Überblick über federbelastete Rückschlagventile

Abbildung 1: Feder-Rückschlagventil

Federbelastete Rückschlagventile verhindern Rückströmung, sind relativ geräuscharm, minimieren Wasserschläge und können horizontal oder vertikal installiert werden. Dieser Typ von Rückschlagventil verfügt über eine relativ große Scheibe, die durch Federkraft geschlossen wird. Federbelastete Rückschlagventile werden gegenüber anderen Ventiltypen bevorzugt, da sie vielseitig eingebaut werden können (vertikal und horizontal), Wasserschläge minimieren und aufgrund der Federkraft eine hervorragende Abdichtung bieten.

Vorteile

• Vielseitigkeit: Mit korrekten Federeinstellungen können Feder-Rückschlagventile in jeder Ausrichtung installiert werden. Feder-Rückschlagventile funktionieren gut in vertikalen Rohrleitungen. Diese Ventile nutzen die potenzielle Energie der Feder, um das Ventil zu schließen. Daher schließt sich das Ventil unabhängig, ohne darauf zu warten, dass die Flüssigkeit zurück in die Rohrleitung strömt.
• Einfache Installation: Aufgrund ihrer Vielseitigkeit lassen sich federbelastete Rückschlagventile eher in das System einbauen, ohne Rohrkonfigurationen umgestalten zu müssen.
• Geräuschkontrolle: Falls Wasserschläge auftreten, können Feder-Rückschlagventile störende Geräusche besser dämpfen. Sie gelten als geräuscharme Rückschlagventile.
• Abdichtung: Mit Unterstützung der Feder können Rückschlagventile vollständig abdichten, ohne Rückströmung zuzulassen.

Nachteile

Federbelastete Rückschlagventile haben aufgrund der den Durchfluss blockierenden Steuerscheibe eine geringere Durchflusskapazität als Schwenk-Rückschlagventile. Schwenk-Rückschlagventile haben einen weit offenen Durchflussweg. Erfahren Sie mehr in unserem Artikel Schwenk-Rückschlagventile vs. Feder-Rückschlagventile.

Inhaltsverzeichnis

• Komponenten federbelasteter Rückschlagventile
• Wie funktioniert ein Feder-Rückschlagventil?
• Installationsrichtlinien
• Materialien
• Auswahlkriterien
• Vor- und Nachteile
• Häufig gestellte Fragen

Komponenten eines federbelasteten Rückschlagventils

Wie funktioniert ein Feder-Rückschlagventil?

Die Funktion eines federbelasteten Rückschlagventils ist unkompliziert. Unter normalen Strömungsbedingungen drückt das Medium gegen eine Scheibe (Abbildung 2, gekennzeichnet mit D) oder einen Ventilteller im Inneren des Ventils. Wenn diese Kraft die Spannung der Feder (Abbildung 2, gekennzeichnet mit B) überwindet, öffnet sich das Ventil und lässt das Medium durchfließen. Die Feder ist so kalibriert, dass sie gerade genug Kraft ausübt, um das Ventil gegen die Dichtung (Abbildung 3, gekennzeichnet mit C) zu schließen, wenn die Strömung nachlässt oder stoppt, aber nicht so viel, dass sie das Öffnen des Ventils unter normalen Strömungsbedingungen verhindert. Das Ventilgehäuse (Abbildung 2, gekennzeichnet mit A) stellt sicher, dass alle oben beschriebenen Komponenten vor Umwelteinflüssen geschützt sind.

Abbildung 2: Komponenten eines Feder-Rückschlagventils: Gehäuse (A), Feder (B), Dichtung (C) und Scheibe (D).

Öffnungsdruck

Der Öffnungsdruck ist die minimale Druckdifferenz, die erforderlich ist, um die Federkraft zu überwinden und das Rückschlagventil leicht zu öffnen. Es besteht ein technisches Gleichgewicht zwischen dem Öffnungsdruck und der Wirksamkeit der Abdichtung eines Feder-Rückschlagventils. Je höher die Federkraft, desto höher der Öffnungsdruck und desto besser die Abdichtung. Ein hoher Öffnungsdruck ist nicht immer ideal, da einige Systeme relativ niedrige Durchflussraten haben.

