Ringkolbenventil
Regelventil zur stufenlosen Regelung oder Drosselung des Durchflusses von Rohrleitungen
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Das Ringkolbenventil (auch Rohrkolbenventil oder Ringkolbenschieber) ist ein Regelventil zur stufenlosen Regelung oder Drosselung des Durchflusses von Rohrleitungen. Auch bei hohen Differenzdrücken können damit sicher und exakt die Durchflussmengen bis zum Maximum eingestellt werden. Unter Vermeidung von Druckstößen gestattet die Armatur das präzise und sanfte Öffnen und Schließen von Rohrleitungen großer Nennweiten, ohne dabei Kavitation zu verursachen.
Wichtiges Einsatzfeld ist der Einbau an Grundablässen und Kraftwerksleitungen von Talsperren, um die Wasserabgabe in das weiterführende Gewässer zu regeln.[1]
Aufbau und Wirkung
Den Kern eines Ringkolbenventils bildet ein zentraler, strömungsgünstiger Verschlusskolben (engl. Plunger), der innerhalb einer Rohrleitungsaufweitung geführt wird und in Strömungsrichtung verschiebbar ist. In jeder Kolbenstellung wird ein ringförmiger Drosselquerschnitt erzeugt, der bei rotationssymmetrischer Strömungsführung über den gesamten Öffnungsbereich eine lineare Regelcharakteristik ermöglicht.
Am hinteren Ende gleitet der tropfenförmige Kolben auf den Dichtring des Gehäuses und verschließt zusammen mit dem auf dem Kolben liegenden Profildichtring die Rohrleitung. Ein außen liegender Antrieb bewegt den Plunger in horizontaler Richtung, wodurch beim Öffnen ein ringförmiger Spalt zwischen Gehäuse und Kolben entsteht. Je weiter der Plunger gegen die Strömungsrichtung zurück gefahren wird, umso größer wird der Spalt und umso mehr Wasser kann ausströmen.
Kavitationsbehandlung
Durch die Querschnittsverengung innerhalb des Ringkolbenventils besteht grundsätzlich die Gefahr von Kavitation: aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit ändert sich an der Engstelle der Druck, der so unter den Verdampfungsdruck des Wassers sinken kann. Dampfblasen bilden sich, die von der Strömung mitgerissen werden. Bei wieder steigendem Druck fallen diese schlagartig zusammen – sie implodieren. Dabei entstehen extreme Druckspitzen, durch die in kürzester Zeit Materialschädigungen an den Leitungen und Armaturen auftreten.
Zur Verhinderung des Materialabtrags sind Ringkolbenventile so konstruiert, dass der Auslaufstrom die Dampfblasen zur Mitte des Ventils lenkt; beim Zusammentreffen der Dampfblasen mit dem Wasserstrom werden diese zerstört und schädigen das Ventil nicht.[2]
Literatur
Gerhard Bollrich: Technische Hydromechanik 1, Grundlagen. 8. Auflage. Beuth Verlag, Berlin; Wien; Zürich 2019, ISBN 978-3-410-23481-4, S. 450.
Weblinks
- Funktion Ringkolbenventil auf avk-armaturen.de
- Talsperre Pirk: Funktionsweise des Ringkolbenventils auf youtube.com
- Düker Ringkolbenventil RKV Typ 7015 auf youtube.com