Druckreduzierventil

Ein Druckminderer ist ein selbsttätiges Ventil, das zur Regelung von Überdruck eingesetzt wird, um einen konstanten reduzierten Druck in einem System zu erzeugen. Der Druckminderer ist eine andere Bezeichnung für dieses Ventil. Die Hauptfunktion von Druckreduzierventilen besteht darin, einen erhöhten Eingangsdruck in einen niedrigeren Ausgangsdruck umzuwandeln. Sie werden häufig in der Wasser-, Dampf-, Öl- und Gasindustrie eingesetzt. Die Hersteller von Druckreduzierventilen definieren das Ventil als ein selbsttätiges, automatisches Regelventil, das einen größeren, unkontrollierten Eingangsdruck auf einen konstanten, niedrigeren Ausgangsdruck reduziert, unabhängig von Schwankungen des Wasserdrucks im Vorlauf. In diesem Artikel erfahren wir mehr über die Funktionsweise, die verschiedenen Typen, die Verwendung und die Vorteile von Druckminderern.

Was ist ein Druckreduzierventil?

In einem Flüssigkeitssystem ist pulsierender hoher Druck eine Ursache für maximale Schäden. Wenn der Druck im Vergleich zu dem, was für ein System erforderlich ist, sehr hoch ist, führt dies zu einer Verschwendung von Flüssigkeit (in einem Haushaltswassersystem), langfristig zu Leckagen, da das System für die Handhabung eines geringeren Drucks ausgelegt ist, und es kann auch zu einem Rohrbruch oder Systemausfall führen. All dies verringert letztlich die Effizienz des Systems und trägt zu höheren Betriebskosten für ein Unternehmen bei.

Diese Verringerung der Effizienz eines Flüssigkeitssystems kann durch eine konstante und reduzierte Druckzufuhr in einem System kontrolliert werden. Dies kann durch die Verwendung eines automatischen Druckreglers oder eines Druckregulierungsventil.

Die grundlegende Funktion eines Druckregelventils in einem Flüssigkeitssystem besteht darin, einen pulsierenden und hohen Eingangsdruck in einen konstanten und reduzierten (oder voreingestellten) Druck umzuwandeln.

Wie funktioniert ein Druckreduzierventil?

Wenn eine Druckreduzierung zwischen zwei Komponenten eines Prozesses erforderlich ist, wird ein Druckregelventil geöffnet. Diese Ventile können den Flüssigkeits- oder Gasdruck auf ein vorbestimmtes Niveau senken.

Das Druckreduzierventil ist ein hydraulisch angetriebenes, membrangesteuertes Regelventil, das einen höheren Vordruck auf einen niedrigeren, konstanten Vordruck bei variablem Bedarf oder schwankendem Vordruck absenkt. Es ist so konstruiert, dass es selbst den härtesten Bedingungen standhält. Im Wesentlichen hält das Ventil einen konstanten Druck hinter dem Ventil aufrecht, unabhängig vom Durchfluss.

Die Funktion des Druckminderers hängt vom Gleichgewicht der Flüssigkeitsdrücke über und unter dem Kolben sowie der Federkraft ab. Wenn die Niederdruckflüssigkeit und die Federkraft größer sind als die Hochdruckzufuhr, wird der Kolben das Ventil schließen. Wenn die Niederdruck-Flüssigkeitskraft reduziert wird, sind der neue Flüssigkeitsdruck und die Federkraft geringer als die Hochdruck-Versorgungsflüssigkeit, wodurch der Kolben das Ventil öffnet. Das Ventil wird häufig geöffnet und geschlossen, um den Druck unter Kontrolle zu halten. Der Ausgangsdruck des Ventils kann je nach Bedarf durch Auswechseln der Feder auf eine stärkere oder schwächere Feder eingestellt werden. In bestimmten Situationen wird die Federkraft über eine Stellschraube eingestellt. Einige Reduzierventile verwenden mehrere Kolben sowie Membranen, um die Leistung zu verbessern.

Arten von Druckreduzierventilen.

Druckminderungsventile werden je nach dem Mechanismus, der die Ventilöffnung steuert, in zwei Hauptkategorien eingeteilt:

• Direktwirkendes Druckreduzierventil

Direktwirkendes Druckreduzierventil: Direkt wirkende Druckminderungsventile eignen sich hervorragend für niedrigere Drücke, die keine präzise Druckregelung erfordern. Sie werden in kleinen Größen hergestellt, sind billiger und lassen sich leicht einrichten. Im Vergleich zu ihren vorgesteuerten Pendants weisen sie oft größere Schwankungen gegenüber dem eingestellten Druck auf. Dies ist die einfachste Form eines Druckminderungsventils, entweder mit einer Flachmembran oder einem Faltenbalg. Da es in sich geschlossen ist, benötigt es keine nachgeschaltete externe Messleitung, um zu funktionieren.

