Die Rolle von Rückschlagventilen in der Wasserversorgung

Rückschlagventile sind Vorrichtungen, die das jeweilige Medium in einem Leitungssystem nur in eine Richtung fließen lassen. Im weitesten Sinn besteht die Funktion eines Rückschlagventils daher in der Fluidsteuerung. Sie finden in den verschiedensten Branchen konkrete Anwendungen.

Rückschlagventile – auch bekannt als Rückschlagarmaturen, Einwegventile oder Rückflussverhinderer – verhindern, dass fließende Medien in den Rohrleitungen zurückfließen. Damit erfüllen Rückschlagventile unter anderem folgende Aufgaben:
 

Schutz von Einrichtungen

Geräte, die nur für einseitigen Fluss ausgelegt sind, werden durch Rückflüsse leicht beschädigt. Daher werden vor Zählern, Steigleitungen, Filter und insbesondere vor Pumpen häufig Rückschlagventile montiert. Wasserschlag ist ein weiteres, potenziell gefährliches Phänomen, das auftritt, wenn der Durchfluss plötzlich gestoppt wird. Rückschlagventile können die Auswirkungen dieser Druckstöße mindern, besonders dann, wenn das Ventil über eine Dämpfvorrichtung verfügt.
 

Verhinderung von Verunreinigung oder Vermischung der Medien

Da sie Rückflüsse verhindern, sorgen Rückschlagklappen dafür, dass sich der Inhalt verschiedener Reservoire nicht ungewünscht vermischen kann. In einer Wasseraufbereitungsanlage verhindern Rückschlagventile beispielsweise, dass bereits aufbereitetes Wasser zurück in die Kanalisation oder in Behälter mit unbehandeltem Wasser fließt.
 

Verhinderung des Auslaufens von Saugleitungen

Wird von einem tiefer gelegenem Reservoir in einen Hochbehälter gepumpt, so würde die Flüssigkeit aus der Saugleitung wieder auslaufen, sobald die Pumpe stoppt. Rückschlagventile verhindern diesen Rückfluss, wodurch keine Luft in die Leitung gelangen kann und die Saugleitung stets gefüllt bleibt. Der dafür meist eingesetzte Ventiltyp ist das Fußventil.

Rückschlagventile verfügen über zwei Öffnungen – einen Einlass und einen Auslass – und einen Verschlussmechanismus. Im Ruhezustand sind Rückschlagventile geschlossen. Sobald ein Medium durch die Einlassöffnung strömt, öffnet dessen Druck den Verschlussmechanismus. Wenn der Eingangsdruck aber unter den Ausgangsdruck fällt, sperrt der Verschlussmechanismus das Ventil. Dies kann geschehen, weil der Nachfluss unterbrochen wird, aber auch dann, wenn der Druck an der Auslassöffnung aus irgendeinem Grund höher ist als der Druck an der Einlassseite.

Was Rückflussverhinderer gegenüber anderen Ventiltypen auszeichnet, ist, dass sie selbsttätig funktionieren. Schieber oder Absperrklappen etwa müssen erst extern betätigt werden. Rückschlagventile hingegen funktionieren automatisch, da sie direkt von Druckunterschieden bzw. Durchfluss betätigt werden.

Der Verschlussmechanismus eines Rückschlagventils wird üblicherweise durch eine gespannte Feder, ein Gegengewicht oder von der Schwerkraft geschlossen gehalten. Damit sich das Ventil öffnet, muss das einströmende Medium die Kraft der Feder oder des Gewichts überwinden.

Rückschlagventile öffnen sich daher nicht bei beliebigen Druckunterschieden. Wäre das der Fall, so würde das Ventil schon geringste Mengen durchlaufen lassen. Stattdessen ist ein bestimmter Minimaldruck – der Öffnungsdruck – erforderlich, um ein Rückschlagventil zu öffnen. Der Öffnungsdruck eines Rückschlagventils gibt an, welcher Einlassdruck mindestens erforderlich ist, um das Ventil weit genug zu öffnen, damit es zu einem messbaren Durchfluss kommt.

Es existieren verschiedene Typen von Rückschlagarmaturen, die sich in Merkmalen wie Aufbau, Funktionsweise, Ventilmaterial und Größe unterscheiden. Meist werden sie nach Aufbau bzw. Design klassifiziert. Im Folgenden stellen wir die fünf häufigsten Typen von Rückschlagventilen vor:
 

Rückschlagventil mit Schwingklappen

Ventile dieses Typs werden häufig einfach Rückschlagklappen genannt. Sie enthalten eine Scheibe, die mit einem Scharnier einseitig im Ventilgehäuse befestigt ist. Strömt das Medium mit genügend Druck ein, so klappt diese Scheibe zur Seite und erlaubt den Durchfluss. Reicht der Eingangsdruck nicht mehr aus oder kommt es zu einem Rückfluss, so klappt die Scheibe zurück in Dichtstellung. Diese Ventile eignen sich gut als Rückflussverhinderer in Wasserleitungen und werden daher vielfach in Wasserverteilungssystemen eingesetzt.
 

Rückschlagklappen mit doppelt exzentrischer Scheibe

Diese Ventile enthalten eine doppelt exzentrische Ventilscheibe. Üblicherweise werden sie zwischen zwei Flanschen verbaut. Sie eignen sich besonders für große Durchflussquerschnitte. Für die Öffnung dieser Ventile ist ein vergleichsweise höherer Druck erforderlich. Kippscheiben-Rückschlagventile sind allerdings nicht als Rückflussverhinderer in Abwasserrohren geeignet, da sie keinen freien Druchgang und somit können sich an den umströmten Ventilteilen Feststoffe festsetzen.

