Was ist ein Absperrklappe?

Abbildung 1: Absperrklappe

Absperrklappen sind Vierteldrehungsarmaturen, die für Ein-Aus- oder Regelanwendungen beliebt sind. Sie sind leicht, platzsparend, schnell zu bedienen und in großen Durchflussöffnungen erhältlich. Der "Schmetterling" ist eine mit einer Welle verbundene Scheibe. Beim Öffnen des Ventils dreht sich die Scheibe und ermöglicht den Durchfluss. Zum Schließen wird die Scheibe durch eine Vierteldrehung der Welle in eine Position senkrecht zur Strömungsrichtung gedreht. In diesem Artikel erfahren Sie, wie eine Absperrklappe funktioniert, welche verschiedenen Arten es gibt, welche Antriebsoptionen verfügbar sind und mehr.

Inhaltsverzeichnis

• Absperrklappen im Vergleich zu anderen Ventiltypen
• Wie funktioniert eine Absperrklappe?
• Anschlussarten von Absperrklappen
• Betätigung von Absperrklappen
• Auswahlkriterien
• Symbol für Absperrklappen
• Häufig gestellte Fragen

Absperrklappen im Vergleich zu anderen Ventiltypen

Die Wahl einer Absperrklappe gegenüber anderen Ventiltypen kann aus mehreren Gründen vorteilhaft sein:

• Kompakte Bauform: Absperrklappen sind kompakt und leicht, was sie ideal für Anwendungen mit begrenztem Platz macht. Dies ist besonders vorteilhaft in großen Rohrleitungssystemen, wo Gewicht und Platz kritische Faktoren sind.
• Kosteneffizienz: Absperrklappen sind im Allgemeinen kostengünstiger als andere Ventiltypen, insbesondere in größeren Dimensionen. Ihre einfachere Bauform und weniger Komponenten tragen zu niedrigeren Herstellungs- und Wartungskosten bei.
• Schnelle Bedienung: Wie Kugelhähne sind Absperrklappen Vierteldrehungsarmaturen, die ein schnelles Öffnen und Schließen ermöglichen. Dies macht sie geeignet für Anwendungen, die eine schnelle Abschaltung oder häufige Betätigung erfordern.
• Durchflussregelung: Der Winkel der Scheibe steuert die Durchflussrate durch das Ventil.
• Große Auswahl an Größen: Absperrklappen sind in einer breiten Palette von Größen erhältlich, geeignet für kleine und große Anwendungen.

Erfahren Sie mehr über andere Ventiltypen in unserem Ventilübersichtsartikel.

Wie funktioniert eine Absperrklappe?

Eine Absperrklappe ist eine Vierteldrehungsarmatur, was bedeutet, dass der Griff (Abbildung 2, gekennzeichnet mit A) um 90° gedreht werden muss, um das Ventil vollständig zu öffnen oder zu schließen. Der Griff dreht die Welle (Abbildung 2, gekennzeichnet mit B), die wiederum die Scheibe (Abbildung 2, gekennzeichnet mit D) dreht. Beim Schließen des Ventils drückt die Scheibe gegen die Dichtung (Abbildung 2, gekennzeichnet mit E).

Zusätzlich beeinflusst der Winkel der Scheibe die Durchflussrate durch das Ventil. Dies macht die Absperrklappe zu einer ausgezeichneten Wahl für die Durchflussregelung über die reine Ein/Aus-Steuerung hinaus. Abbildung 2 zeigt typische Komponenten einer Absperrklappe.

Abbildung 2: Diagramm einer Absperrklappe mit Teilen: Griff (A), Welle (B), Anschluss (Zwischenflansch oder Lug) (C), Scheibe (D) und Dichtung (E).

Anschlussarten von Absperrklappen

Absperrklappen können auf verschiedene Weise an ein Rohrleitungssystem angeschlossen werden. Zwei gängige Anschlussarten sind Zwischenflansch- und Lug-Ausführungen. Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden besteht darin, dass Absperrklappen in Lug-Ausführung für Endleitungsanwendungen und Isolierung geeignet sind, während Absperrklappen in Zwischenflansch-Ausführung dies nicht sind.

Abbildung 3: Anschlussarten von Absperrklappen: Zwischenflansch-Typ (links) und Lug-Typ (rechts).

Zwischenflansch-Absperrklappe

Zwischenflansch-Absperrklappen (Abbildung 3 links) haben in der Regel vier Löcher, die mit dem Rohrleitungsanschluss übereinstimmen. Sie passen genau zwischen die Flansche der Rohrleitung, und ihre Gummidichtung sorgt für eine starke Abdichtung zwischen Ventil und Flansch. Wie in Abbildung 4 zu sehen ist, werden beidseitig mit Gewinde versehene Bolzen durch die Löcher im Ventil geführt und mit einer Mutter auf jeder Seite an der Rohrleitung befestigt. Zwischenflansch-Absperrklappen können nicht für Endleitungsdienste oder Isolierungszwecke verwendet werden. Für Wartungsarbeiten muss die gesamte Leitung abgeschaltet werden.

