Funktionsprinzip

Die Funktionsweise ähnelt der eines Kugelhahns, der ein schnelles Absperren ermöglicht. Absperrklappen werden im Allgemeinen bevorzugt, da sie weniger kosten als andere Ventilkonstruktionen und leichter sind, sodass sie weniger Unterstützung benötigen. Die Scheibe wird in der Mitte des Rohres positioniert. Eine Stange verläuft durch die Scheibe zu einem Aktuator an der Außenseite des Ventils. Durch Drehen des Stellantriebs wird die Scheibe entweder parallel oder senkrecht zur Strömung gedreht. Im Gegensatz zu einem Kugelhahn befindet sich die Scheibe immer im Durchfluss und führt daher auch im geöffneten Zustand zu einem Druckabfall.

Eine Absperrklappe gehört zur Familie der sogenannten KlappenventileVierteldrehventile. Im Betrieb ist das Ventil vollständig geöffnet oder geschlossen, wenn die Scheibe um eine Vierteldrehung gedreht wird. Der „Schmetterling“ ist eine auf einer Stange montierte Metallscheibe. Bei geschlossenem Ventil wird die Scheibe so gedreht, dass sie den Durchgang vollständig versperrt. Wenn das Ventil vollständig geöffnet ist, wird die Scheibe um eine Vierteldrehung gedreht, sodass ein nahezu ungehinderter Durchgang der Flüssigkeit möglich ist. Das Ventil kann auch schrittweise geöffnet werden, um den Durchfluss zu drosseln.

Es gibt verschiedene Arten von Absperrklappen, die jeweils für unterschiedliche Drücke und unterschiedliche Verwendungszwecke geeignet sind. Die Null-Offset-Absperrklappe, die die Flexibilität von Gummi nutzt, hat die niedrigste Druckstufe. Die leistungsstarke, doppelt versetzte Absperrklappe, die in Systemen mit etwas höherem Druck verwendet wird, ist von der Mittellinie des Scheibensitzes und der Gehäusedichtung (Versatz eins) und der Mittellinie der Bohrung (Versatz zwei) versetzt. Dadurch entsteht während des Betriebs eine Nockenwirkung, die den Sitz aus der Dichtung hebt, was zu weniger Reibung als bei der Null-Offset-Konstruktion führt und die Verschleißneigung verringert. Das für Hochdrucksysteme am besten geeignete Ventil ist die dreifach versetzte Absperrklappe. Bei diesem Ventil ist die Kontaktachse des Tellersitzes versetzt, wodurch ein Gleitkontakt zwischen Teller und Sitz praktisch ausgeschlossen wird. Bei dreifach exzentrischen Ventilen besteht der Sitz aus Metall, so dass er so bearbeitet werden kann, dass bei Kontakt mit der Scheibe ein blasendichter Abschluss erreicht wird.

Typen

1. Konzentrische Absperrklappen – dieser Ventiltyp hat einen elastischen Gummisitz mit einer Metallscheibe.
2. Doppelt exzentrische Absperrklappen (Hochleistungsabsperrklappen oder doppelexzentrische Absperrklappen) – für Sitz und Klappe werden unterschiedliche Materialien verwendet.
3. Dreifach exzentrische Absperrklappen (dreifach versetzte Absperrklappen) – die Sitze sind entweder laminiert oder in Vollmetallsitzausführung ausgeführt.

Absperrklappe in Zwischenflanschausführung

Die Absperrklappe im Wafer-Stil ist so konzipiert, dass sie eine Abdichtung gegen bidirektionale Druckdifferenzen aufrechterhält, um einen Rückfluss in Systemen zu verhindern, die für einen unidirektionalen Durchfluss ausgelegt sind. Dies wird durch eine dicht schließende Dichtung erreicht; Das heißt, Dichtung, O-Ring, präzisionsgefertigt und eine flache Ventilfläche auf der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des Ventils.

Absperrklappe in Laschenbauweise

Ventile in Lug-Ausführung verfügen über Gewindeeinsätze auf beiden Seiten des Ventilkörpers. Dadurch können sie mit zwei Schraubensätzen und ohne Muttern in ein System eingebaut werden. Das Ventil wird zwischen zwei Flanschen installiert, wobei für jeden Flansch ein separater Schraubensatz verwendet wird. Dieser Aufbau ermöglicht die Trennung beider Seiten des Rohrleitungssystems, ohne die andere Seite zu beeinträchtigen.

Eine Absperrklappe in Laschenbauweise, die im Dead-End-Betrieb verwendet wird, hat im Allgemeinen eine reduzierte Druckstufe. Beispielsweise hat eine zwischen zwei Flanschen montierte Absperrklappe in Laschenbauweise einen Nenndruck von 1.000 kPa (150 psi). Das gleiche, mit einem Flansch montierte Ventil im Dead-End-Betrieb hat einen Nenndruck von 520 kPa (75 psi). Muffenventile sind extrem beständig gegen Chemikalien und Lösungsmittel und halten Temperaturen bis zu 200 °C stand, was sie zu einer vielseitigen Lösung macht.

Zellenradschleuse

Zellenradschleusen stellen eine Weiterentwicklung der allgemeinen Absperrklappen dar und werden hauptsächlich in der pulververarbeitenden Industrie eingesetzt. Anstatt flach zu sein, ist der Schmetterling mit Taschen ausgestattet. Im geschlossenen Zustand funktioniert es genau wie eine Absperrklappe und ist dicht. Wenn es sich jedoch in der Rotation befindet, ermöglichen die Taschen das Abtropfen einer definierten Menge an Feststoffen, wodurch sich das Ventil für die Dosierung von Schüttgütern durch Schwerkraft eignet. Solche Ventile sind normalerweise klein (weniger als 300 mm), werden pneumatisch betätigt und drehen sich um 180 Grad hin und her.

Einsatz in der Industrie

In der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie wird eine Absperrklappe verwendet, um den Produktfluss (fest, flüssig, gasförmig) innerhalb des Prozesses zu unterbrechen. Die in diesen Branchen verwendeten Ventile werden in der Regel nach cGMP-Richtlinien (aktuelle gute Herstellungspraxis) hergestellt. In vielen Branchen, insbesondere in der Erdölindustrie, ersetzten Absperrklappen aufgrund der geringeren Kosten und der einfachen Installation im Allgemeinen Kugelhähne. Rohrleitungen mit Absperrklappen können jedoch nicht zur Reinigung „molchiert“ werden.

Geschichte

Die Absperrklappe wird seit dem späten 18. Jahrhundert verwendet. James Watt verwendete in seinen Dampfmaschinen-Prototypen eine Absperrklappe. Mit Fortschritten in der Materialherstellung und Technologie könnten Absperrklappen kleiner gemacht werden und extremeren Temperaturen standhalten. Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden synthetische Kautschuke in den Dichtungselementen verwendet, wodurch die Absperrklappe in vielen weiteren Branchen eingesetzt werden konnte. Im Jahr 1969 patentierte James E. Hemphill eine Verbesserung der Absperrklappe, die das hydrodynamische Drehmoment reduzierte, das zur Änderung der Ausgangsleistung der Klappe erforderlich war.