Druckverlust

Der Druckverlust eines federbelasteten Rückschlagventils ist die Druckreduzierung, wenn das Medium hindurchfließt. Das Medium muss um die Scheibe herumfließen, und diese Richtungsänderung verursacht den Druckverlust. Ein geringerer Druckverlust bedeutet weniger Strömungswiderstand, was das System effizienter macht. Bei einem federbelasteten Rückschlagventil reduziert eine größere Ventilgröße den Druckverlust, indem sie einen größeren Durchgang für das Medium bietet, was den Strömungswiderstand verringert. Eine niedrigere Durchflussrate reduziert den Druckverlust durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit und des Widerstands. Umgekehrt erhöht eine höhere Federspannung den Druckverlust, da mehr Druck erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen.

Symbol für Feder-Rückschlagventil

Wie in Abbildung 3 dargestellt, zeigt das Symbol für das federbelastete Rückschlagventil ein horizontales Y, das sich in Strömungsrichtung 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.

Abbildung 3: R&I-Symbol für Feder-Rückschlagventil

Installationsrichtlinien

• Ventilausrichtung und Strömungsrichtung: Stellen Sie sicher, dass das Ventil korrekt ausgerichtet ist, um den Mediendurchfluss zu ermöglichen. Typischerweise ist ein Pfeil auf dem Ventilgehäuse eingeprägt, der die Strömungsrichtung anzeigt. Bei falscher Installation des Ventils wird der ordnungsgemäße Durchfluss verhindert.
• Anschlüsse: Stellen Sie sicher, dass die Anschlüsse des Ventils ordnungsgemäß an die Rohrleitungen angepasst sind. Gängige Rohrgewinde sind NPT (in Nordamerika), BSP und metrisch. Rückschlagventile gibt es auch mit Klemmring, Schneidring, Steckverbindung und mehr. Siehe Tabelle 1 für weitere Informationen.
• Einbaulage: Federunterstützte Rückschlagventile können in jeder Ausrichtung installiert werden. Bei vertikaler Installation wird die Schwerkraft jedoch den Öffnungsdruck beeinflussen. Bei aufwärts gerichteter Installation wird die Flüssigkeitssäule über dem Rückschlagventil den Öffnungsdruck beeinflussen.

Lesen Sie unseren Artikel über Rückschlagventil-Installation für ausführlichere Informationen.

Auswahlkriterien

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

Gehäusematerial

• Edelstahl: Verträgt hohe Temperaturen bis zu 200 °C und Drücke bis zu 400 bar. Ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
• Messing: Geeignet für moderate Bedingungen, widersteht Temperaturen bis zu 180 °C und Drücken bis zu 25 bar. Häufig in Sanitär- und HVAC-Systemen verwendet.
• Messing, vernickelt: Bietet Temperaturbeständigkeit bis 130 °C und kann Drücke bis zu 20 bar standhalten.
• Rotguss: Bewältigt Temperaturen bis zu 100 °C und Drücke bis zu 20 bar. Wird in Wasserversorgungssystemen aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit eingesetzt.
• Stahl: Widersteht Temperaturen bis zu 200 °C und Drücken bis zu 400 bar. Wird in industriellen Umgebungen eingesetzt.
• Kunststoff: Kunststoff-Federrückschlagventile gibt es in verschiedenen Materialien:
  • Polypropylen: Am besten geeignet für Temperaturen bis zu 80 °C und Drücke bis zu 6 bar. Ideal für Anwendungen in der Chemie- und Wasseraufbereitung.
  • PVC (Polyvinylchlorid): PVC-Federrückschlagventile sind geeignet für Temperaturen bis zu 60 °C und Drücke um 16 bar. Häufig in Wohn- und Gewerbeinstallationen aufgrund ihrer Kosteneffizienz und chemischen Beständigkeit eingesetzt.
  • PA (Polyamid/Nylon): Kann Temperaturen bis zu 90 °C und Drücke um 6 bar bewältigen. Bekannt für seine Festigkeit und Abriebbeständigkeit, was es für industrielle Anwendungen geeignet macht.