Der Öffnungsgrad des Ventils im direkt wirkenden Druckminderungsventil wird direkt durch die Bewegung der Einstellfeder geregelt. Wenn die Feder mit Hilfe einer Einstellschraube zusammengedrückt wird, erzeugt sie eine Öffnungskraft auf das Ventil, wodurch der Durchfluss ansteigt. Wenn sich der Druck stromabwärts entwickelt, erfolgt der Ausgleich, indem der Druck stromabwärts auf die Unterseite der Einstellfeder übertragen wird, wo seine nach oben gerichtete Kraft die Druckkraft der Feder ausgleicht. Die Druckkraft der Feder, die das Ventil öffnet, ist begrenzt, um eine ausreichende Federempfindlichkeit zum Ausgleich von Schwankungen des Drucks in der Anlage zu gewährleisten. Infolgedessen wird der Druck einfach durch Öffnen des Ventils geregelt, wobei übermäßige Durchflussmengen zu einem Druckabfall führen können.

• Pilotgesteuertes Druckreduzierventil

Pilotgesteuertes Druckreduzierventil: Diese Ventile werden häufig für höhere Lasten eingesetzt, die eine präzise Druckregelung erfordern. Im Vergleich zu direktwirkenden Modellen reagieren sie schneller auf Lastschwankungen und eignen sich für einen größeren Bereich von Durchflussraten. Sie sind größer und teurer.

Ein Vorsteuerventil wird in vorgesteuerten Druckreduzierventilen verwendet, um einen Kolben oder eine Membran zu belasten, wodurch die zum Öffnen eines größeren Hauptventils erforderliche Abwärtskraft erhöht wird. Wie bei einem direktwirkenden Ventil wird das Öffnen und Schließen des Vorsteuerventils durch das Kräftegleichgewicht zwischen der Einstellfeder und dem Sekundärdruck geregelt. Bei einem vorgesteuerten Ventil hingegen erfolgt das Öffnen und Schließen des Vorsteuerventils absichtlich, um den Kolben oder die Membrane des Hauptventils mit Druck zu versorgen. Dieser Vorsteuerdruck erzeugt einen nach unten gerichteten Druck, der durch die Fläche des Kolbens oder der Membran vergrößert wird und das Öffnen eines viel größeren Hauptventils ermöglicht, wodurch extrem hohe Durchflussraten möglich werden.

Eine geringfügige Änderung der Öffnung des Vorsteuerventils kann zu einer beträchtlichen Änderung des Durchflusses und des nachgeschalteten Drucks über das Hauptventil führen, da die nach unten gerichtete Kraft durch den Einsatz eines Kolbens oder einer Membrane vergrößert wird. Infolgedessen muss die Einstellfederkraft des Vorsteuerventils nur geringfügig verändert werden, um eine schnelle Reaktion über einen breiten Bereich von Dampfdurchsätzen zu erreichen. Die Hauptvorteile dieses Ventiltyps gegenüber direktwirkenden Ventilen sind die schnelle Reaktion und die präzise Regelung des abgegebenen Drucks.

Vorgesteuerte Druckminderer werden in zwei Typen unterteilt:

• Intern gesteuertes Druckreduzierventil, und
• Extern gesteuertes Druckminderventil.

Druckreduzierventil Anwendungen.

Diese Ventile werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Wasserversorgung, in der Luft- und Gasversorgung, in hydraulischen Systemen, in Dampfsystemen, in Heizölsystemen von Verbrennungsmotoren und Kesseln usw.

• Für Luft- und Gasdienstleistungen: In Druckluftsystemen, Elektrowerkzeugen, pneumatischen Steuersystemen und Steuerventilen für industrielle Gasspeicher- und -verteilungssysteme werden sowohl direktwirkende als auch pilotgesteuerte Druckminderer für Luft- und Gasanwendungen eingesetzt. Die Art des Druckminderungsventils, das für diese Dienste verwendet wird, wird durch das erforderliche Maß an Kontrolle bestimmt.

