Informationen über Schieber

Ein Absperrschieber ist dafür konzipiert, den Flüssigkeitsstrom entweder vollständig zu öffnen oder zu schließen. Er wird Absperrschieber genannt, weil er einen flachen oder keilförmigen Schieber verwendet, um den Durchfluss zu blockieren oder zu ermöglichen. Der Schieber bewegt sich senkrecht zum Strömungsweg, ähnlich wie sich ein Tor öffnet und schließt, um den Durchgang zu kontrollieren. Der Hauptvorteil eines Absperrschiebers ist der gerade, ungehinderte Weg, den er bietet, wodurch der Druckverlust minimiert wird und die Reinigung der Rohrleitung mit Molchen ermöglicht wird, im Gegensatz zu Absperrklappen. Obwohl sie langsamer sind als Vierteldrehventile, eignen sich Absperrschieber ideal für Anwendungen, die einen seltenen Betrieb erfordern, und sollten nicht zum Drosseln verwendet werden. Sie sind in manuellen Versionen erhältlich, die kostengünstig sind, oder automatisiert mit elektrischen oder pneumatischen Antrieben für mehr Komfort.

Inhaltsverzeichnis

• Diagramm eines Schiebers und seiner Teile
• Schiebersymbol
• Funktionsweise
• Typen
• Anwendungen
• FAQs

Diagramm eines Schiebers und seiner Teile

Wie in Abbildung 2 zu sehen, hat ein Schieber sieben Hauptteile: Handrad (A), Spindel (B), Dichtung (C), Haube (D), Ventilkörper (E), Flansch (F) und Schieberplatte (G). Ein Flanschschieber oder Gewindeschieber ist der häufigste Anschlusstyp, um das Ventil mit einer Anwendung zu verbinden. Je nach spezifischer Bauform und Anwendung können das Handrad, die Spindel, die Haube und die Schieberplatte unterschiedliche Ausführungen haben, um verschiedenen Anwendungen gerecht zu werden. Die Hauptfunktion der Schieberteile bleibt jedoch gleich. Lesen Sie weiter, um diese Abschnitte zu finden.

Schiebersymbol

Das Schiebersymbol hat zwei Dreiecke, die zur Mitte einer vertikalen Linie zeigen, wie in Abbildung 3 zu sehen. Dieses Symbol wird häufig in Rohrleitungs- und Instrumentenfließbildern (P&IDs) verwendet. Lesen Sie unseren Artikel über Ventilsymbole für weitere Informationen.

Funktionsweise

Ein Schieber funktioniert ähnlich wie andere Ventile. Um das Ventil zu öffnen, dreht man das Handrad (Abbildung 2, Bezeichnung A), das die Schieberplatte (Abbildung 2, Bezeichnung G) über die Spindel (Abbildung 2, Bezeichnung B) mittels Gewinde nach oben oder unten bewegt. Ein Schieber erfordert mehr als eine 360°-Drehung des Handrads, um das Ventil vollständig zu öffnen oder zu schließen. Wenn die Schieberplatte angehoben wird, öffnet sie den Einlass zum Auslass und ermöglicht einen ungehinderten Durchgang für das Medium. Wenn die Schieberplatte abgesenkt wird, schließt sie und blockiert den Medienfluss.

Die Beziehung zwischen dem vertikalen Weg der Schieberplatte und der Durchflussrate ist bei einem Schieber nicht linear, wobei die größten Änderungen nahe dem vollständigen Verschluss auftreten. Bei der Verwendung zur Durchflussregelung führt die relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit bei teilweiser Öffnung zu Verschleiß an Schieberplatte und Sitz, was zusammen mit möglichen Vibrationen der Schieberplatte die Lebensdauer des Ventils verkürzt. Daher sollte ein Schieber nur für die Ein/Aus-Steuerung verwendet werden.

