Ein federbelastetes Rückschlagventil verhindert den Rückfluss mithilfe einer federunterstützten Scheibe, die schließt, bevor die Strömungsrichtung tatsächlich umgekehrt wird. Dies ist der entscheidende Unterschied zu einem Schwenkrückschlagventil. Schwenkrückschlagventile warten, bis die Rückströmung einsetzt, um die Scheibe zu schließen. Federbelastete Ventile schließen hingegen, sobald die Vorwärtsströmungsgeschwindigkeit abnimmt. Diese zeitliche Verzögerung verursacht bei dem einen Ventiltyp Wasserschläge und verhindert sie beim anderen.
Was ist ein federbelastetes Rückschlagventil?
Ein federbelastetes Rückschlagventil ist ein Einwegventil, bei dem eine vorgespannte Feder den Ventilteller gegen den Ventilsitz drückt, solange kein Vorwärtsfluss vorhanden ist. Der Vorwärtsdruck überwindet die Federkraft und öffnet das Ventil. Sinkt der Vorwärtsfluss unter den Öffnungsdruck, drückt die Feder den Ventilteller zurück auf den Ventilsitz, bevor ein Rückfluss entstehen kann.
Der Öffnungsdruck ist der minimale Vordruck, der erforderlich ist, um das Ventil gegen die Federkraft zu öffnen. In den meisten industriellen Anwendungen liegt er zwischen 0,5 und 5 PSI. Ein niedrigerer Öffnungsdruck eignet sich für Systeme mit geringem Durchfluss. Ein höherer Öffnungsdruck ist geeignet für Systeme, in denen ein signifikanter Gegendruck auftritt und ein absolut dichtes Absperren bei nahezu null Vorwärtsdurchfluss zwingend erforderlich ist.
Wie der Federmechanismus funktioniert
Eine Feder sitzt zwischen der Scheibe und dem nachgeschalteten Ventilkörper. In geschlossener Position hält die Feder die Scheibe gegen den Ventilsitz. Steigt der Vorwärtsdruck über den Öffnungsdruck, hebt sich die Scheibe, und das Fluid strömt durch den Spalt um sie herum. Stoppt die Pumpe oder sinkt der Vorwärtsdruck, beginnt die Feder, die Scheibe zu schließen, bevor sich die Strömungsrichtung umkehrt.
Genau das ist der Punkt. Die Feder schließt vor der Strömungsumkehr, nicht aufgrund dieser. Eine Schwingrückschlagklappe bleibt so lange geöffnet, bis die Rückströmung sie physisch schließt. Zu diesem Zeitpunkt baut sich bereits ein Druckstoß auf. Die federbelastete Klappe schließt sich bereits, während die Vorwärtsströmung noch abbremst. Der Druckstoß hat daher keine Chance, sich zu entwickeln.
Die Federrate ist entscheidend. Eine steifere Feder schließt schneller, was zu einem höheren Öffnungsdruck, größerem Strömungswiderstand und einem höheren Druckverlust führt. Eine weichere Feder schließt langsamer, was einen geringeren Öffnungsdruck und einen geringeren Druckverlust zur Folge hat. Die optimale Federrate hängt von der Strömungsgeschwindigkeit, dem akzeptablen Druckverlust und dem tolerierbaren Druckschlagrisiko des Systems ab.
Federbelastetes Rückschlagventil vs. Schwenkbares Rückschlagventil: Rückschlagventil ohne Schlagmechanismus vs. Federbelastetes Rückschlagventil
Nicht-Slam Der Vergleich zwischen einem Rückschlagventil und einem Federrückschlagventil ist das Vergleichskriterium, auf das Ingenieure zurückgreifen, wenn sie sich zwischen den beiden Bauarten für eine bestimmte Anwendung entscheiden.
Die nachstehende Tabelle zeigt, wo jeder Typ im Hinblick auf die Faktoren, die die Auswahlentscheidung beeinflussen, einzuordnen ist.
| Faktor | Federbelastetes Rückschlagventil | Schwingrückschlagventil |
| Schließmechanismus | Federunterstützt, schließt vor der Umkehrung | Schwerkraft- und Rückströmungsabhängig |
| Risiko durch Wasserschlag | Niedrig | Höher, die Scheibe schlägt bei umgekehrter Strömung auf |
| Druckabfall | Höher aufgrund des Federwiderstands | Niedrigerer, ungehinderter Strömungsweg |
| Installationsausrichtung | Jede Ausrichtung | Nur horizontal oder nur bestimmte vertikale |
| Wartung | Regelmäßige Frühjahrsinspektion erforderlich | Einfacher, weniger Komponenten |
| Am besten geeignet für | Pumpenausstoß, vertikale Leitungen, pulsierender Durchfluss | Horizontale Hochdurchflussanlage mit geringem Hammerrisiko |
Die Federkonstruktion reduziert den Wasserschlag in den meisten Anwendungen deutlich. Eine vollständige Beseitigung hängt von Systemfaktoren ab, die über das Ventil hinausgehen. Rohrlänge, Strömungsgeschwindigkeit und Pumpenabschaltrate spielen dabei eine Rolle. Das Ventil schließt die Scheibe proaktiv. Ob dies ausreicht, hängt von der Systemauslegung ab.
Lärm- und Wasserschlagreduzierung
Wasserschlag ist der Druckstoß, der entsteht, wenn eine Flüssigkeitssäule plötzlich stoppt oder ihre Fließrichtung umkehrt. Das Rückschlagventil bleibt so lange geöffnet, bis sich die Fließrichtung umkehrt. Dann schlägt es schlagartig zu. Dieser Schlag erzeugt eine Druckwelle, die sich als Geräusch und mechanische Belastung durch die Rohrleitung ausbreitet und alle Verbindungsstücke und Armaturen im System beansprucht.
