Unterschiede im Design der Absperrklappen

Absperrklappen gehören zu den beliebtesten industriellen Vierteldrehventilen, die verschiedene Durchflusssysteme für flüssige Medien steuern. Sie sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich und bieten vielfältige Vorteile, wie z. B. die Drehsteuerung, kleine Abmessungen für den Einsatz in Bereichen mit begrenztem Platzangebot und hervorragende Steuerungsmöglichkeiten. Sie sind außerdem leicht, kostengünstiger und ermöglichen einen hohen Durchflusskoeffizienten, was sie für viele Anwendungen nützlich macht. Aufgrund ihrer Konstruktion sind sie jedoch schwer zu reinigen und anfällig für Kavitation und Verstopfungen. Die Drosselung ist auf niedrige Differenzdrücke beschränkt. In diesem Artikel werden die verschiedenen Gestaltungsmöglichkeiten für Absperrklappen erläutert.

Was ist eine Absperrklappe?

A Eine Absperrklappe ist eine Vierteldrehungsklappe, die ähnlich funktioniert wie eine Kugelhahn . Wie der Name schon sagt, handelt es sich beim Schmetterling um eine mit einem Stab oder einer Spindel verbundene Scheibe, die sich auf eine Weise öffnet und schließt, die an den Flügelschlag eines Schmetterlings erinnert. Die Absperrklappe schließt, wenn die Stange die Scheibe um 90° in eine Position senkrecht zur Strömungsrichtung dreht, wodurch der Durchfluss eingeschränkt wird. Es öffnet sich, wenn sich die Scheibe zurückdreht, um den Medienfluss zu ermöglichen. Absperrklappen werden in vielen Branchen zum Drosseln, Ein-/Ausschalten oder Modulieren eingesetzt, um den Medienfluss (Gas, Flüssigkeit oder Schlämme) durch Industriesysteme zu steuern. Sie ermöglichen den Flüssigkeitsfluss nur in eine Richtung. Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel über Absperrklappen.

Kontrollmethode

Das Verschlusselement einer Absperrklappe besteht aus einer kreisförmigen Metallscheibe oder einem Flügel, der sich um eine Achse im rechten Winkel zur Strömungsrichtung im Rohr dreht. Wenn die Scheibe auf einer Welle gedreht wird, dichtet sie gegen Sitze im Ventilgehäuse ab. Die dünne Scheibe befindet sich immer im Durchgang, bietet jedoch nur einen geringen Strömungswiderstand. Diese Ventile bieten eine Drehbewegung der Spindel von 90 Grad oder weniger in einem kompakten Design. Im Gegensatz zu Kugelhähnen haben Absperrklappen keine Taschen, in denen Flüssigkeiten eingeschlossen werden können, wenn das Ventil geschlossen ist. Die Ventilbetätigungszeit ist kurz, da das Ventilelement um eine Vierteldrehung gedreht wird, um den Durchgang zu öffnen oder zu schließen.

Funktion

Absperrklappen können für den Auf/Zu-Betrieb oder zur Drosselung verwendet werden. Wenn ein Ventil den Durchfluss drosselt oder moduliert, steuert es die Geschwindigkeit und Kapazität des Mediums durch das Ventil.

A Absperrklappen für Auf/Zu-Dienste haben in der Regel eine Leitungsgröße und erfordern in geöffneter Stellung den geringsten verfügbaren Druckabfall.

Steuerventile sind ein wichtiger Bestandteil eines Flüssigkeitshandhabungssystems. Die Auswahl einer Absperrklappe für diese Funktion erfordert mehr Berechnungen und die Berücksichtigung der Systemanforderungen. Der Benutzer muss in der Lage sein, den maximalen Durchflussbedarf zu ermitteln, der dem Auslegungsdurchfluss entspricht, und den maximal zulässigen Druckabfall, der vom beratenden Ingenieur angegeben wird und normalerweise maximal drei bis fünf Pfund beträgt. Dieser Druckabfall sollte niemals die Hälfte des Eingangsdrucks überschreiten.

Typen

AbsperrklappenbildDer Typ der Absperrklappe wird durch die Gestaltung des Sitzes und der Scheibe bestimmt.