• Für Wasserdienstleistungen: Druckminderer werden häufig in der Wasserversorgung von Haushalten und Industrie sowie in Brandschutzsystemen eingesetzt. Für diese Dienste werden häufig direkt wirkende Druckminderer empfohlen. Die Aufrechterhaltung des Systemdrucks wird bei hohem Bedarf zu einer großen Herausforderung. In diesen Leitungen werden Druckreduzierventile eingesetzt, um den Druck stromabwärts auf ein akzeptables Maß zu regulieren.

• Für Dampfdienste: Druckreduzierventile werden für verschiedene Dampfanwendungen eingesetzt, z. B. für die Dampfversorgung, Dampfturbinen zur Stromerzeugung, Dampfmaschinen usw.

Vorteile eines Druckreduzierventils.

• Sie schützt die Systemkomponenten und Rohrleitungen vor Schlägen.
• Für den Betrieb des Ventils ist keine externe Stromquelle erforderlich.
• Es ist sehr einfach aufgebaut und arbeitet mit sehr geringem Wartungsaufwand und niedrigen Kosten.
• Separate Messelemente und Regler sind nicht erforderlich, da es sich um ein in sich geschlossenes Ventil handelt.

Nachteile eines Druckreduzierventils.

• Verstopfungen: In einem Druckminderer können Verstopfungen auftreten, die das Öffnen oder Schließen des Ventils zur Aufrechterhaltung des gewünschten Drucks behindern. Dies kann durch Salzablagerungen oder suspendierte Feststoffe im Medium verursacht werden.
• Da die internen Komponenten mit der Systemflüssigkeit in Berührung kommen, sind sie auf Dauer anfällig für Schäden.
• Die manuelle Druckeinstellung erfolgt durch Verstellen der Schraube.

Wie wählt man ein Druckminderventil aus?

Achten Sie bei der Auswahl eines Druckminderers darauf, dass Sie ein Produkt von guter Qualität erhalten, das kostengünstig ist und viele Jahre lang hält.

1. Wählen Sie zunächst zwischen Membrane oder ein Kolben Sensor-Regelventil nach Ihren Anforderungen. Ein Membranventil hat eine höhere Empfindlichkeit und bietet eine große Auswahl an Membranmaterialien. Andererseits kann ein Kolbenventil den hohen Druck regulieren, hat aber eine geringere Empfindlichkeit als ein Membranregelventil.
2. Dimensionierung eines Druckreglers: Das Ziel eines jeden Verfahrensingenieurs ist es, das kleinste Ventil auszuwählen, das die gewünschte Funktion erfüllt. Das kleinste Ventil ist manchmal auch das günstigste. Es ist jedoch wichtig, dass Sie die genauen Abmessungen der Rohrleitung kennen. Die Wahl der falschen Größe kann zu Ineffizienzen und Betriebsproblemen führen. Der beste Weg zur Auswahl der richtigen Größe ist:

• Ermitteln Sie den minimalen und maximalen Systemdurchfluss, den ein Ventil erfahren kann.
• Berechnen Sie die Druckdifferenz zwischen Vor- und Nachdruck.
• Ermitteln Sie mit Hilfe der folgenden Formel den Durchflusskoeffizienten, C

Durchfluss (Q) = C_v × (Quadratwurzel Druckdifferenz)

• Sie können ein Ventil mit einem etwas größeren C_v als Sie kalkuliert haben, so dass Sie in der Zukunft höhere Ströme bewältigen können.
• Vergewissern Sie sich schließlich, dass die angegebene Durchflussmenge angemessen und dokumentiert ist, ebenso wie die Drücke. Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erzielen, sollten Sie stets genaue Berechnungen den informierten Annäherungen vorziehen.

Wartung von Druckreduzierventilen.

Bei der Wartung dieser Ventile sind die folgenden Punkte zu beachten.

• Suchen Sie nach Undichtigkeiten oder Brüchen in der Pilotanlage.
• Prüfen Sie, ob das Sieb sauber und frei von Schmutz ist.
• Prüfen Sie, ob sich Luftblasen im Vorsteuerventil befinden und entfernen Sie diese.
• Überprüfen Sie die Membranen des Hauptventils und des Vorsteuerventils auf Schäden und stellen Sie sicher, dass sie nicht undicht sind.
• Prüfen Sie die Zündleitung auf Verstopfungen und stellen Sie sicher, dass sie frei fließen kann.

Zusammenfassung:

In diesem Artikel haben wir die grundlegenden Kenntnisse über Druckminderungsventile vermittelt. Wir sind professionell Hersteller von Druckreduzierventilen und wenn Sie eine Anfrage haben, können Sie uns gerne kontaktieren.