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Was ist ein Druckbegrenzungsventil? Druckbegrenzungsventil erklärt

Druckbegrenzungsventil

In Flüssigkeits- und Gassystemen können Drucküberlastungen zu Schäden führen. Ein Druckbegrenzungsventil hilft, dies zu verhindern, und ist daher eine wichtige Armatur in den Rohrleitungssystemen von Wasserwerken, Kesseln, Kompressoren und ähnlichen Anlagen. Tauchen Sie mit uns in die Welt dieser Ventile ein und erfahren Sie alles über sie.

Was ist ein Druckbegrenzungsventil?

Ein Druckbegrenzungsventil (PRV) ist ein Ventil, das, wie der Name schon sagt, Überdruck in Durchflusssysteme um Schäden an Komponenten zu verhindern. Mit anderen Worten: Es hilft, den Systemdruck auf einem sicheren Niveau zu halten.

Man kann das PRV auch als Druckentlastungsventil, Druckminderungsventil oder einfach als Überdruckventil bezeichnen. Es ist jedoch nicht mit einem Sicherheitsventil zu verwechseln, das etwas anders aufgebaut ist und anders funktioniert.

Druckbegrenzungsventil Funktion

Druckreduzierventile ermöglichen das Ablassen von Flüssigkeit im Falle eines Druckanstiegs, wodurch eine Überlastung verhindert und verschiedene Systemteile vor Schäden bewahrt werden.

Je nach Art des Systems und des erforderlichen Schutzniveaus kann es beispielsweise den Druck nach oder vor dem System verringern.

Diese Geräte werden in Wasserversorgungsleitungen, Bewässerungssystemen, Luftkompressoren und Kesseln eingesetzt. Sie leiten Medien bei einem Druckanstieg ab und schützen so Anlagenteile vor Beschädigung.

Komponenten des Überdruckventils
Komponenten des Überdruckventils
Ressource: https://youtu.be/vfz_CM0ygs4?

Druckbegrenzungsventil Teile

Ein PRV besteht aus einer Durchflussregelungskomponente, einem mit einer Feder verbundenen Drucksensorelement und dem Ventilkörper oder Gehäuse. Werfen wir einen kurzen Blick auf die Funktion der einzelnen Teile.

Mechanismus der Flusskontrolle

Der Durchflussregelungsmechanismus ist der Teil, der sich öffnet, um den Flüssigkeitsdruck abzulassen, und sich schließt, wenn der Druck auf ein normales Niveau fällt. In den meisten Fällen handelt es sich um einen Kegel oder eine Kugel.

Drucksensorelement

Das Drucksensorelement ist der Teil, der den Durchflussdruck erfasst und darauf mit einer Bewegung zum Öffnen des Ventils reagiert. Es kann ein Kolben oder eine Membrane sein.

Ventilkörper

Der Ventilkörper umschließt alle Teile des Ventils. Je nach geforderter Leistung, wie z. B. Schlag oder Druck und KorrosionsbeständigkeitEs kann ein Gehäuse aus Messing, Aluminium, Edelstahl oder Kunststoff sein.

Das Funktionsprinzip des Druckbegrenzungsventils
Das Funktionsprinzip des Druckbegrenzungsventils
Ressource: https://youtu.be/PkQAyF4bmqY?

Wie funktioniert ein Druckbegrenzungsventil?

Die Funktionsweise des Druckbegrenzungsventils hängt von der Kraft ab, die von einer unter Druck stehenden Flüssigkeit ausgeübt wird. Es verfügt über einen Druckerkennungsmechanismus, der es öffnet, wenn der Druck einen voreingestellten Wert überschreitet, so dass das Medium durch eine Hilfsöffnung entweichen kann.

  • Das Ventil ist geschlossen, wenn der Druck innerhalb eines sicheren Bereichs liegt, und das Ventilelement (eine Scheibe oder ein Ventilkegel) wird durch die Kraft einer Feder gegen seinen Sitz gedrückt.
  • Steigt der Druck über einen festgelegten Grenzwert (Öffnungsdruck), beginnt das Ventil zu öffnen und entlüftet oder entlässt das Medium durch einen Anschluss aus dem System.
  • Ein weiterer Druckanstieg führt dazu, dass das Ventil bis zum maximalen Druckgrenzwert weiter öffnet.
  • A Druckabfall führt zum Schließen des Ventils; die Kraft der Feder ist nun größer als die des Systems.