Dichtungsmaterial

• EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer): Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hitze, Ozon und Witterung. Gute Beständigkeit gegen polare Substanzen und Dampf. Geringe Beständigkeit gegen Mineralölprodukte.
• NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk): Gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und andere Chemikalien. Moderate Temperaturbeständigkeit. Geringe Beständigkeit gegen Ozon und Witterung.
• FKM (Fluorelastomer, bekannt unter dem Markennamen Viton): Ausgezeichnete Hitze- und Chemikalienbeständigkeit. Gute Beständigkeit gegen Öle, Kraftstoffe und eine breite Palette von Chemikalien. Hohe Temperaturstabilität.
• PTFE (Teflon, Polytetrafluorethylen): Außergewöhnliche Chemikalienbeständigkeit, geringe Reibung und hohe Temperaturstabilität. Nicht reaktiv und antiadhäsiv.
• FEP (Fluorethylenpropylen): Ähnlich wie PTFE, aber mit verbesserter Flexibilität. Ausgezeichnete Chemikalienbeständigkeit und Hochtemperaturleistung. Transparent und schweißbar.

Empfohlene Medien

Im Folgenden werden verschiedene Medien und ihre kompatiblen Gehäuse- und Dichtungsmaterialien beschrieben.

• Verdünnte Säuren und Basen: Edelstahl mit FKM-Dichtung
• Starke Säuren und Basen: Edelstahl mit FKM-Dichtung
• Lösungsmittel: Messing, vernickelt mit FKM-Dichtung
• Alkohole: Messing mit NBR-Dichtung, Edelstahl mit EPDM- oder NBR-Dichtung
• Brennbare Gase: Edelstahl mit NBR- oder FKM-Dichtung
• Meerwasser: Edelstahl mit beliebigem Dichtungstyp
• Demineralisiertes Wasser: Edelstahl mit EPDM- oder FEP-Dichtung
• Luft: Messing mit NBR- oder FKM-Dichtung, Edelstahl mit beliebigem Dichtungstyp außer EPDM
• Kohlendioxid: Edelstahl mit beliebigem Dichtungstyp außer NBR
• Öl: Messing mit NBR oder FKM, Edelstahl mit NBR, FKM oder Teflon
• Kraftstoff: Messing mit FKM-Dichtung, Edelstahl mit FKM, Teflon oder FEP
• Schmiermittel: Messing mit NBR oder FKM, Edelstahl mit NBR, FKM, Teflon oder FEP
• Wasser: Messing, PP, PVC, PA oder Edelstahl mit beliebigem Dichtungstyp
• Dampf: Edelstahl mit EPDM, Teflon oder FEP, oder Rotguss mit Teflon

Maximaler Druck

Es ist erforderlich, ein Rückschlagventil mit einer ausreichend hohen Druckklasse zu wählen, um den normalen Betriebsdruck des Systems zu bewältigen. Wenn der Systemdruck den Betriebsdruck des Ventils übersteigt, kann dies zu Ventilversagen, Leckagen oder anderen Problemen führen. Federbelastete Rückschlagventile sind mit maximalen Betriebsdrücken von 4 bis 40 bar (58 bis 580 psi) erhältlich.

Temperatur

Rückschlagventile haben einen minimalen und maximalen Temperaturbereich. Es ist notwendig, das Ventil innerhalb dieses Bereichs zu halten, um Schäden am Ventil zu vermeiden. Federbelastete Rückschlagventile decken einen Bereich von -25 bis 200 °C (-13 bis 392 °F) ab.

Zulassung

Zulassungen für Rückschlagventile zeigen an, für welche Anwendungen ein Ventil die Anforderungen erfüllt. Federbelastete Rückschlagventile haben folgende Zulassungen:

• Trinkwasser: Diese Zulassung zeigt an, dass das Rückschlagventil für Trinkwasseranwendungen geeignet ist.
• NSF ANSI 61:NSF ANSI 61 ist eine weitere Trinkwasserzulassung, die in den Vereinigten Staaten verwendet wird.
• WRAS:WRAS legt Anforderungen für Wasseranwendungen im Vereinigten Königreich fest.

