O+P Fluidtechnik 3/2024

VENTILTECHNIK
Durchflussrate, die Leckage und die Bewegung der internen
Komponenten des Ventils auswirken. Das Betriebsmedium
bringt auch andere Variablen mit sich, die berücksichtigt werden
müssen, z. B. die Materialverträglichkeit. Ein Medium, welches
mit den Werkstoffen des Ventils nicht kompatibel ist, kann
das Ventil beschädigen, z. B. durch Korrosion. Umgekehrt können
die Werkstoffe des Ventils auch das Medium verändern. Das
spielt insbesondere in der Labor- oder Medizintechnik oder bei
entflammbaren Gasen eine entscheidende Rolle.
n Reaktionszeit
Die Ansprechzeit – also die Zeit, die ein Rückschlagventil vom
freien Durchfluss in den vollständig geschlossenen Zustand übergeht
bzw. vom geschlossenen in den vollständig geöffneten
Zustand – ist insbesondere in Anwendungen wichtig, in denen
sich die Druckrichtung schnell ändert und dieser mit einer hohen
Rate steigt. Schließt das Ventil in diesen Applikationen nicht
schnell genug, kann dies die Systemleistung negativ beeinflussen
oder zu Schäden an vorgeschalteten Komponenten führen.
n Dichtungen
Dichtungen aus steiferen Werkstoffen wie Metall können meist
höherem Druck und extremeren Temperaturen standhalten als
weichere Materialien wie Kunststoff oder Gummi. Letztgenannte
sind jedoch in der Regel in der Lage, Leckage besser zu regulieren
bzw. zu vermeiden. Die Wahl der Dichtung ist somit eine
Abwägung zwischen Leckage, Druck- und Temperaturbereich
sowie der Robustheit.
GEFAHREN UND AUSFALLRISIKEN
Auch wenn bei der Konstruktion eines Ventils diese Kriterien und
Umweltfaktoren berücksichtigt wurden, können Rückschlagventile
beschädigt werden und im Betrieb nicht mehr richtig funktionieren.
Im Vorfeld sollte man sich daher potenzielle Ausfallrisiken
bewusstmachen und diese bei der Systemauslegung berücksichtigen.
Zu diesen Risiken zählen unter anderem:
n Verschmutzung
Schmutz oder Fremdkörper sind die häufigste Ausfallursache
für Rückschlagventile in Hydrauliksystemen. Diese Verunreinigungen
können die internen Komponenten des Ventils beschädigen
oder sich im Inneren des Ventils festsetzen. Ein Nachlassen
der Abdichtung oder das Festsitzen des Ventils in geöffneter
oder geschlossener Position ist die Folge. Vor dem Rückschlagventil
sollte daher ein Schutz gegen Verunreinigungen – beispielsweise
ein Sieb – integriert werden.
n Druckanstieg und Druckabfallgeschwindigkeit
Steigt oder fällt der Druck zu stark und schnell, können die auftretenden
Kräfte die Ventilkomponenten beschädigen. Dieser
Aspekt sollte vor allem bei der Wahl des Ventilwerkstoffs und
des inneren Aufbaus des Ventils berücksichtigt werden.
n Mangelnder Durchfluss
Wenn der Druck an der Einlassöffnung den Öffnungsdruck des
Ventils übersteigt, das Ventil aber nicht mit genügend Durchfluss
versorgt wird, um das Ventil dauerhaft zu öffnen, schließt das
Ventil sofort wieder. Dieses ungewünschte wiederholte Öffnen
und Schließen kann zu Verschleiß und Schäden führen, einerseits
weil sich Verunreinigungen und Ablagerungen zwischen
Ventilsitz und Dichtung ablagern können, oder andererseits,
wenn es zu einer „ Low Lift Condition“ des Schließelementes
kommt. Dieses Risiko besteht vor allem dann, wenn der Ventilquerschnitt
zu groß gegenüber dem Durchfluss gewählt wurde
und das Ventil zum „Flattern“ neigt oder so minimal öffnet, dass
die Fließgeschwindigkeit über dem Sitz so groß wird, dass Kavität
auftritt und den Sitz oder das Schließelement zerstört. Neben
diesen Faktoren und Gefahren sind noch viele weitere Aspekte
zu berücksichtigen, wie etwa die Durchflussrate oder spezielle
Schutzmaßnahmen gegen Kontamination. An dieser Stelle beschränken
wir uns jedoch auf die genannten Faktoren.
04 Rückschlagventile für die Medizintechnik müssen vor allem
medienkompatibel sein und das Medium nicht verunreinigen
KOMPETENTE HILFE BEI DER AUSWAHL
UND AUSLEGUNG
Die Auswahl und Konstruktion eines für die jeweilige Anwendungen
idealen Rückschlagventils ist somit immer die Suche nach
der bestmöglichen Kombination aus Performance, Widerstandsfähigkeit
gegen herausfordernde Umgebungsbedingungen, Kompatibilität
mit den Vorgaben des Gesamtsystems hinsichtlich des
Fluids oder der Einbausituation und letztlich der Minimierung
des Ausfallsrisikos. Dieser Prozess kann recht komplex ausfallen.
Bei der Auswahl des Rückschlagventils für Hydraulik- und Pneumatiksystemen
können die technischen Vertriebsingenieure der
Lee Hydraulische Miniaturkomponenten GmbH unterstützen.
Kadir Polat, technischer Vertriebsingenieur bei Lee, betont: „Lee
steht seit mehr als 75 Jahren für Qualität und Performance in der
Fluidtechnik und Ventiltechnik. Mit unserem Ingenieurs-Team
stehen wir unseren Kunden in der Industrie, dem Maschinenbau,
der Luft- und Raumfahrt oder der Automotive-Branche beratend
bei der Auswahl der richtigen Fluid-Control-Komponenten und
passgenauen Integration in ihre Systeme zur Seite.“
Lee bietet Miniatur-Rückschlagventile mit einem Durchmesser
von 2,5 bis 25,4 mm und einem Maximaldruck von über
1.000 bar/15.000 psi an. Die Ventile sind sowohl für die Integration
in Kunststoff als auch in Metallblöcke geeignet. Wie alle
Lee-Komponenten sind auch die Rückschlagventile 100 Prozent
qualitäts- und funktionsgetestet. Als einteilige Einbausysteme
benötigen die Komponenten keine zusätzlichen Abdichtungen
wie O-Ringe.
Bilder: Aufmacher: Scruggelgreen – stock.adobe.com, Lee; Bilder 01 bis 04: Lee;
Bild Zitat: Becker Storytelling
www.lee.de
LINK ZUM DOWNLOAD PDF:
Den vollständigen Ratgeber zur Auswahl
eines Rückschlagventils können sich
Interessenten kostenlos über diesen Link
herunterladen:
https://bit.ly/LeeCheckValveGuide
www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2024/03 17