkeit: Die Einstellung der Feder beeinflusst, wie schnell sich das Ventil schließt. Wenn sich das Ventil zu schnell schließt, kann Wasserschlag auftreten.

Vor- und Nachteile

Vorteile

• Vielseitigkeit: Mit den richtigen Federeinstellungen können Feder-Rückschlagventile in jeder Ausrichtung installiert werden. Feder-Rückschlagventile funktionieren gut in vertikalen Rohrleitungen. Diese Ventile sind von der potenziellen Energie der Feder abhängig, um das Ventil zu schließen. Daher schließt sich das Ventil unabhängig, ohne darauf zu warten, dass die Flüssigkeit sich ihren Weg zurück in die Rohrleitung bahnt.
• Einfache Installation: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit passen Feder-Rückschlagventile eher in das System, ohne dass Rohrkonfigurationen umgestellt werden müssen.
• Geräuschkontrolle: Wenn Wasserschlag auftritt, können Feder-Rückschlagventile störende Geräusche besser dämpfen. Sie gelten als geräuscharme Rückschlagventile.
• Abdichtung: Mit Unterstützung der Feder können Rückschlagventile ohne Rückfluss vollständig abdichten.

Nachteile

Feder-Rückschlagventile sind in der Regel teurer als andere Rückschlagventile (z.B. Rückschlagklappen) und haben eine geringere Durchflusskapazität. Erfahren Sie mehr in unserem Artikel Rückschlagklappen vs. Feder-Rückschlagventile.

Anwendungen

Feder-Rückschlagventile eignen sich für risikoarme Anwendungen, die keinen Rückfluss erfordern. Zum Beispiel:

• HVAC-Systeme
• Sprinklersysteme
• Tauchpumpen

Hochrisikoanwendungen, die keinen Rückfluss erfordern, zum Beispiel Trinkwassersysteme, die an öffentliche Wasserquellen angeschlossen sind, erfordern Rückflussverhinderer.

FAQs

Was ist ein Feder-Rückschlagventil?

Ein Feder-Rückschlagventil hat eine Feder, die Druck ausübt und die Scheibe des Ventils abdichtet. Es erlaubt den Medienfluss in eine Richtung und verhindert den Rückfluss.

Was ist der Unterschied zwischen einer Rückschlagklappe und einem Feder-Rückschlagventil?

Ein Feder-Rückschlagventil verwendet eine Feder, um das Ventil zu schließen. Eine Rückschlagklappe hat eine Klappe, die den Durchfluss ermöglicht, aber in ihre Ausgangsposition zurückkehrt, wenn er stoppt.

Wie viel Druck wird benötigt, um ein Feder-Rückschlagventil zu öffnen?

Es braucht 0,07 bis 0,3 bar, um den Öffnungsdruck des Ventils zu überwinden.

Ist eine Rückschlagklappe oder ein Feder-Rückschlagventil besser?

Feder-Rückschlagventile sind vielseitiger als Rückschlagklappen und haben bessere Dichtungseigenschaften. Allerdings sind Feder-Rückschlagventile teurer als Rückschlagklappen.

Kann ein Feder-Rückschlagventil horizontal installiert werden?

Ja, ein Feder-Rückschlagventil kann sowohl horizontal als auch vertikal installiert werden. Mit den richtigen Federeigenschaften kann die Flussrichtung des Ventils in jede Richtung zeigen.