Ein Schieber eignet sich am besten für die Ein/Aus-Steuerung mit minimalem Druckabfall bei vollständiger Öffnung. Er ist nicht für die Drosselung geeignet. Im Vergleich dazu sind Kugelhähne hervorragend für die Ein/Aus-Steuerung mit geringem Druckabfall und schneller Bedienung. Sie können zur Durchflussregelung verwendet werden, sind aber nicht so präzise wie andere Ventiltypen, wie z.B. Nadelventile. Lesen Sie mehr in unserem Artikel Schieber vs. Kugelhahn.

Ein Geradsitzventil eignet sich am besten für präzise Durchflussregelung und Drosselung, hat aber einen höheren Druckabfall. Mehr über die Unterschiede zwischen Geradsitzventilen vs. Schiebern finden Sie in unserem Artikel.

Schließlich sind Absperrklappen vielseitig für Ein/Aus- und Drosselanwendungen einsetzbar, mit einer kompakten Bauform und geringem Druckabfall. Weitere Informationen finden Sie in unserem Artikel über Schieber vs. Absperrklappe. Jeder Ventiltyp hat seine eigenen Vorteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen basierend auf den spezifischen Anforderungen des Systems.

Betätigungsmethoden für Schieber

Es gibt drei Haupttypen von Betätigungsmethoden für Schieber:

1. Manueller Schieber: Ein manueller Schieber hat ein manuell zu drehendes Handrad zum Öffnen oder Schließen des Ventils, wie in Abbildung 2 gezeigt. Dies erfordert einen Benutzer vor Ort, der das Rad dreht. Ein manueller Schieber ist am wirtschaftlichsten, insbesondere da die Nutzung von Schiebern nach der Installation typischerweise gering ist.
2. Pneumatischer Schieber: Ein pneumatischer Schieber verwendet einen pneumatischen Antrieb anstelle eines Handrads. Durch die Nutzung von Druckluft kann der Antrieb die Spindel drehen, um die Schieberplatte anzuheben oder abzusenken. Dies ermöglicht eine Fernbedienung ohne Benutzer vor Ort, erfordert aber ein Druckluftsystem vor Ort.
3. Elektrischer Schieber: Ein elektrischer Schieber verwendet einen Elektromotor anstelle eines Handrads. Durch die Nutzung elektrischer Energie dreht der Antrieb die Spindel, um die Schieberplatte anzuheben oder abzusenken. Dies ermöglicht eine Fernbedienung ohne Benutzer vor Ort, erfordert aber elektrische Energie vor Ort. Diese werden auch als motorisierte Schieber bezeichnet.

Typen

Das Schieberventil gibt es in verschiedenen Bauformen und Technologien, um eine effektive Abdichtung für unterschiedliche Anwendungen zu gewährleisten.

Messerschieber

Ein Messerschieber wird für dickflüssige Medien und trockene Schüttgüter verwendet. Der Schieber besteht aus nur einem Metallstück, das typischerweise wie ein Messer geformt ist. Diese Ventile sind selbstreinigend, da sie bei jedem Öffnen und Schließen die Dichtringe passieren.

Keilschieber

Ein Keilschieber hat einen keilförmigen Schieber, der auf zwei geneigten Sitzen aufliegt, wie in Abbildung 4, gekennzeichnet mit A, zu sehen ist. Zusätzlich zur primären Kraft, die durch den Fluiddruck erzeugt wird, unterstützt eine hohe Keilkraft auf die Sitze, die durch das Anziehen der Spindel erzeugt wird, die Abdichtung. Der keilförmige Schieber bleibt bei hohem Differenzdruck nicht am Sitz kleben und hat aufgrund geringerer "Reibung" an den Sitzen eine erhöhte Lebensdauer. Allerdings haben keilförmige Schieber eine zusätzliche Druckbelastung auf die Sitze, die zu thermischer Bindung und eingeschränkter Ventilöffnung aufgrund von Ausdehnung führen kann.