Abbildung 4: Beidseitig mit Gewinde versehene Bolzen werden durch die Löcher der Absperrklappe geführt.

Lug-Absperrklappe

Lug-Absperrklappen haben typischerweise vier oder mehr Gewindebohrungen auf jeder Seite. Wie in Abbildung 5 zu sehen ist, werden Bolzen auf beiden Seiten des Ventils durch die Anschlusslöcher am Rohrleitungsflansch und in die Gewindebohrungen am Ventil geführt. Diese Anschlussart ermöglicht es, Lug-Absperrklappen für Endleitungsdienste zu verwenden. Zusätzlich kann eine Seite der Rohrleitung isoliert und vom Ventil getrennt werden, ohne die gesamte Leitung abzuschalten. Bei Verwendung einer Lug-Absperrklappe für Endleitungsdienste wird ein Blindflansch empfohlen.

Abbildung 5: Bolzen verbinden die Lug-Absperrklappe beidseitig mit der Rohrleitung.

Betätigung von Absperrklappen

Absperrklappen können manuell mit Hebeln und Getrieben oder automatisch mit elektrischen oder pneumatischen Antrieben betätigt werden. Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung der verschiedenen Betätigungsmethoden.

Manuelle Absperrklappen

Manuell betätigte Absperrklappen sind kostengünstig und einfach zu bedienen. Die zwei gängigen Methoden sind:

• Druckhebel: Ein Druckhebel ist bei kleinen Absperrklappen üblich. Der Griff hat eine Rastung, die das Ventil in geöffneter, teilweise geöffneter oder geschlossener Position arretiert. Ein Beispiel ist in Abbildung 4 (links) zu sehen.
• Handrad und Getriebe: Diese werden für größere Absperrklappen verwendet. Sie nutzen ein Getriebe, um das Drehmoment auf Kosten einer verringerten Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit zu erhöhen. Getriebebetätigte Ventile sind selbsthemmend (können nicht zurückgetrieben werden) und können mit Stellungsanzeigern ausgestattet werden. Ein Beispiel ist in Abbildung 4 (rechts) zu sehen.

Abbildung 6: Manuell betätigte Absperrklappen: Druckhebel (links) und Handrad mit Getriebe (rechts).

Automatische Absperrklappen

Automatische Absperrklappen beziehen sich auf Absperrklappen, die nicht manuell betätigt werden (d.h. elektrische und pneumatische Absperrklappen). Die Antriebe für diese Ventile verfügen in der Regel über Handhilfsbetätigungen und Stellungsanzeiger an der Oberseite.

Elektrische Absperrklappen

Eine elektrische Absperrklappe bezeichnet eine reguläre Absperrklappe mit einem elektrischen Antrieb anstelle eines Druckhebels oder Handrads. Elektrische Antriebe können schnell in ein System zur Automatisierung integriert werden, da sie einfach zu installieren und zu verkabeln sind. Es ist üblich, dass diese Antriebe ISO 5211-Flansche verwenden, um auf den Ventilschaft und die Welle montiert zu werden.

Elektrische Absperrklappen werden häufig in der Pharma-, Chemie- und anderen Industrien eingesetzt. Sie schließen relativ langsam, um Wasserschlag zu minimieren, und verbrauchen keine Energie, wenn sich die Scheibe nicht bewegt.

Abbildung 7: Eine elektrische Absperrklappe

Pneumatische Absperrklappen

Pneumatische Absperrklappen verwenden einen pneumatischen Schwenkantrieb zum Betrieb der Absperrklappe. Für eine einfache Installation können pneumatische Antriebe einen ISO 5211-Flansch zur Montage an der Absperrklappe und eine NAMUR-Schnittstelle zur Montage des Magnetventils haben.

Wie ihre elektrischen Pendants finden sich pneumatische Absperrklappen in verschiedenen Industrien. Ihre Hauptvorteile gegenüber elektrischen Antrieben sind, dass sie deutlich schneller arbeiten und oft in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden können. Hinweis: Nicht jeder pneumatische Antrieb verfügt über eine Zulassung (z.B. ATEX) für explosionsgefährdete Bereiche.

