Anmerkung der Redaktion: Dieses neuartige Multifunktions-Wasserpumpen-Steuerventil, das am Druckrohr einer Kreiselpumpe installiert wird, vereint die Funktionen eines Absperrschiebers, eines Rückschlagventils und eines Druckstoßdämpfers. Dieser Artikel beschreibt Aufbau, Leistungsparameter, Funktionsprinzip, Installation und Inbetriebnahme sowie die zu beachtenden Sicherheitsvorkehrungen des Multifunktions-Wasserpumpen-Steuerventils. I. Funktionale Anforderungen Kreiselpumpen gehören zu den am häufigsten eingesetzten Wasserpumpen in der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung. Um den ordnungsgemäßen Betrieb der Pumpe zu gewährleisten, werden üblicherweise je nach Bedarf Absperrschieber, Rückschlagventile und Druckstoßdämpfer am Druckrohr installiert. Diese drei Ventile erfüllen im Pumpenbetrieb unterschiedliche Funktionen: Der Absperrschieber ist normalerweise geschlossen; er öffnet sich langsam beim Anlaufen der Pumpe und schließt sich langsam beim Abschalten. Diese automatische Anlauf- und Abschaltautomatik verhindert effektiv Druckstöße beim Anfahren und Abschalten der Pumpe und reduziert gleichzeitig die Motorlast beim Anfahren. Die Wellenleistung der Pumpe ist bei Förderstromstillstand minimal und beträgt typischerweise nur 30 % der Auslegungswellenleistung. Eine weitere Funktion von Absperrschiebern besteht darin, sichere Wartungsbedingungen für Ventile wie Rückschlagventile zu gewährleisten, die zwischen Absperrschieber und Wasserpumpe installiert sind, und den Rückfluss von Wasser im Druckrohr bei geschlossenem Absperrschieber zu verhindern. Rückschlagventile können durch plötzliche Stromausfälle verursachte Änderungen der Wasserflussrichtung und somit Rückfluss verhindern. Das plötzliche Schließen von Rückschlagventilen kann jedoch leicht zu Druckstößen führen. Bei großer Förderhöhe der Wasserpumpe können starke Druckstöße und plötzlich auftretender hoher Druck zu Rohrbrüchen und schweren Produktionsunfällen führen. Eine gängige Methode zur Vermeidung von Druckstoßschäden an Wasserleitungen ist die Installation von Druckstoßdämpfern am Druckrohr der Wasserpumpe. Um den Betrieb von Wasserpumpen zu automatisieren, die Verwaltung zu vereinfachen, den Arbeitsaufwand zu reduzieren und die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wurden manuelle Ventile durch hydraulische und elektrische Ventile ersetzt. Zahlreiche technische Verbesserungen an einzelnen Ventilen führten zu neuen Ventiltypen wie langsam öffnenden und langsam schließenden Rückschlagventilen, langsam wirkenden Hydraulikventilen, automatischen langsam schließenden Absperrschiebern und selbstschließenden Ventilen mit zwei Geschwindigkeiten. Diese Maßnahmen haben zwar in der Praxis einige Erfolge erzielt, sind aber noch nicht vollständig zufriedenstellend. Die Verwendung von Drucksensoren und elektrischer Antriebssteuerung ist komplex und fehleranfällig, und Verbesserungen an einzelnen Ventilen können die Hauptprobleme des automatischen Betriebs nicht lösen. Daher wurde die Entwicklung eines Ventils vorangetrieben, das gleichzeitig als Absperrventil, Rückschlagventil und Druckstoßdämpfer fungiert und die genannten umfassenden Anforderungen bei geringem Platzbedarf erfüllt. Das multifunktionale Wasserpumpen-Steuerventil JD745X ist eine der vielversprechendsten Optionen. Es zeichnet sich durch vielfältige Funktionen, zuverlässigen und einfachen Betrieb, Wartungsfreundlichkeit und automatischen Betrieb entsprechend den Anforderungen der Wasserpumpe aus und erfreut sich daher großer Beliebtheit bei Anwendern. Dieses multifunktionale Wasserpumpen-Steuerventil ist für drei Betriebsdrücke erhältlich: 1,0 MPa, 1,6 MPa und 2,5 MPa. Der Betriebsdruck beträgt mindestens 0,1 MPa, die Medientemperatur liegt zwischen 0 und 80 °C, die Schließzeit ist von 3 bis 90 s einstellbar, der Druckverlust bei einer Rohrleitungsgeschwindigkeit von 2 m/s beträgt weniger als 0,01 MPa und der Druckstoß ist weniger als das 1,5-fache des Betriebsdrucks. Der Nenndurchmesser liegt zwischen DN50 und DN10000. II. Grundaufbau Die Abmessungen des Ventils entsprechen denen eines Standard-Rückschlagventils und bestehen aus einem Hauptventil und externem Zubehör. Das Hauptventil umfasst das Ventilgehäuse, die Druckplatte mit Membran, die große Ventilplatte, die langsam schließende Ventilplatte, den Ventilsitz und die Ventilspindel. Die langsam schließende Ventilplatte ist über die Ventilspindel mit der Druckplatte und der Membran verbunden. Die Membran ist zwischen Ventildeckel und Membransitz eingepresst, und ihre Auf- und Abwärtsbewegung bewirkt die Bewegung der langsam schließenden Ventilplatte. Die Ventilspindel verläuft durch die zentrale Bohrung der großen Ventilplatte, wodurch diese sich innerhalb eines bestimmten Bereichs entlang der Spindel verschieben kann. Normalerweise wird die große Ventilplatte durch ihr