Ein PRV kann sich direkt über den Fließdruck öffnen oder sich auf den Steuerdruck verlassen, um die gleiche Funktion zu erfüllen.

Direktwirkendes Druckbegrenzungsventil

Das direkt wirkende Überdruckventil ist direkt vom Systemdruck abhängig, um zu funktionieren. Es öffnet sich, wenn der Druck zu hoch ansteigt, und schließt sich, wenn er auf sichere Grenzen sinkt.

Gesteuertes Druckbegrenzungsventil

Bei einem gesteuerten Überdruckventil wird die Funktion durch ein anderes Ventil gesteuert. Bei dem anderen Ventil handelt es sich entweder um ein direkt wirkendes Ventil, das über einen Schlauch mit dem Ventil verbunden ist, oder um ein elektrisches PRV, das mit einen Magneten Ventil.

Direktwirkendes Druckablassventil
Direktwirkendes Druckablassventil
Ressource: https://www.youtube.com/watch?v=VpNf6NWTOL4

Druckbegrenzungsventil-Typen

Heute gibt es drei Varianten von Druckminderventilen, die nach ihrer Bauart und Funktionsweise klassifiziert werden. Es handelt sich um direktwirkende, vorgesteuerte und magnetgesteuerte PRVs. Im Folgenden erfahren Sie mehr über diese Ventiltypen.

Direktwirkendes Druckbegrenzungsventil

Ein direkt wirkendes Ventil besteht aus einem Einlass- und einem Auslassanschluss, dem Ein/Aus-Element und einer mechanischen Feder. Das Ein/Aus-Element ermöglicht das Öffnen oder Schließen des Ventils unter Druckeinwirkung und kann ein Tellerventil, eine Kugel oder eine Membrane sein.

Andererseits ist die Feder mit der Durchflussregelungskomponente verbunden und in der Regel entweder einstellbar oder nicht einstellbar. Direktwirkende Ventile mit einstellbaren Federn können so eingestellt werden, dass sie auf bestimmte Druckstufen reagieren.

Pilotgesteuertes Druckbegrenzungsventil

Das vorgesteuerte PRV hat zwei Ventile, den Haupt- und den Vorsteuerventilkegel. Eine weiche Feder stützt den Hauptkegel, während der Pilotkegel eine steife Feder hat.

Im geschlossenen Zustand ist die Druck, der von den Medien ausgeübt wird ist bei beiden Tellerventilen ähnlich. Bei einer Druckbelastung öffnet sich der Vorsteuerventilkegel, um Medien abzulassen, wodurch das Druckniveau über dem Hauptkegelkegel gesenkt und dieser geöffnet wird.

Auf diese Weise steuert das Vorsteuerventil den Betrieb des Hauptventils oder des Tellerventils. Diese PRV-Typen eignen sich am besten für größere Systeme als die direkt wirkenden Ventile.

Magnetisch betätigtes Druckbegrenzungsventil

Ein Magnet betätigt diese Art von Druckablassventil und öffnet und schließt es, um die eingestellten Druckwerte für das durchfließende Medium zu erreichen.

Ein solenoidbetriebenes PRV bietet den Vorteil der Präzision beim Ablassen von Überdruck. Außerdem ist es einfacher, mit mehreren Ventilen verschiedene Druckstufen zu durchlaufen.

Ein weiterer Vorteil des elektromagnetisch betätigten Überdruckventils ist seine Fähigkeit, ferngesteuert zu werden. Als solches ist es in den automatisierten Systemen von Fertigungsanlagen und anderen industriellen Umgebungen am wertvollsten.

Druckbegrenzungs- und Drucksicherheitsventile
Druckbegrenzungs- und Drucksicherheitsventile
Ressource: https://youtu.be/-R5kBKn1BZc?

