Hubventil

Ein Absperrventil (oder Sperrventil) ist eine Armatur zum kontrollierten Öffnen oder Schließen von Rohrleitungen. Es regelt den Einlass, Durchfluss oder Auslass von Fluiden oder Gasen im Verlauf einer Flüssigkeits- oder Gasleitung.

• Als Hubventil hebt es sich senkrecht von einer Öffnung ab, wodurch das Öffnen und Schließen erfolgt.
• Beim Ringventil hat diese Öffnung die Form eines Kreisringes.

Druckverlust-Beiwerte von Absperr- und Regelarmaturen

Absperrventile zählen – im Gegensatz zu den selbsttätigen Ventilen – zu den gesteuerten Ventilen (auch Regelarmaturen genannt).

Die geometrische Form von Sperrventilen kann verschieden sein: runde oder anders geformte Platte oder Zylinder (zum Beispiel Wasserhahn, Motorventile), Kegel und Kegelstumpf, Kugel (engl. valve), stempelförmig und andere. In den meisten Fällen lässt sich das Ventil nicht nur auf- oder zuschließen, sondern der Querschnitt der Ventilöffnung auch kontinuierlich verändern.

Bezüglich des Leitungsverlaufs kennt man Zwei- und Drei-Wege-Ventile, erstere können Linear-, Durchgangs- oder Eckventile sein. Bei Drei-Wege-Ventilen kann die Leitung wahlweise in zwei verschiedene Richtungen geöffnet werden. Sicherheitsventile verhindern einen zu hohen Druck in angeschlossenen Druckbehältern oder Rohrleitungen.

Im Gegensatz zu den einfachsten Armaturen wie Absperrschiebern oder Absperrklappen, die nur die beiden Zustände offen oder geschlossen kennen, dienen regelbare Absperrventile der Regelung der Durchflussmenge.

Je nach Bauart ist der Durchflusswiderstand der Absperr- und Regelarmaturen verschieden. Es gilt die Druckverlustformel $\Delta p = \zeta \cdot \rho \cdot \frac{w^2}{2}$.

Johnson-Ventil

Johnson-Ventil, Prinzipskizze

Johnson-Ventile (benannt nach deren Erfinder, dem Bahningenieur Harley Sherman Johnson, *1894, †1996 in USA) gehören zu den regelbaren Absperrventilen. Sie werden vielseitig und in vielen Größen verwendet, eignen sich jedoch besonders für größte Nennweiten (von mehreren Metern), wie typischerweise für Auslässe von Talsperren. Der Antrieb des Kegelschiebers kann mechanisch oder hydraulisch erfolgen und sich außerhalb oder innerhalb des Verschlusselements befinden. Sie zeichnen sich durch geringe hydrodynamische Verluste und Kavitationsschäden aus.

Vor- und Nachteile

Verglichen mit anderen Stellgeräten hat ein Absperrventil folgende Vorteile:

• reproduzierbare, kontinuierliche Kennlinie für kontinuierliche Regelung,
• Sitz und Kegel sind austauschbar und von oben zugänglich (K_vs-Werteanpassung, Kennlinie),
• aufgabenspezifische lineare gleichprozentige Kennlinie,
• bei Bedarf dicht verschließbar,
• hoher Differenzdruck beherrschbar,
• geräuschmindernde Einbauten möglich,
• Spindelabdichtung über Faltbalg möglich.

Nachteile sind:

• relativ kleine K_vs-Werte bezogen auf Nennweite,
• großer Raumbedarf,
• relativ große Toträume,
• Druckverlauf und Kavitationsentwicklung ist unbedingt zu beachten,
• relativ hohe Anschaffungskosten.

Siehe auch

Sicherheitsventil, Rückschlagventil, Drosselventil

Weblinks

Die Durchströmung bekannter Bauarten von Absperrventilen