Auswahl stoßfreier Rückschlagventile für Pump-Druckleitungen
Federbelastete und Düsentyp-Rückschlagventile verhindern Rückfluss-Aufschlag an Druckleitungen. Die Wahl der richtigen Geometrie nach Durchmesser und Systemdruckhöhe macht den Unterschied zwischen Stoßschutz und unnötigem Druckverlust.
5 Min. LesezeitStandard-Schwenkklappenrückschlagventile versagen in Pump-Druckleitungen, weil sie zu spät schließen. Wenn die Pumpe verzögert, verlangsamt sich der Durchfluss und kehrt um. Die Scheibe beschleunigt im Rückwärtsdurchfluss und schlägt mit Geschwindigkeit auf den Sitz. Der resultierende Drucktransient kann ein Vielfaches des Betriebsdrucks betragen.
Wie Aufschlag entsteht
Wenn der Pumpendurchfluss abnimmt, verzögert die Wassersäule durch Schwerkraft und Reibung. Im Zeitraum zwischen Pumpentrip und Scheibenschluss kehrt die Säule um. Die Scheibe beschleunigt im Rückwärtsdurchfluss und trifft den Sitz mit Geschwindigkeit.
Der Schweregrad des Aufschlags hängt von der Rückwärtsdurchflussgeschwindigkeit beim Schließen ab, bestimmt durch Rohrleitungsprofil, statische Druckhöhe, Zeitkonstante der Pumpen-Motor-Kombination und Nähe des Rückschlagventils zur Pumpe.
Federbelastetes axiales Design: DN50 bis DN350
Federbelastete stoßfreie Rückschlagventile halten die Scheibe in nahezu geschlossener Position während der Pumpenverzögerung, sodass sie den Sitz erreicht, bevor sich wesentlicher Rückwärtsdurchfluss entwickelt. Wenn Pumpendurchfluss beginnt, öffnet die Scheibe gegen die Feder; wenn der Durchfluss abnimmt, schließt die Feder die Scheibe schrittweise.
Für DN50 bis DN350 ist das Design kompakt genug für ein Standard-Flansch-Rohrstück ohne externe Rohrleitungen. Die Federrate muss auf den erwarteten Mindestpumpendurchfluss im Dauerbetrieb abgestimmt sein.
Der Druckverlust ist bei Volldurchfluss höher als bei einer Schwenkklappe. Für die meisten Druckleitungen ist diese Einbuße akzeptabel.
Düsen-Rückschlagventile: DN400 bis DN1200
Für DN400 und darüber wird das federbelastete Design unpraktisch. Düsen-Rückschlagventile verwenden einen düsenförmigen Körper, der den Durchfluss durch einen Venturi-Abschnitt verengt, und eine konische Scheibe auf einem Führungsstab schließt gegen die Düsenmündung.
Die Venturi-Geometrie produziert niedrigeren Gesamtdruckverlust als jedes andere Rückschlagventildesign. Kombiniert mit einer leichten Schließfeder schließt die Scheibe sanft, wenn der Durchfluss abnimmt — stoßfreie Leistung mit dem niedrigsten Druckverlustbeiwert.
Die Installation muss die erweiterte Baulänge berücksichtigen. Die Armatur muss auf einer horizontalen oder leicht aufwärts geneigten Achse installiert werden.
Installationsanforderungen
Stoßfreie Rückschlagventile so nah wie praktisch am Pumpenauslass installieren: fünf bis zehn Rohrdurchmesser ist ideal. Je weiter die Armatur von der Pumpe entfernt, desto mehr Zeit hat der Rückwärtsdurchfluss sich zu entwickeln.
Mindestens fünf Rohrdurchmesser gerader Rohrleitung stromaufwärts sind erforderlich. Bögen, T-Stücke und teilweise offene Absperrarmaturen verursachen ungleichmäßige Geschwindigkeitsprofile und Scheibenflattern.
Die Armatur muss vollständig gegen den maximalen Gegendruck schließen können, einschließlich der statischen Druckhöhe bei voller Säulenhöhe. Den maximalen Differenzdruck beim Schließen dem Hersteller angeben.
Ein stoßfreies Rückschlagventil verhindert den Rückschlagventil-Aufschlag, eine von mehreren Stoßquellen. Wo Pumpentrips auch Säulentrennung verursachen können, ist zusätzlich eine hydraulische Pumpensteuerarmatur erforderlich. Beide ergänzen sich.
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