Druckbegrenzungsventil vs. Drucksicherheitsventil

Viele Menschen verwenden die Begriffe Druckbegrenzungsventil und Drucksicherheitsventil für ein und dasselbe. Die beiden Ventile unterscheiden sich jedoch in ihrer Konstruktion, ihrem Zweck und ihren Funktionsmechanismen.

1. Das Überdruckventil ist eher eine druckregulierende Armatur, die dazu beiträgt, Systemkomponenten vor Druckschäden zu schützen. Ein PSV ist eher eine Sicherheitsarmatur, die dazu beiträgt, gefährliche Explosionen zu verhindern.

2. Das Überdruckventil öffnet sich allmählich bei jedem Druckanstieg. Ein PSV öffnet sich schlagartig, wenn der Systemdruck einen bestimmten Wert erreicht, und schließt sich, wenn der gesamte Druck entweicht.

3. Ein Druckminderungsventil öffnet sich langsam und leise. Sicherheitsventile öffnen sich schnell mit einem Knall, gefolgt von einem zischenden Geräusch oder einem Rauschen.

Das Überdruckventil eines Warmwasserspeichers
Das Überdruckventil eines Warmwasserspeichers
Ressource: https://youtu.be/z5ItEW_Ubgw?

Druckbegrenzungsventil Anwendungen

PRV-Ventile werden in vielen Branchen eingesetzt, in denen hydraulische oder pneumatische Drücke empfindliche Komponenten beschädigen können. Das Ventil verhindert einen Überdruck in diesen Systemen, indem es Flüssigkeiten ablässt, sobald es einen Druckanstieg feststellt. Häufige Anwendungen sind:

Druckbegrenzungsventil für Wasser

In Pumpsystemen, bei denen ein Zentrifugalpumpe in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet, kann ein niedriger Druck ein Problem darstellen und Kavitation verursachen. Der Einbau eines PRV hält das Druckniveau innerhalb tolerierbarer Grenzen und schützt die Pumpe vor Schäden.

Druckbegrenzungsventil für Kompressor

Pneumatische Systeme, wie z. B. Kompressoren, arbeiten mit Druckluft und anderen Gasen. Trotzdem kann ein übermäßiger Druck dazu führen, dass sie ausfallen. Das PRV verhindert, dass der Druck in Luftkompressoren und ähnlichen Anwendungen die festgelegten Werte überschreitet.

Druckbegrenzungsventil für Warmwassersysteme

Der Strom erhitzter Flüssigkeiten verursacht einen erhöhten Druck. Wenn dieser Druck nicht reguliert wird, kann er auf gefährliche Werte ansteigen. Druckbegrenzungsventile und Armaturen halten diesen Druck niedrig.

Druckminderventil
Druckminderventil
Ressource: https://youtu.be/n3xcv1BKbrc?

Bemessung des Druckbegrenzungsventils

Wenn Ihre Anwendung ein PRV erfordert, möchten Sie wissen, worauf Sie beim Kauf achten müssen oder wie Sie es dimensionieren können. Auf der Grundlage Ihrer Anwendungsanforderungen sollten Ihnen die folgenden Punkte helfen, das beste Druckbegrenzungsventil zu finden.

  • Wählen Sie eine Größe, die mit Ihrem System oder Gerät kompatibel ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Armatur die erforderliche Flüssigkeitsmenge entlüften oder ableiten kann.
  • Berücksichtigen Sie die minimalen und maximalen Druckwerte Ihres Systems. Das von Ihnen gewählte Ventil sollte über Nennwerte verfügen, die genau diesen niedrigen und hohen Druckgrenzen entsprechen.
  • Achten Sie auf ein Material, das in der Umgebung Ihrer Anwendung beständig ist. Zur Auswahl stehen Messing, Bronze, Edelstahl, Gusseisen oder Kunststoff.

Schlussfolgerung

Das Druckbegrenzungsventil ist ein wichtiges Bauteil in Drucksystemen. Es öffnet sich bei Überdruck und schließt sich, wenn der Druck wieder normal wird. Seine Wirkung verhindert, dass Überlastungen empfindliche Teile Ihrer hydraulischen oder pneumatischen Ausrüstung beschädigen können.

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