Konstruktion des Sicherheitsventils

Die Konstruktion des Sicherheitsventils umfasst unbedingt zwei Hauptbestandteile – das Absperrelement und den Regler, der die Kraft auf das Sensorelement ausübt. Das Absperrelement besteht aus einem Schieber und einem Sitz, während der Regler ein Feder- oder Hebelmechanismus sein kann.

Feder-Sicherheitsventil – bei Ventilen dieses Typs wirkt die Kraft der Feder der Druckkraft des Wassers auf dem Schieber entgegen. Die Federkraft bestimmt den Auslösedruck, und der Einstellbereich wird durch die Elastizität der Feder bestimmt.

Die zuverlässige Konstruktion und der niedrige Preis des Sicherheitsventils mit Federregler haben zu seiner breiten Anwendung in Ingenieursystemen und in kleinen industriellen Anlagen geführt.

Einige Hersteller von Sicherheitsventilen liefern ihre Geräte mit werkseitiger Einstellung auf einen bestimmten Druck, während die Einstellung anderer vor Ort während der Inbetriebnahmearbeiten durch Ändern der Kompressionskraft der Feder vorgenommen werden kann.

Hebel-Sicherheitsventil – hier wirkt die Druckkraft des Wassers gegen die vom Hebelmechanismus erzeugte Kraft. Die Masse der Last und die Länge des Hebels bestimmen den Auslösedruck und den Einstellbereich. Hebel-Sicherheitsventile sind ebenso zuverlässig wie Feder-Sicherheitsventile, haben jedoch einen etwas höheren Preis und werden mit einem Anschlussdurchmesser von DN50 oder mehr hergestellt. Hebelventile finden breite Anwendung in der Industrie.

Nach der Höhe des Schieberhubes werden Sicherheitsventile in Niederdruck- und Vollhubventile unterteilt.

Niederdruck-Sicherheitsventil – die Höhe des Schieberhubes überschreitet nicht 0,05 des Sitzdurchmessers. Bei Niederdruckventilen wird in der Regel ein proportionales Öffnungsmechanismus verwendet. Sie zeichnen sich durch eine geringe Durchflusskapazität, eine einfache Konstruktion und einen niedrigeren Preis im Vergleich zu Vollhubventilen aus.

Vollhub-Sicherheitsventil – der Schieber hebt sich auf eine Höhe, die dem Durchmesser des Sitzes entspricht oder diesen übersteigt. Für Vollhubventile wird normalerweise ein zweistufiger Öffnungsmechanismus verwendet. Solche Ventile haben eine hohe Durchflusskapazität und werden in Systemen mit kompressiblen Medien wie Dampf oder Druckluft installiert. Die Konstruktion des Vollhub-Sicherheitsventils ist komplizierter als die des Niederdruckventils, weshalb der Preis entsprechend höher ist.

Nach dem Verhalten beim Erreichen des Öffnungsdrucks werden Sicherheitsventile in proportionale und zweistufige Ventile unterteilt.

Proportionale Sicherheitsventile – sie öffnen sich proportional zum Druckanstieg, wobei sich der Schieber gleichmäßig hebt und das abgeleitete Medium zunimmt. Proportionale Ventile werden für Wasser und andere nicht kompressible Medien verwendet, obwohl die Konstruktion nicht die Möglichkeit ausschließt, sie mit kompressiblen Medien zu verwenden.

Im Vergleich zu zweistufigen Ventilen haben proportionale Sicherheitsventile folgende Vorteile:

Niedriger Preis
Einfache Konstruktion
Möglichkeit der Verwendung für Wasser und andere Flüssigkeiten
In Systemen mit variablem Notfluss treten keine automatischen Schwingungen auf
Fähigkeit, genau in dem Maß zu öffnen, das erforderlich ist, um die Arbeitsparameter einzustellen

Zweistufige Sicherheitsventile – sie öffnen sich sofort auf den vollen Hub, sobald der Öffnungsdruck erreicht ist. Ihre Verwendung wird für kompressible Medien, wie Dampf, Luft oder Gas, empfohlen.

Die automatischen Schwingungen des Schiebers sind das Hauptmanko der zweistufigen Ventile. Der Betrieb des Sicherheitsventils im Modus automatischer Schwingungen ist möglich:

Bei Überbewertung der Typgröße
In Systemen mit variablem Notfluss
Wenn die Zeit, die benötigt wird, um den Notfluss auf seinen maximalen Wert zu erhöhen, die Zeit zum vollständigen Öffnen der Ventile überschreitet

Die Anwendung von zweistufigen Sicherheitsventilen für Wasser oder andere nicht kompressible Flüssigkeiten hat zwei Besonderheiten:

Das plötzliche Öffnen des Ventils führt zu einem großen Abfluss von Wasser und einem plötzlichen Druckabfall.
Nach dem plötzlichen Druckabfall schließt das Ventil sofort und provoziert einen hydraulischen Schlag.