Eigengewicht und den Druck der oberen Klemmfeder gegen den Ventilsitz gepresst und hält das Ventil geschlossen. Die externen Anbauteile des Multifunktions-Wasserpumpen-Steuerventils sind beidseitig der Ventilmembran sowie an den Ein- und Auslassrohren des Ventils angebracht. Die untere Kammer der Membran ist mit dem Einlassrohr des Ventils verbunden und mit einem Steuerventil, einem Filter und einem speziell entwickelten Rückschlagventil ausgestattet. Die obere Kammer der Membran ist mit dem Auslassrohr des Ventils verbunden und enthält lediglich einen Filter und ein Steuerventil. Die Bewegung und Position der großen Ventilplatte und der langsam schließenden Ventilplatte im Inneren des Hauptventils bestimmen die Änderungen des Betriebszustands sowie das Öffnen und Schließen des Ventils. Die externen Zubehörteile und Rohrleitungen des Ventils übertragen die Druckänderungen vor und nach dem Ventil auf die durch die Membran im Inneren des Ventils getrennten oberen und unteren Kammern. Sie steuern die Bewegung der Hauptventilplatte und der langsam schließenden Ventilplatte und können deren Schließgeschwindigkeit durch Justierung der Zubehörteile so anpassen, dass die Öffnungs- und Schließzeiten des Ventils im vorgegebenen Bereich liegen. III. Funktionsprinzip: Das multifunktionale Wasserpumpen-Steuerventil arbeitet automatisch beim Starten und Stoppen der Wasserpumpe. Das Funktionsprinzip wird im Folgenden erläutert: (1) Im Stillstand der Pumpe ist die Ventilplatte unter dem statischen Druck am Auslass und in der oberen Kammer der Membran vollständig geschlossen. (2) Beim Starten der Wasserpumpe wird der Wasserdruck über die Bypassleitung in die untere Kammer geleitet. Unter dem Wasserdruck am Einlass und in der unteren Kammer öffnen sich die Hauptventilplatte und die langsam schließende Ventilplatte langsam. (3) Unter dem Druck am Einlass erreicht die Ventilplatte ihren maximalen Öffnungswinkel. Die Öffnungshöhe ist vom Durchfluss abhängig. (4) Sobald die Pumpe stoppt, sinken Fördermenge und Druck abrupt, und die Hauptventilplatte beginnt sich unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten zu bewegen. (5) Bei nahezu null Fördermenge schließt das Hauptventil. Eine Ablauföffnung in der Hauptventilplatte reduziert die Stoßkräfte des Wasserschlags. Zwischen dem oberen und unteren Teil der Hauptventilplatte entsteht ein Druckunterschied. Der Wasserdruck am Ventilausgang strömt über das Bypassrohr in die obere Kammer und drückt auf die Membrandruckplatte. Dadurch wird das Wasser aus der unteren Kammer in den Ventileinlass abgeleitet, und die langsam schließende Ventilplatte beginnt sich langsam zu schließen. (6) Die langsam schließende Ventilplatte verschließt die Ablauföffnung vollständig, und das Ventil kehrt in den Ausgangszustand (Pumpenstopp) zurück. IV. Installation und Inbetriebnahme: Vor der Installation des Multifunktions-Steuerventils für die Wasserpumpe ist zu prüfen, ob das Hauptventil unbeschädigt ist, alle Befestigungselemente fest sitzen und alle Zubehörteile vorhanden sind. Anschließend ist die Installation gemäß dem Installationsplan des Multifunktions-Steuerventils durchzuführen. Beachten Sie die Position der Steuerleitung am Hauptventil und den Betriebszustand des Ventils. Eine Steuerleitung mit Rückschlagventil ist an einem Ende mit der unteren Membrankammer und am anderen Ende mit dem Einlassrohr des Ventils verbunden. Die zweite Steuerleitung ist an einem Ende mit der oberen Membrankammer und am anderen Ende mit dem Auslassrohr des Ventils verbunden. Die Regel- und Steuerventile in Abbildung 3 müssen vollständig geöffnet sein. Das Hauptventil muss waagerecht eingebaut werden. Achten Sie darauf, dass die Richtung der Markierung am Ventilkörper der Wasserflussrichtung entspricht und nicht umgekehrt eingebaut wird. Das Entlüftungs- und das Ablassventil am Ventildeckel und am Membransitz dienen der Entlüftung und Entleerung des Wassers bei der ersten Inbetriebnahme des Multifunktionsventils und sind normalerweise geschlossen. Die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des Hauptventils kann je nach Bedarf über ein Regelventil eingestellt werden. Lässt sich das Hauptventil bei der Inbetriebnahme nicht öffnen, überprüfen Sie anhand von Abbildung 3 sorgfältig den korrekten Anschluss der Steuerleitung und stellen Sie sicher, dass alle Ventile an der Steuerleitung geöffnet sind. Prüfen Sie den Filter auf Verstopfungen. Schließt das Hauptventil nicht dicht, prüfen Sie zunächst die Einbaulage des Steuerrohrs und der Ventile an der Rohrleitung. Dreht die Pumpe auch nach mehrmaligem Öffnen und Schließen des Hauptventils weiterhin die Richtung, deutet dies auf Fremdkörper im Ventil oder eine Beschädigung der Ventilplatte hin. Tritt beim Entlüften und Ansaugen Wasser aus der unteren Kammer der Membransteuerkammer aus, ist die Membran wahrscheinlich beschädigt.