Abbildung 8: Eine pneumatische Absperrklappe

Auswahlkriterien

Berücksichtigen Sie die folgenden Kriterien bei der Auswahl einer Absperrklappe:

1. Betätigung
   1. Manuell: Unkompliziert, kostengünstig und benötigt keine Energieversorgung
   2. Elektrisch: Präzise, langsam arbeitend und die teuerste Option
   3. Pneumatisch: Schnell arbeitend, potenziell geeignet für explosionsgefährdete Bereiche
2. Nenninnendurchmesser: Ein Hauptvorteil von Absperrklappen ist, dass sie von sehr klein bis sehr groß reichen. Sie können beispielsweise von 1" bis 28" (DN 25 bis DN 700) variieren.
3. Spannung: Bei elektrischen Absperrklappen ist sicherzustellen, dass der Antrieb zur Stromversorgung passt. Elektrische Antriebe können mit DC oder AC bei verschiedenen Spannungen arbeiten.
4. Anschluss: Wählen Sie zwischen Lug-Typ und Zwischenflansch-Typ, je nachdem, ob Sie einen Endleitungsservice benötigen oder nicht.
5. Gehäusematerial
   1. Gusseisen: Gusseisen-Absperrklappen können in einem breiteren Temperaturbereich arbeiten als Edelstahl-Absperrklappen.
   2. Edelstahl: Edelstahl-Absperrklappen werden typischerweise für hygienische Anwendungen (z.B. Lebensmittelindustrie) ausgewählt.
6. Dichtungsmaterial
   1. EPDM: EPDM arbeitet bis zu 120 °C (248 °F) und ist die bevorzugte Wahl für Trinkwasseranwendungen, da es den Geschmack des Wassers nicht beeinflusst.
   2. FKM: FKM arbeitet bis zu 180 °C (356 °F)
   3. NBR (Nitrilkautschuk): NBR arbeitet bis zu 85 °C (185 °F)
   4. NBR (enthält Carboxyl): NBR mit Carboxyl arbeitet bis zu 110 °C (230 °F)
   5. EPDM weiß: EPDM weiß arbeitet bis zu 80 °C (176 °F)
   6. PTFE/Silikon: PTFE/Silikon arbeitet bis zu 200 °C (392 °F)
7. Werkstoff Führung: Lesen Sie unseren Leitfaden zur chemischen Beständigkeit von Materialien, um mehr zu erfahren.
8. Max. Antriebsdrehmoment: Bei automatischen Absperrklappen stellen Sie sicher, dass der Antrieb genügend Drehmoment erzeugt, um die Absperrklappe effizient zu öffnen und zu schließen. Lesen Sie unseren Leitfaden zur Drehmomentschätzung bei Vierteldrehventilen, um mehr zu erfahren.
9. Sicherheitsfunktion: Elektrische Absperrklappen können normal offen oder normal geschlossen sein. Wählen Sie basierend darauf, welche Position das Ventil bei Stromausfall oder Luftversorgungsausfall einnehmen soll.
10. Max. Druckdifferenz bei 20 °C (68 °F): Wählen Sie ein Ventil, das dem durchströmenden Druck standhalten kann. Typische Werte reichen von 6 bis 16 bar (87 bis 232 psi).
11. Zulassung: Einige Anwendungen erfordern Ventile mit Zulassungen (z.B. Trinkwasseranwendungen und Anwendungen mit Explosionsgefahr).

Symbol der Absperrklappe

Das Symbol der Absperrklappe ähnelt stark dem tatsächlichen Ventil. Zwei seitliche T's repräsentieren die Rohr- und Flanschverbindungen, und eine diagonale Linie mit einer Kugel in der Mitte stellt die Scheibe des Ventils dar.

Abbildung 9: Symbol der Absperrklappe

Häufig gestellte Fragen

Wofür wird eine Absperrklappe verwendet?

Absperrklappen werden für die Ein-Aus- oder modulierte Fluidsteuerung in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt.

Kann man eine Absperrklappe für Gas verwenden?

Ja, Absperrklappen können für Flüssigkeiten und Gase verwendet werden, jedoch nicht für Schüttgüter.

Was ist der Vorteil einer Absperrklappe?

Absperrklappen sind leicht, besonders bei großen Größen, und können sowohl für Ein-Aus- als auch für modulierte Fluidsteuerung verwendet werden.

Kann eine Absperrklappe zur Durchflussregelung verwendet werden?

Ja. Es besteht ein Zusammenhang zwischen dem Winkel der Scheibe und der Durchflussrate. Es handelt sich nicht um eine lineare Beziehung, aber die Datenblätter des Herstellers sollten Hinweise auf den Zusammenhang geben.

Kann eine Absperrklappe kopfüber installiert werden?

Technisch gesehen kann eine Absperrklappe kopfüber installiert werden. Dies wird jedoch nicht empfohlen, da es sich negativ auf die Dichtungen auswirken und die Turbulenz durch das Ventil erhöhen kann.

Haben Absperrklappen eine Durchflussrichtung?

Ja. Absperrklappen haben eine Durchflussrichtung. Möglicherweise ist ein Pfeil auf dem Ventilkörper eingeprägt, um die Richtung anzuzeigen.

Benötigen Absperrklappen Dichtungen?

Viele Absperrklappen haben eingebaute elastische Sitze und benötigen keine Dichtungen. Absperrklappen mit Metallsitzen erfordern jedoch Dichtungen.