Kv-Wert

Der Kv-Wert oder Durchflusskoeffizient ist ein Maß für die Kapazität eines Ventils, Flüssigkeiten durchzulassen; er repräsentiert die Durchflussmenge in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) von Wasser bei einem Druckabfall von 1 bar über das Ventil. Die Wahl des richtigen Kv-Werts ist wesentlich, da ein überdimensioniertes Ventil mit einem hohen Kv-Wert zu schlechter Kontrolle und Instabilität führen kann, während ein unterdimensioniertes Ventil mit einem niedrigen Kv-Wert den Durchfluss einschränken und Druckabfälle sowie Ineffizienzen im System verursachen kann. Erfahren Sie mehr in unserem Kv-Rechner, der metrische Einheiten verwendet, oder unserem Cv-Rechner, der imperiale Einheiten verwendet.

Merkmale

• Verstärkter Stift: Ein verstärkter Stift ist darauf ausgelegt, die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Ventils zu erhöhen, indem er den beweglichen Teilen zusätzliche Festigkeit verleiht und das Risiko eines mechanischen Versagens reduziert.
• Rückflussverhinderer Typ EA: Dies ist ein Rückflussverhinderer vom Typ EA gemäß EN 1717, was bedeutet, dass er für Trinkwasser- und Warmwasserinstallationen wie Kaffee- und Verkaufsautomaten, Eismaschinen und Dampföfen geeignet ist.
• Hochbelastbar: Dies zeigt an, dass das Ventil für anspruchsvolle Bedingungen wie hohen Druck oder hohe Temperaturen konstruiert ist, was es für industrielle Anwendungen geeignet macht.
• Luftzufuhranschluss: Ein Luftzufuhranschluss ermöglicht die Integration des Ventils in Systeme, in denen Luft als Medium verwendet wird, und erleichtert den kontrollierten Luftstrom durch das Ventil.
• Hochdruck: Diese Eigenschaft bedeutet, dass das Ventil unter Hochdruckbedingungen betrieben werden kann und eine zuverlässige Leistung in Systemen mit erhöhtem Druckniveau gewährleistet.
• Strömung zum Gewinde: Das Fluid tritt von der dem Gewindeanschluss gegenüberliegenden Seite in das Ventil ein.
• Strömung vom Gewinde: Das Fluid tritt von der Seite mit dem Gewindeanschluss in das Ventil ein.
• Vakuum: Diese Eigenschaft bedeutet, dass das Ventil für den effektiven Betrieb in Systemen mit Vakuumbedingungen ausgelegt ist und Rückfluss in Niederdruckumgebungen verhindert.
• Automatische Abschaltung: Eine automatische Abschaltfunktion ermöglicht es dem Ventil, sich automatisch zu schließen, wenn der Durchfluss stoppt oder sich umkehrt, was eine zusätzliche Sicherheitsebene bietet und unerwünschten Durchfluss verhindert.

Minimale Druckdifferenz

Die minimale Druckdifferenz ist der Öffnungsdruck des Ventils. Weitere Informationen finden Sie im obigen Abschnitt zum Öffnungsdruck.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein federbelastetes Rückschlagventil?

Ein federbelastetes Rückschlagventil verfügt über eine Feder, die Druck ausübt und die Ventilscheibe abdichtet. Es ermöglicht den Mediendurchfluss in eine Richtung und verhindert Rückfluss.

Was ist der Unterschied zwischen einem Schwenk-Rückschlagventil und einem federbelasteten Rückschlagventil?

Ein Feder-Rückschlagventil verwendet eine Feder, um das Ventil zu schließen. Ein Schwenk-Rückschlagventil hat eine Klappe, die den Durchfluss ermöglicht, aber bei Stillstand in ihre Ausgangsposition zurückkehrt.

Ist ein Schwenk- oder ein Feder-Rückschlagventil besser?

Feder-Rückschlagventile sind vielseitiger als Schwenk-Rückschlagventile und haben bessere Dichtungseigenschaften.

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 Durchflussrichtung des Ventils in jede Richtung zeigen.