Grundlagen zu Ventilen – Was Fluidsystemexperten wissen sollten

Grundlagen zu Ventilen: Grundlegende Funktionen und Arten von industriellen Ventilen

Bei der Auslegung und beim Bau industrieller Fluidsysteme müssen die richtigen Komponenten verwendet werden, um die gewünschte Funktionalität zuverlässig zu gewährleisten. Ventile spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, da sie es Bedienern ermöglichen, den Durchfluss des Systemfluids effektiv zu kontrollieren und an die Anforderungen der Anwendung anzupassen.

Die Auslegung von Fluidsystemen ist mitunter eine komplexe Angelegenheit, bei der zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden müssen. Es ist also eventuell nicht immer sofort ersichtlich, welche Ventile für Ihre Anwendung geeignet sind. Soll der Durchfluss gestartet oder gestoppt, die Durchflussrichtung geändert, oder die Durchflussrate reguliert werden? Oder soll Ihr System vor Überdruck geschützt werden?

Diese Fragen sind bei der Ventilauswahl für Ihr Fluidsystem wichtig. In diesem Blogartikel gehen wir auf unterschiedliche Arten von industriellen Ventilen ein und geben Tipps zur Auswahl der geeigneten Ventile für Ihre Anwendungen.

Sie möchten mehr über die verschiedenen Arten, die Auswahl und Fehlerbehebung bei Ventilen erfahren? In unserem Swagelok^® Grundlagenkurs zu Ventilen erfahren Sie mehr über diese Themen.
ENTDECKEN SIE UNSERE KURSE ZU VENTILEN

Sicherheit geht vor

Wenn die Best Practices für die Installation und den Betrieb nicht berücksichtigt werden, können Fluidsysteme eine Gefahr darstellen. Viele Fluidprozesse laufen unter hohen Temperaturen und Drücken ab. Zusätzlich kann es sich bei den Fluiden auch um Gefahrstoffe handeln, die bei einer Leckage zum Risiko für Bediener werden können.

Ventile sind vor allem für den sicheren Betrieb eines Fluidsystems wichtig. So können Sicherheitsabsperrventile oder Überströmventile beispielsweise dafür sorgen, dass kein Überdruck im System entsteht. Dadurch wird verhindert, dass es zu einem gefährlichen Blowout kommt.

Was ist bei der Durchflussregelung zu beachten

Die Hauptaufgabe eines Ventils besteht darin, den Durchfluss zu steuern. Als Durchfluss wird die gleichmäßige und kontinuierliche Bewegung eines Fluids durch ein System bezeichnet. Dabei bewegt sich die Flüssigkeit oder das Gas von Bereichen mit höherem Druck in Bereiche mit niedrigerem Druck. Die Durchflussrate wird normalerweise mithilfe eines Durchflussmessers gemessen und als Strecke oder Volumen pro Zeiteinheit angegeben (z. B. Meter pro Sekunde, Gallonen pro Tag, Liter pro Minute etc.).

Ventile beeinflussen die Durchflussrate basierend auf unterschiedlichen Faktoren wie dem Durchmesser ihres Endanschlusses oder dem Strömungsweg des Ventils. Um zu verstehen, wie Ventile den Durchfluss steuern, geben Hersteller in der Regel einen Durchflusskoeffizienten (K_v) für das Ventil an. Je höher der K_v, desto höher die Durchflussrate. Doch das ist nicht immer von Vorteil – je nach Ventilart und Anwendung weisen manche Ventile auch einen K_v von fast Null auf.

Ermitteln Sie mit unserem K_v-Rechner den K_v oder die Durchflusskapazität anhand der Drücke, Durchflussraten, Temperaturen oder Medien in Ihrem System.
TESTEN SIE DEN RECHNER

Arten und Funktionen von Ventilen

Die vielen aktuell erhältlichen Ventilarten erfüllen fünf Hauptfunktionen, die im Folgenden zusammen mit den gängigen Symbolen aufgeführt sind, wie sie auch in R&I-Fließdiagrammen zu finden sind.