Bei konzentrisch konstruierten Ventilen ist der Drehpunkt von der Mittellinie des Ventiltellers nach hinten verschoben. Das Design basiert auf einer Reibungsdichtung zwischen Dichtung und Sitz, die konisch und mittig gestaltet sind. Es eignet sich am besten für Ventile mit weichem Sitz.

Doppelt exzentrisch konstruierte Ventile werden auch als Hochleistungsventile bezeichnet. Die Dichtebene der Scheibe ist von der Drehachse versetzt, was zu einer ununterbrochenen kreisförmigen Dichtfläche auf der Scheibe führt, die die Platzierung eines kreisförmigen Dichtelements im Ventil ermöglicht. Die Drehachse der Scheibe ist seitlich von der Mitte verschoben, so dass sie sich vom Sitz wegbewegt, um ein Verklemmen beim Öffnen und Schließen des Ventils zu verhindern. Doppelexzentrische Ventile beseitigen Verschleißstellen rund um die Scheibe oben und unten am Sitz und verlängern die Lebensdauer der leckagefreien Leistung des Ventils. Sitze sind in Metall oder Kunststoff erhältlich. Metallsitze sind langlebig, bieten jedoch keine so gute Abdichtung wie weiche Kunststoffsitze wie Polytetrafluorethylen (PTFE) und gefülltes PTFE.

Basierend auf Karosseriekonstruktion und Verbindungsdesign

Absperrklappen in Zwischenflanschausführung

A Absperrklappen in Zwischenflanschausführung sind die wirtschaftlichste Bauweise. Es wird zwischen zwei Rohrflanschen eingelegt, um den Durchfluss zu ermöglichen und gegen bidirektionale Differenzdrücke und Rückfluss in universellen Durchflusssystemen abzudichten. Es ist leicht und bietet geringere Anschaffungs- und Installationskosten.

Diese Ventile können außerhalb ihres Gehäuses Flanschlöcher haben oder auch nicht (Abbildung 3, links). Die Rohrflansche werden mit langen Schrauben, die durch das gesamte Ventilgehäuse verlaufen, mit der Rohrleitung verbunden. Dichtungen, O-Ringe und flache Ventilflächen sorgen für die Abdichtung zwischen Ventil und Rohrflanschen.

Absperrklappen in Flanschausführung

Absperrklappen in Flanschausführung  verwenden eine Scheibe oder einen Flügel, die zentral auf einer Welle, einem Schaft oder einem Flansch montiert sind und als Achse der rotierenden Scheibe dienen. Diese Ventile haben an beiden Enden zwei Flansche (Abbildung 3, Mitte), wodurch sie eine größere Baulänge haben als Ventile mit Laschen oder Zwischenflanschen. Die Position und Richtung der Scheibe relativ zu den Flanschen bestimmen die Strömungsrichtung.

Flansch-Absperrklappen können rotierend, pneumatisch oder hydraulisch sein und unter anderem in der Wasserverteilung, der chemischen Industrie und der Belüftung eingesetzt werden.

Stumpfgeschweißte Absperrklappen

Stumpfgeschweißte Absperrklappen sind doppelt oder dreifach versetzt und beständig gegen extreme Temperaturen, Druck und Korrosion. Dadurch eignen sie sich für den Einsatz in Heizsystemen, Erdgas, Energie, Chemie, Raffinerie und Chemiedienstleistungen.

Absperrklappen in Laschenbauweise

Diese Ventiltypen verfügen über Gewindeeinsätze (Laschen) außerhalb des Ventils (Abbildung 3, rechts). Sie verfügen über hervorstehende Beine, die mit Schraubenlöchern versehen sind, die denen im Rohr und in den Flanschen entsprechen. Das Ventil wird zwischen zwei Flanschen installiert, wobei für jeden Flansch ein Satz Schrauben verwendet wird. Die Installation ermöglicht einen Dead-End-Betrieb oder den Verzicht auf nachgeschaltete Rohrleitungen, ohne die andere Seite zu beeinträchtigen. Ein Vergleich zwischen Absperrklappen in Laschen- und Zwischenflanschausführung finden Sie in der folgenden Tabelle.