Kugelventile, Absperrschieber, Absperrklappen, Rückschlagventile und Kugelhähne sind heute unverzichtbare Steuerungselemente in diversen Rohrleitungssystemen. Jedes Ventil unterscheidet sich in Aussehen, Aufbau und Funktion. Kugelventile und Absperrschieber weisen jedoch einige Ähnlichkeiten im Aussehen auf und dienen beide der Rohrabsperrung. Daher verwechseln viele Laien die beiden Ventiltypen. Tatsächlich ist der Unterschied zwischen Kugelventilen und Absperrschiebern bei genauerer Betrachtung beträchtlich.
- Struktur
Bei begrenztem Installationsraum ist auf die Auswahl folgender Komponenten zu achten:
Durch den Mediendruck kann das Absperrventil mit der Dichtfläche dicht verschlossen werden, um Leckagen zu vermeiden. Beim Öffnen und Schließen berühren sich Ventilschieber und Ventilsitzdichtfläche ständig und reiben aneinander, wodurch die Dichtfläche verschleißt. Besonders im Schließzustand des Absperrventils, wenn der Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite der Rohrleitung sehr groß ist, verstärkt sich der Verschleiß der Dichtfläche.
Die Konstruktion eines Schieberventils ist komplexer als die eines Absperrventils. Optisch betrachtet ist ein Schieberventil bei gleichem Nenndurchmesser höher, während ein Absperrventil länger ist. Schieberventile werden zudem in Ausführungen mit hellem und dunklem Schaft angeboten. Absperrventile hingegen sind nicht in dieser Ausführung erhältlich.
- Arbeiten
Beim Öffnen und Schließen eines Kugelventils handelt es sich um ein Ventil mit steigender Spindel. Das heißt, das Handrad wird gedreht und führt dabei zusammen mit der Ventilspindel eine Dreh- und Hebebewegung aus. Beim Schieberventil hingegen wird das Handrad gedreht, sodass die Spindel eine Hebebewegung ausführt, wobei die Position des Handrads selbst unverändert bleibt.
Die Durchflussmengen variieren. Schieberventile müssen vollständig oder ganz geschlossen sein, während dies bei Kugelventilen nicht der Fall ist. Kugelventile haben eine festgelegte Einlass- und Auslassrichtung, Schieberventile hingegen nicht.
Darüber hinaus kennt das Schieberventil nur zwei Zustände: vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen. Der Hub des Schieberventils ist sehr groß, die Öffnungs- und Schließzeit entsprechend lang. Der Hub des Ventiltellers beim Kugelventil ist deutlich kleiner, und der Ventilteller kann zur Durchflussregulierung in einer bestimmten Position angehalten werden. Das Schieberventil dient ausschließlich der Durchflussbegrenzung und hat keine weiteren Funktionen.
- Leistung
Das Kugelventil eignet sich zur Durchflussbegrenzung und -regulierung. Der Strömungswiderstand ist relativ hoch, und das Öffnen und Schließen gestaltet sich etwas schwieriger. Da der Abstand zwischen Ventilteller und Dichtfläche jedoch gering ist, ist der Öffnungs- und Schließhub kurz.
Da das Absperrventil nur vollständig geöffnet und vollständig geschlossen werden kann, ist der Strömungswiderstand des Mediums im Ventilkörperkanal im vollständig geöffneten Zustand nahezu null, wodurch das Öffnen und Schließen des Absperrventils sehr arbeitssparend ist. Allerdings ist die Schieberplatte weit von der Dichtfläche entfernt, und die Öffnungs- und Schließzeit ist lang.
- Installation und Strömungsrichtung
Die Wirkung des Schieberventils ist in beide Richtungen gleich, und es gibt keine Vorgaben hinsichtlich der Ein- und Auslassrichtung; das Medium kann in beide Richtungen fließen. Das Kugelventil muss hingegen unbedingt gemäß der Pfeilmarkierung auf dem Ventilkörper installiert werden. Die Ein- und Auslassrichtung des Kugelventils ist klar geregelt, und in China verläuft die Durchflussrichtung des Kugelventils von oben nach unten.
Das Kugelventil hat einen niedrigen Einlass und einen hohen Auslass, und von außen sind deutlich sichtbare Rohrleitungen erkennbar, die nicht auf Phasenebene liegen. Der Schieber des Absperrschiebers verläuft horizontal. Der Hub des Absperrschiebers ist größer als der des Kugelventils.
Aus Sicht des Strömungswiderstands ist der Strömungswiderstand eines Schiebers im vollständig geöffneten Zustand gering, während der Strömungswiderstand eines Lastabsperrventils hoch ist. Der Strömungswiderstandskoeffizient eines herkömmlichen Schiebers liegt bei etwa 0,08–0,12, die Öffnungs- und Schließkraft ist gering, und das Medium kann in beide Richtungen fließen. Der Strömungswiderstand herkömmlicher Absperrventile ist 3–5 Mal höher als der von Schiebern. Beim Öffnen und Schließen ist ein Kraftaufwand erforderlich, um die Abdichtung zu gewährleisten. Der Ventilschieber eines Kugelventils berührt die Dichtfläche nur im vollständig geschlossenen Zustand, wodurch der Verschleiß der Dichtfläche sehr gering ist. Da die Hauptkraft für den Durchfluss durch den Stellantrieb des Kugelventils aufgebracht werden muss, ist auf die Einstellung des Drehmomentregelungsmechanismus zu achten.
Das Kugelventil kann auf zwei Arten eingebaut werden: Bei der einen kann das Medium von unten in den Ventilschieber einströmen. Der Vorteil dabei ist, dass die Packung im geschlossenen Zustand nicht unter Druck steht, wodurch sich ihre Lebensdauer verlängert und der Austausch der Packung unter Druck in der Rohrleitung vor dem Ventil durchgeführt werden kann. Der Nachteil besteht darin, dass das Antriebsdrehmoment des Ventils hoch ist (etwa das 1-fache des Drehmoments bei der Einbauart von oben) und die axiale Kraft auf die Ventilspindel hoch ist, wodurch diese leicht verbiegen kann.
Daher eignet sich diese Methode im Allgemeinen nur für Absperrventile mit kleinem Durchmesser (DN50 oder kleiner). Absperrventile ab DN200 werden so ausgelegt, dass das Medium von oben einströmt. (Elektrische Absperrventile nutzen üblicherweise den Eintritt des Mediums von oben.) Der Nachteil des Eintritts von oben ist genau das Gegenteil des Eintritts von unten.
- Abdichtung
Die Dichtfläche des Kugelventils ist eine kleine trapezförmige Seite des Ventilkegels (achten Sie insbesondere auf die Form des Ventilkegels). Sobald der Ventilkegel abfällt, entspricht dies dem Schließen des Ventils (bei einem großen Druckunterschied ist die Absperrung natürlich nicht absolut, aber der Umkehreffekt ist nicht schlecht). Das Schieberventil dichtet durch die Seite des Ventilkegels und die Schieberplatte ab. Die Dichtwirkung ist nicht so gut wie beim Kugelventil, und der Ventilkegel fällt im Gegensatz zum Kugelventil nicht ab.
Veröffentlichungsdatum: 01.04.2022