Kugel-Rückschlagventil

Bei Kugel-Rückschlagventilen ist das Verschlusselement eine Kugel. Der Eingangsdruck hebt die Kugel aus ihrem Sitz und in eine spezielle Kammer. Fällt der Eingangsdruck, so läuft die Kugel zurück in ihren Sitz. So wird der Fluss abgesperrt und ein Rückfluss verhindert. Kugel-Rückschlagventile werden häufig in Abwasserrohre eingebaut, da der Verschlussmechanismus im offenen Zustand den Durchfluss nicht beeinträchtigt.
 

Fußventil

Fußventile werden häufig in Pumpleitungen eingesetzt. Stoppt die Pumpe, verhindern sie das Auslaufen des Wassers aus der Leitung. Sie werden am unteren Ende der Saugleitung montiert und verfügen meist über ein Sieb oder einen Saugkorb. Dadurch können Feststoffe aus dem Reservoir nicht in die Leitung gelangen. Diese Merkmale machen Fußventile zu geeigneten Rückschlagventilen in Pumpanwendungen.

Da dieser Ventiltyp mit Schwerkraft arbeitet, muss man Fußventile richtig – also vertikal – in die Leitung einbauen.
 

Axiales-Rückschlagventil

Diese Ventile werden von einer Feder geschlossen gehalten. Geräuscharme Axial-Rückschlagventile sind schnellschließende Ventile. Sie werden insbesondere als Rückschlagventile für Pumpen eingesetzt und verhindern, dass diese durch Rückflüsse gegen ihre Drehrichtung gedreht und dadurch beschädigt werden.

Rückflussverhinderer sind für die sichere Funktion von Leitungssystemen unverzichtbar. Sie sind praktisch, einfach einzubauen, kostengünstig, und sind für eine große Bandbreite an Anwendungen und Betriebsbedingungen erhältlich. Dafür muss allerdings auch das richtige Rückschlagventil für die konkrete Verwendung gewählt werden. Durch die richtige Auswahl können häufig auch die Kosten langfristig gesenkt werden.

Die folgenden Faktoren müssen beim Kauf eines Rückschlagventils beachtet werden:
 

• Anwendungsfall
  Rückschlagventile können als Rückflussverhinderer in verschiedensten Anwendungsfällen eingesetzt werden, unter anderem für Abwasser bzw. Schmutzwasser, Chemikalien oder Wasser. Die Anwendung bestimmt Design und Arbeitsweise des Ventils. Beispielsweise sind Kugelventile hervorragend für die Abwasserbehandlung geeignet, da sie den Durchfluss nicht beeinträchtigen. Als langsamschließende Ventile entsprechen sie hingegen nicht den Anforderungen, die die Mischung von Chemikalien stellt.
   

• Öffnungsdruck bzw. Mindest-Betriebsdruck
  Es ist enorm wichtig, ein Rückschlagventil der richtigen Größe und mit angemessenem Öffnungsdruck auszuwählen. Ist der Öffnungsdruck des Ventils zu hoch, so kann das fließende Medium dieses nicht öffnen. Andererseits kann auch ein zu niedriger Öffnungsdruck die Funktion des Rückschlagventils beeinträchtigen.
   

• Größe
  Ventile sind in verschiedensten Größen erhältlich. Die gewählte Dimensionierung des Rückschlagventils muss natürlich jener der Leitungen und anderer Vorrichtungen entsprechen.

• Lage und Ausrichtung
  Rückschlagventile sind grundsätzlich entweder für den senkrechten oder waagerechten Einbau ausgelegt. Sie funktionieren daher nur dann, wenn sie auch entsprechend dieser Ausrichtung montiert werden. Bei der Auswahl des Ventils muss daher auch beachtet werden, in welcher Lage es im Leitungssystem befinden wird.
   
• Material
  Das Material des Ventilkörpers und auch des Dichtsitzes müssen auf das fließende Medium abgestimmt sein. Rückschlagventile werden unter anderem aus Sphäroguss, Edelstahl, Messing, Polypropylen (PP) oder Polyvinylchlorid (PVC) gefertigt. Das Material muss sowohl mit den Rohren als auch mit dem Medium kompatibel sein. Die Rückschlagventile von Hawle bestehen aus widerstandsfähigem Sphäroguss und sind mit einer hochqualitativen, GSK-zertifizierten Epoxy-Beschichtung versehen.
   
• Betriebsbedingungen (Temperatur, Druck, Feuchtigkeit usw.)
  Die verschiedenen Bautypen und Materialien von Rückschlagventilen sind für verschiedene Betriebsdrücke, Temperaturen und Durchflussgeschwindigkeiten ausgelegt. Zur Wahl des richtigen Ventiltyps ist eine sorgfältige Betrachtung all dieser Faktoren unerlässlich.
   
• Kosten und Qualität von Rückschlagventilen
  Bei der Auswahl eines Rückschlagventils müssen neben den Kosten der Anschaffung auch die der Montage, der Wartung und des laufenden Betriebs berücksichtigt werden. Kosten sind meist ein wichtiger Auswahlfaktor, der direkt hinter Qualität und Funktion rangiert. Niedrige Anschaffungskosten resultieren nicht selten in hohen Betriebs- und Wartungskosten. Zudem können günstige Rückschlagventile beim Versagen schwerwiegende Probleme in Pumpanlagen verursachen.
  
  Manche Rückschlagventile erfordern kostspielige Leitungsveränderungen, was die Montagekosten erhöht. Je komplexer das Ventil, desto höher sind im Allgemeinen auch die Wartungs- und Reparaturkosten. Für manche komplexen Lösungen ist fachmännische Hilfe des Herstellers nötig. Der professionelle technische Support von Hawle steht bereit, um Sie bei jeglichen auftretenden Problemen zu unterstützen.