Die Dämpfung von Wasserschlägen ist der Grund, warum federbelastete Konstruktionen an Pumpendruckleitungen, Steigleitungen und in Systemen mit häufigen Pumpenstart- und -stoppzyklen eingesetzt werden. In der HLK- und Gebäudetechnik, wo sich Geräusche über Rohrleitungen in genutzte Räume ausbreiten, kann der Unterschied zwischen einem lauten Knall und einem geräuschlosen Schließen zu Betriebsstörungen führen.
Worin besteht der Unterschied zwischen einem geräuschlosen Rückschlagventil und einem Standard-Schwingrückschlagventil?
Ein geräuscharmes Rückschlagventil nutzt eine Federunterstützung, um die Scheibe zu schließen, bevor der Durchfluss umkehrt. Ein herkömmliches Schwenkrückschlagventil hingegen nutzt die Schwerkraft und den Gegendruck, um die Scheibe zu schließen. Das geräuscharme Rückschlagventil eliminiert das Zuschlagen der Scheibe und den damit verbundenen Druckstoß. Die Schwenkkonstruktion ist einfacher und weist einen geringeren Druckverlust auf, erzeugt jedoch beim Schließen Geräusche und Wasserschläge. Für Systeme, bei denen sowohl Geräusche als auch Wasserschläge problematisch sind, ist die federbelastete Ausführung die richtige Wahl.
Anwendungen
Federbelastete Rückschlagventile kommen überall dort zum Einsatz, wo gleichzeitig die Verhinderung von Strömungsumkehr und die Kontrolle von Wasserschlägen erforderlich sind.
Die Hauptanwendung liegt in den Druckleitungen der Pumpe. Jedes Mal, wenn eine Kreiselpumpe stoppt, verlangsamt sich die Fördersäule und versucht, durch das Laufrad zurückzufließen. Ein federbelasteter Verschluss verhindert dies von vornherein. Er schützt die Pumpe vor Rückwärtsdrehung und die Rohrleitungen vor Druckstößen.
Vertikale Rohrleitungen benötigen eine Federunterstützung, da Schwingrückschlagventile auf Schwerkraft basieren und bei vertikaler Abwärtsströmung nicht korrekt funktionieren. Die Feder sorgt unabhängig von der Ausrichtung für die Schließkraft, weshalb federbelastete Ausführungen Standard für vertikale Steigleitungen sind.
In den Kaltwasser- und Heizwasserkreisläufen der Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlage werden geräuschlose Rückschlagventile verwendet, um einen Thermosiphonfluss zu verhindern, wenn die Pumpen abgeschaltet sind, und um Geräusche in Gebäuden zu vermeiden, in denen der Geräuschpegel der mechanischen Anlage ein häufiges Problem im Betrieb darstellt.
Chemische Einspritzsysteme verwenden federbelastete Kolbenrückschlagventile, um zu verhindern, dass Prozessflüssigkeit in die Dosierpumpenleitungen gelangt. Der Öffnungsdruck definiert einen Schwellenwert, unterhalb dessen das Ventil unabhängig von Druckschwankungen im nachgelagerten System geschlossen bleibt.
CTGV-Hersteller Volldurchlass-Schwenkrückschlagventile Und Rückschlagventile aus Edelstahl Gefertigt nach API 6D, API 594 und ASME B16.34. Für Systeme, die eine federunterstützte Schließfunktion benötigen, bietet CTGV eine Reihe von Hubrückschlagventilen mit geführter Scheibenschließung und wahlweise Metall-auf-Metall- oder Weichdichtung für die ANSI-Klassen 150 bis 4500. Kontaktieren Sie uns und erhalten Sie innerhalb von 2 Stunden eine technische Empfehlung.
Druckklasse: KLASSE 150-KLASSE 2500 (PN10-PN420)
Häufig gestellte Fragen
Wozu dient ein federbelastetes Rückschlagventil?
Verhindert Rückfluss in Pumpendruckleitungen, vertikalen Rohrleitungen, HLK-Kreisläufen und Chemikalieneinspritzsystemen. Die Feder schließt die Scheibe, bevor sich die Strömung umkehrt, und schützt so die Pumpen vor Rückwärtsdrehung und verhindert Wasserschläge, die bei schwingenden Rückschlagventilen auftreten würden.
Wie funktioniert ein federbelastetes Ventil?
Der Vorwärtsdruck überwindet die Federkraft und öffnet die Scheibe. Sinkt der Vorwärtsstrom unter den Öffnungsdruck, schließt die Feder die Scheibe, bevor ein Rückstrom entsteht. Das Schließen erfolgt vor der Umkehrung, nicht aufgrund dieser. Dieser zeitliche Unterschied verhindert den Druckstoß.
Wann sollte man ein Rückschlagventil verwenden?
Verwenden Sie ein Rückschlagventil immer dann, wenn Rückfluss die Ausrüstung beschädigen, das vorgelagerte Medium verunreinigen oder eine Sicherheitsgefährdung darstellen würde. Häufige Ursachen hierfür sind Pumpendruckleitungen, vertikale Steigleitungen, Systeme mit mehreren Druckzonen und überall dort, wo Rückfluss zu Wasserschlägen oder einer Umkehr der Pumpendrehung führt.
Was ist der häufigste Anwendungsbereich eines federbelasteten Ventils?
Pumpenauslassschutz. Die Feder schließt die Scheibe beim Abbremsen der Pumpe und verhindert so einen Rückfluss durch das Laufrad sowie den Druckstoß, der entsteht, wenn eine Schwingrückschlagklappe gegen eine rückwärts fließende Flüssigkeitssäule schlägt.
