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Absperrklappen sind Drehregler, die für ihre kompakte Bauweise, ihr geringes Gewicht und ihren geringen Druckabfall bekannt sind. Sie regulieren den Flüssigkeitsfluss mithilfe einer Scheibe (dem „Schmetterling“), die sich um 90 Grad um eine zentrale oder versetzte Achse dreht.
Basierend auf der Beziehung zwischen der Scheibe, dem Schaft und der Dichtfläche des Ventilkörpers werden Absperrklappen hauptsächlich in drei Typen eingeteilt:
Ich. Konzentrische/Null-Offset-Absperrklappe
Design & Prinzip
- Konzentrizität definiert: In diesem grundlegenden und wirtschaftlichsten Design sind die drei zentralen Punkte – die Stammachse , die Mitte der Scheibe , und die Pipeline-Zentrum – sind alle auf derselben Achse ausgerichtet.
- Dichtungsmechanismus: Es verwendet normalerweise a elastischer Sitz (weicher Sitz) aus Elastomermaterial (wie EPDM oder NBR) oder PTFE-Auskleidung. Der Rand der Scheibe reibt ständig während des gesamten Öffnungs- und Schließhubs gegen den Weichsitz drückt. Die Abdichtung wird durch die Kompression und elastische Verformung des Weichsitzes gegen die Scheibe erreicht.
Anwendungsprofil
- Vorteile: Einfache Konstruktion, kostengünstigste, blasendichte Absperrung (Klasse VI) bei Niederdruck- und Tieftemperaturanwendungen.
- Nachteile: Hohe Reibung und Abnutzung des Sitzes, was seinen Einsatz in abrasiven oder stark beanspruchten Umgebungen einschränkt.
- Typische Anwendungen: Wasseraufbereitung, allgemeine Versorgungseinrichtungen, HVAC-Systeme und Niederdruckanwendungen, die eine einfache EIN/AUS-Isolierung erfordern.
II. Doppelexzentrische Absperrklappe (Hochleistung)
Design & Prinzip
Das Double-Offset-Design führt zwei Offsets ein, um die Leistung zu verbessern und die Reibung im Vergleich zum Zero-Offset-Typ zu verringern:
- Erster Versatz (Achsenversatz): Der Schaft ist von der Mitte der Rohr-/Ventilbohrung versetzt.
- Zweiter Versatz (Ebenenversatz): Der Schaft ist von der Mittellinie der Scheibendichtfläche versetzt.
- Dichtungsmechanismus: Diese Geometrie bewirkt, dass die Scheibe abheben Befestigen Sie den Sitz sofort beim Öffnen und lassen Sie den Sitz erst während der letzten paar Grad des Schließens einrasten. Dies Reduziert Reibung und Sitzverschleiß erheblich . Sie verwenden sowohl weiche Sitze (PTFE/RPTFE) als auch üblicherweise Metallsitze.
Anwendungsprofil
- Vorteile: Deutlich reduziertes Betriebsdrehmoment und Verschleiß, bewältigt höhere Druckstufen (z. B. ANSI-Klasse 150/300) und eignet sich hervorragend für den Drossel- (Modulations-) Betrieb.
- Typische Anwendungen: Chemische Verarbeitungs-, Öl- und Gas-, Raffinerie- und Energieerzeugungssysteme, bei denen mittlere bis hohe Drücke und Temperaturen herrschen und eine Kombination aus Absperrung und Durchflussregelung erforderlich ist.
III. Dreifach-Offset-Absperrklappe (TOV)
Design & Prinzip
Die dreifach versetzte Absperrklappe ist das fortschrittlichste Design und führt einen dritten geometrischen Versatz für eine hervorragende Abdichtung unter kritischen, schwierigen Betriebsbedingungen ein:
- Erster Versatz (Das Gleiche wie Double-Offset).
- Zweiter Versatz (Das Gleiche wie Double-Offset).
- Dritter Versatz (Dichtungsgeometrie): Der Ventilsitz und die Scheibendichtung sind maschinell bearbeitet exzentrisches Kegelprofil .
- Dichtungsmechanismus: Diese geometrische Gestaltung sorgt dafür, dass der Scheibendichtring in den Gehäusesitz eingreift Reibungsfreie Nockenwirkung . Die Scheibe macht nur Linienkontakt mit dem Sitz am absoluten Schließpunkt.