Parallelschieber

Ein Parallelschieber hat einen flachen Schieber und parallel dazu angeordnete Sitze. Parallelschieber nutzen Leitungsdruck und Positionierung, um eine dichte Abdichtung zu erreichen. Flache Schieber bestehen aus zwei Teilen und haben eine Feder in der Mitte. Die Feder drückt die Teile für eine verbesserte Abdichtung gegen die Sitze. Aufgrund ihrer inhärenten Bauform haben Parallelschieber einen Sicherheitsvorteil bei Anwendungen mit höheren Temperaturen. Da bei Parallelschiebern keine Keilwirkung auftritt, sind die Schließmomente vergleichsweise geringer, was zu kleineren, kostengünstigeren Antrieben oder geringerem manuellen Aufwand führt. Durch ihr Gleiten in Position halten Parallelschieber Schmutz von den Dichtflächen fern.

Plattenschieber

Plattenschieber, auch als Durchgangsschieber bezeichnet, sind einteilige Schieber mit einer Bohrung in Nennweite. Die Bohrung ist im geöffneten Zustand mit den beiden Dichtringen ausgerichtet. Diese Ausrichtung erzeugt eine gleichmäßige Strömung mit minimaler Turbulenz. Diese einzigartige Bauform ermöglicht minimale Druckverluste im System und ist ideal für den Transport von Rohöl und Erdgasflüssigkeiten (NGLs). Die Ventilsitze bleiben sauber. Allerdings kann sich in der Scheibenaussparung Fremdmaterial ansammeln. Daher hat die Aussparung typischerweise einen eingebauten Stopfen zur Wartung, um das angesammelte Fremdmaterial abzulassen.

Parallel expandierende Schieber

Expandierende Schieber haben zwei aufeinander abgestimmte Plattenschieber, die durch die mechanische Expansion des Schiebers abdichten, wie in Abbildung 5 zu sehen. Wenn sie angehoben werden, ermöglichen die Aussparungen beider Plattenschieber den Mediendurchfluss. Die Aufwärtskraft auf einen Plattenschieber und das Stoppen des zweiten Plattenschiebers durch eine Stufe im Ventilgehäuse ermöglichen eine nach außen gerichtete mechanische Expansion für eine ordnungsgemäße Abdichtung. Im geschlossenen Zustand blockieren die Plattenschieber den Mediendurchfluss, und die Abwärtskraft (Spindel) auf einen Plattenschieber und die Aufwärtskraft (Stufe im Ventilgehäuse) ermöglichen eine nach außen gerichtete mechanische Expansion für eine ordnungsgemäße Abdichtung.

Diese Ventile bieten gleichzeitig eine effektive Abdichtung für stromaufwärts und stromabwärts gelegene Sitze. Diese Abdichtung macht sie ideal für Anwendungen wie Absperrventile in Kraftwerken, Blockventile in Prozesssystemen und Hochtemperaturventile in Raffinerien.

Hauben

Die Haube eines Schieberventils schützt die inneren Teile, indem sie eine leckagefreie Abdichtung schafft. Daher ist sie für Reparatur- oder Wartungszwecke abnehmbar. Je nach Anwendung können Schieberventile Einschraub-, Unions-, verschraubte oder Druckdichtungshauben haben.

Einschraubhauben

Einschraubhauben haben die einfachste Konstruktion, wie in Abbildung 1 gezeigt. Sie sind bei kleinen Ventilen üblich und bieten eine dauerhafte, leckagefreie Abdichtung.

Unionshauben

Unionshauben werden durch eine Überwurfmutter in Position gehalten. Die Überwurfmutter sitzt auf der unteren Kante der Haube und wird in das Gewinde des Ventilgehäuses geschraubt. Diese Art der Konstruktion stellt sicher, dass die durch die Mutter erzeugte leckagefreie Abdichtung nicht durch häufiges Entfernen der Haube beeinträchtigt wird. Daher sind Unionshauben üblich für Anwendungen, die regelmäßige Inspektion oder Wartung erfordern.

Verschraubte Hauben

Verschraubte Hauben bieten Abdichtung bei größeren Ventilen und Anwendungen mit höherem Druck.