AN/AUS. Hierbei handelt es sich um die grundlegendste Funktion eines Ventils. Auf/Zu-Ventile regeln den Fluiddurchfluss, indem sie diesen zulassen oder stoppen. Es gibt viele verschiedene Ventilarten, die diese Funktion erfüllen. Hierzu gehören beispielsweise:

• Kugelhähne
• Faltenbalgventile
• Membranventile
• Kükenhähne
• Absperrventile

Durchflussregelung. Diese Ventile regeln den Durchfluss in einem System. Die Funktionen reichen dabei von der einfachen Durchflussregelung bis hin zur Feindosierung. Nadelventile werden meist für die Durchflussregelung genutzt und können bei Bedarf ebenfalls mit einer Auf/Zu-Funktion ausgestattet werden. Die Durchflussrate wird durch der Größe der Bohrung sowie die Art und Position des Ventilkegels bestimmt. Letztere wird durch Drehen des Ventilgriffs eingestellt.

Durchflussrichtung. Diese Ventilfunktion stellt sicher, dass das Fluid in die gewünschte Richtung fließt. Darüber hinaus ermöglichen diese Ventile auch eine Änderung der Durchflussrichtung. Rückschlag- und Mehrwegkugelventile werden meist genutzt, um die Durchflussrichtung zu steuern. Für die Änderung der Durchflussrichtung nutzen die Ventile eine Auf/Zu -Funktion, sie verfügen allerdings nicht über eine Drosselfunktion.

Überdruckschutz. Diese Funktion verhindert einen Druckaufbau über einen bestimmten Grenzwert. In der Regel kommen Überströmventile und Berstscheiben für diesen Zweck zum Einsatz. Überströmventile spielen in allen druckbeaufschlagten Systemen eine sehr wichtige Rolle und bilden eine Art letzte Abwehrlinie gegen Überdruckbedingungen im System. Überströmventile können so eingestellt werden, dass sie sich automatisch bei einem bestimmten Druck öffnen. Sie dienen dem Schutz Ihrer Anlage und ermöglichen eine ununterbrochene Produktion, selbst wenn es zu einem Überdruckszenario kommt.

Überlaufkontrolle. Rohrbruchsicherungsventile verhindern eine unkontrollierte Freisetzung von Systemmedien, indem sie aktiviert werden, sobald der Durchfluss durch das Ventil einen vorab festgelegten Wert überschreitet. Wenn es stromabwärts zu einem zu einem erhöhten Durchfluss kommen, löst der Ventilkegel aus und stoppt somit weitestgehend eine unkontrollierte Freisetzung des Systemmediums.

Die richtige Auswahl treffen

Mit einem umfassenden Verständnis des Durchflusses und dessen Regelung mithilfe von unterschiedlichen Ventilarten sind Sie besser dazu in der Lage, bei Ihrer Fluidsystemauslegung die richtigen Entscheidungen zu treffen. Dieser Artikel ist jedoch nur eine Einführung. Hier finden Sie weitere Informationen zur bewährten STAMPED-Methode für die Auswahl der richtigen Ventilart.

Falls Sie mehr über die Auswahl, Identifizierung und die Fehlerbehebung im Zusammenhang mit Ventilen erfahren möchten, ist unser Swagelok^® Grundlagenkurs zu Ventilen  ein hervorragender erster Schritt. Darüber hinaus bieten wir eine Vielzahl an weiteren Kursen an. Dort lernen Sie von unseren zertifizierten Experten alles, was sie für die Auslegung und den Betrieb eines leistungsfähigen Fluidsystems benötigen. Klicken Sie auf den Link unten, um mehr über die Schulungen und ähnliche Themen zu erfahren.

Mehr über die Schulungen von Swagelok