- Material: TOVs verfügen fast ausschließlich über a Metall-auf-Metall-Dichtung (harte Dichtung).
Anwendungsprofil
- Vorteile: Erreicht echte, bidirektionale Null-Leckage (blasendichter) Absperrverschluss mit Metallsitzen, geeignet für den Einsatz bei extrem hohen Temperaturen und hohem Druck, von Natur aus feuersicher (gemäß API 607/6FA-Standards).
- Typische Anwendungen: Hochdruckdampf, Thermoflüssigkeit, Kohlenwasserstoffbetrieb, abrasive Medien und kritische Isolationspunkte in Branchen wie Energieerzeugung, Petrochemie, Metallurgie sowie Zellstoff und Papier . Sie ersetzen häufig sperrigere und teurere Schieber oder Kugelventile.
Beyond Type: Wesentliche Designvariationen
Zusätzlich zu den drei oben genannten Funktionstypen werden Absperrklappen auch nach der Art der Gehäuseverbindung und der Funktionsweise klassifiziert.
IV. Körperverbindungsstile
Die Wahl des Verbindungsstils hat Auswirkungen auf Installation, Wartung und darauf, ob das Ventil am Ende einer Rohrleitung verwendet werden kann (End-of-Line-Service).
| Verbindungsstil | Beschreibung | Hauptmerkmal und Anwendung |
|---|---|---|
| Wafer | Ein dünner, kompakter Körper, der mithilfe langer Schrauben, die durch die gesamte Flansch-/Ventilbaugruppe verlaufen, zwischen zwei Rohrflanschen „eingeklemmt“ werden kann. | Niedrigste Kosten, geringstes Gewicht. Ohne Blindflansch nicht für den End-of-Line-Betrieb einsetzbar, da das Rohr auf einer Seite abgestützt bleiben muss. |
| Lug-Stil | Der Ventilkörper ist umlaufend mit Gewindebohrungen (Laschen) versehen, sodass er direkt an jedem Rohrflansch separat verschraubt werden kann. | Ideal für den End-of-Line-Service. Ermöglicht das Entfernen des Rohrs auf einer Seite, ohne das Rohr auf der anderen Seite des Ventils zu beschädigen. Höhere Kosten als Wafer. |
| Mit Flansch | Der Ventilkörper verfügt über eigene integrierte Flansche, ähnlich einem herkömmlichen Absperr- oder Durchgangsventil. | Am schwersten und teuersten. Wird für große Rohrgrößen oder in Anwendungen verwendet, die maximale Festigkeit und einfache Ausrichtung erfordern. |
V. Betätigungsmethoden
Absperrklappen sind Vierteldrehventile (90°-Bedienung) und können auf verschiedene Arten betätigt werden:
| Betätigungsmethode | Prinzip | Eignung und Merkmale |
|---|---|---|
| Handbuch | Betrieben von a Hebel (für kleinere Ventile) oder a Getriebe/Handrad (für größere Ventile oder Anwendungen mit hohem Drehmoment). | Einfach, kostengünstig, zuverlässig. Am besten geeignet für Ventile, die selten betätigt werden oder bei denen eine schnelle Schließzeit nicht entscheidend ist. |
| Pneumatisch | Verwendet Druckluft (normalerweise 60 bis 125 PSI), um einen Kolben oder einen Zahnstangenmechanismus anzutreiben und so den Schaft zu drehen. | Schnellster Betrieb (häufig 1 Sekunde oder weniger), geeignet für Hochtakt- und EIN/AUS-Anwendungen und von Natur aus explosionsgeschützt . Kann als „ausfallsicher“ konfiguriert werden (z. B. Federrückstellung zum Öffnen oder Schließen bei Luftverlust). |
| Elektrisch | Verwendet einen Elektromotor und ein Getriebe zur Erzeugung einer Drehbewegung. | Höchste Präzision bei der Modulation/Drosselung. Ideal für Fernsteuerung, Integration in DCS/PLC-Systeme und Anwendungen, bei denen keine Luftversorgung verfügbar ist. Langsamerer Betrieb als pneumatisch. |
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