Druckdichtungshauben

Schieberventile mit Druckdichtungshaube sind ideal für Hochdruckanwendungen (mehr als 15 MPa). Sie haben einen nach unten gerichteten Becher, der in das Ventilgehäuse eingesetzt wird. Wenn der interne Fluiddruck steigt, wird der Becher nach außen gedrückt, wodurch die Abdichtung verbessert wird.

Spindelkonstruktion

Der Schieber wird durch das Drehen einer Gewindespindel angehoben und abgesenkt (Abbildung 2, gekennzeichnet mit B). Wie besprochen, dreht ein manuelles Handrad oder ein Antrieb die Spindel. Je nach Bauform wird es entweder als Schieberventil mit steigender Spindel oder als Schieberventil mit nicht steigender Spindel betrachtet. Wenn Sie also die Spindel drehen, hebt sie sich entweder oder bleibt mit der Drehung an Ort und Stelle.

Outside Screw and Yoke (OS&Y), auch als steigende Spindeln bezeichnet, sind fest mit dem Schieber verbunden. Daher befindet sich das Gewinde auf der Antriebsseite. Wenn der Schieber also angehoben oder abgesenkt wird, bewegt sich die Spindel mit ihm auf und ab. Folglich haben sie eingebaute visuelle Anzeigen für den Zustand des Ventils und sind leicht zu schmieren. Da sie bewegliche Komponenten haben, können sie nicht mit Kegelradgetrieben oder Antrieben verwendet werden. Daher eignen sich Schieberventile mit steigender Spindel für manuelle Betätigung.

Eine nicht steigende Spindel hingegen ist fest mit dem Antrieb verbunden und in den Schieber eingeschraubt. Oft ist ein Indikator auf die Spindel geschraubt, um den geöffneten oder geschlossenen Zustand des Ventils anzuzeigen. Schieberventile mit nicht steigender Spindel sind üblich bei unterirdischen Installationen und Anwendungen mit begrenztem vertikalem Platz.

Anwendungen

Schieberventile haben zahlreiche industrielle und private Anwendungen.

Schlämme: Schieberventile werden oft in Anwendungen eingesetzt, die Schlämme als Medium enthalten. Dies liegt daran, dass ein Schieberventil einen ungehinderten Durchgang für die Flüssigkeit hat, sodass der Schlamm leicht durch das Ventil fließen kann. Darüber hinaus können Messerschieber beim Schließen leicht durch den Schlamm schneiden.

Viskose Medien: Schieberventile werden häufig für viskose Medien wie leichte Fette und Öle verwendet. Der ungehinderte Durchgang ermöglicht diesen Medien ein leichtes Fließen. Das Ventil kann mit einem Molch gereinigt werden, einer gängigen Reinigungsmethode für diese Anwendungen. Außerdem sind Ventile für diese Anwendungen typischerweise für lange Zeiträume entweder geöffnet oder geschlossen.

Wasserschieber: Für Wasseranwendungen werden häufig Wasserschieber verwendet, da bei diesen Anwendungen typischerweise keine Durchflussregelung erfolgt. Das Ventil kann vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen sein und ermöglicht so eine ordnungsgemäße Wasserkontrolle.

FAQs

Was ist ein Schieberventil?

Ein Schieberventil ist ein Regelventil, das entweder den ungehinderten Durchfluss von Medien ermöglicht oder den Flüssigkeitsstrom stoppt.

Wie funktioniert ein Schieberventil?

Ein Schieberventil funktioniert durch Drehen der Spindel (manuell oder mit einem Antrieb), um einen Schieber anzuheben oder abzusenken. Der Schieber ermöglicht entweder einen ungehinderten Flüssigkeitsdurchfluss oder stoppt ihn.

Wofür werden Schieberventile verwendet?

Schieberventile werden verwendet, um einen ungehinderten Flüssigkeitsdurchfluss zu ermöglichen oder den Flüssigkeitsstrom zu stoppen.