Kugelventile und Schieberventile sind zwei weit verbreitete Ventilarten. Im Folgenden werden die Unterschiede zwischen Kugelventilen und Schieberventilen detailliert erläutert.
1. Die Funktionsprinzipien sind unterschiedlich. Beim Kugelventil dreht sich das Handrad mit der Ventilspindel nach oben. Beim Schieberventil dreht sich das Handrad, wobei sich die Ventilspindel nach oben bewegt. Auch die Durchflussmenge ist unterschiedlich. Schieberventile müssen vollständig geöffnet sein, Kugelventile hingegen nicht. Schieberventile haben keine Vorgaben hinsichtlich der Ein- und Auslassrichtung, Kugelventile hingegen schon. Importierte Schieber- und Kugelventile sind Absperrventile und gehören zu den am häufigsten verwendeten Ventilen.
2. Aus optischer Sicht ist der Schieber im Vergleich zum Absperrventil niedriger und höher, insbesondere Schieber mit steigender Spindel benötigen mehr Platz. Die Dichtfläche des Schiebers besitzt eine gewisse Selbstabdichtung. Durch den Mediendruck wird der Ventilkegel fest an die Dichtfläche des Ventilsitzes angepresst, wodurch Dichtheit und Leckagefreiheit gewährleistet werden. Die Neigung des Ventilkegels beim Keilschieber beträgt üblicherweise 3 bis 6 Grad. Bei zu starkem Schließen oder großen Temperaturschwankungen kann der Ventilkegel leicht festklemmen. Daher sind bei Keilschiebern für hohe Temperaturen und Drücke spezielle Maßnahmen zur Verhinderung des Festklemmens des Ventilkegels in der Konstruktion vorgesehen. Beim Öffnen und Schließen des Schiebers berühren sich Ventilkegel und Dichtfläche des Ventilsitzes ständig und reiben aneinander. Dadurch verschleißt die Dichtfläche, insbesondere im geschlossenen Zustand, wenn der Druckunterschied zwischen Vorder- und Rückseite des Ventilkegels groß ist und der Verschleiß der Dichtfläche stärker ausgeprägt ist.
3. Im Vergleich zu importierten Kugelventilen liegt der Hauptvorteil von Schieberventilen im geringen Strömungswiderstand. Der Strömungswiderstandskoeffizient eines herkömmlichen Schieberventils beträgt etwa 0,08–0,12, der eines herkömmlichen Kugelventils hingegen etwa 3,5–4,5. Die Öffnungs- und Schließkräfte sind gering, und das Medium kann in beide Richtungen fließen. Zu den Nachteilen zählen die komplexe Bauweise, die große Bauhöhe und der erhöhte Verschleiß der Dichtfläche. Die Dichtfläche des Kugelventils muss mit einer Kraft verschlossen werden, um eine Abdichtung zu gewährleisten. Bei gleichem Kaliber, Betriebsdruck und gleichem Antrieb ist das Antriebsdrehmoment des Kugelventils 2,5–3,5-mal so hoch wie das des Schieberventils. Dieser Punkt ist bei der Einstellung des Drehmomentregelungsmechanismus des importierten elektrischen Ventils zu berücksichtigen.
Viertens berühren sich die Dichtflächen des Kugelventils nur im vollständig geschlossenen Zustand. Die relative Schlupfbewegung zwischen dem zwangsgeschlossenen Ventilkegel und der Dichtfläche ist sehr gering, wodurch auch der Verschleiß der Dichtfläche minimal ist. Der Verschleiß der Dichtfläche des Kugelventils wird hauptsächlich durch Ablagerungen zwischen Ventilkegel und Dichtfläche oder durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Mediums aufgrund des lockeren Schließzustands verursacht. Beim Einbau des Kugelventils kann das Medium von unten oder von oben in den Ventilkegel einströmen. Der Vorteil des Eintritts von unten besteht darin, dass die Packung im geschlossenen Zustand nicht unter Druck steht. Dies verlängert die Lebensdauer der Packung und ermöglicht deren Austausch, wenn die Rohrleitung vor dem Ventil unter Druck steht. Der Nachteil des Eintritts von unten ist das hohe Betätigungsmoment des Ventils (ca. 1,05- bis 1,08-mal so hoch wie beim Eintritt von oben), die hohe axiale Kraft auf die Ventilspindel und die damit verbundene Gefahr des Verbiegens der Spindel. Aus diesem Grund eignet sich die Mediumzufuhr von unten im Allgemeinen nur für manuelle Absperrventile mit kleinem Durchmesser, und die Kraft des Mediums, die beim Schließen des Ventils auf den Ventilkegel wirkt, ist auf maximal 350 kg begrenzt. Importierte elektrische Absperrventile nutzen üblicherweise die Mediumzufuhr von oben. Der Nachteil der Mediumzufuhr von oben ist genau das Gegenteil derjenigen der Mediumzufuhr von unten.
5. Im Vergleich zu Schieberventilen zeichnen sich Kugelventile durch ihre einfache Konstruktion, gute Dichtleistung sowie einfache Fertigung und Wartung aus. Zu ihren Nachteilen zählen der hohe Strömungswiderstand und die hohen Öffnungs- und Schließkräfte. Schieber- und Kugelventile sind vollständig geöffnete und vollständig geschlossene Ventile. Sie dienen zum Absperren oder Verbinden von Medien und eignen sich nicht als Regelventile. Der Anwendungsbereich von Kugel- und Schieberventilen wird durch ihre Eigenschaften bestimmt. In kleineren Kanälen, wo eine gute Abdichtung erforderlich ist, werden häufig Kugelventile eingesetzt. In Dampfleitungen und Wasserversorgungsleitungen mit großem Durchmesser kommen Schieberventile zum Einsatz, da hier in der Regel ein geringer Strömungswiderstand erforderlich ist.
Veröffentlichungsdatum: 19. November 2024