Absperrklappen und Schieber sind zwei Ventiltypen, die häufig in der industriellen und kommunalen Wasserwirtschaft eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich deutlich in Aufbau, Funktion und Anwendung. Dieser Artikel erläutert die Unterschiede zwischen Absperrklappen und Schiebern im Detail hinsichtlich Prinzip, Zusammensetzung, Kosten, Haltbarkeit, Durchflussregelung, Installation und Wartung.
1. Grundsatz
Prinzip der Absperrklappe
Das größte Merkmal vonAbsperrklappeist seine einfache Struktur und sein kompaktes Design. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass sich die runde Drosselklappe um den Ventilschaft als Mittelachse dreht, um den Flüssigkeitsfluss zu steuern. Die Ventilplatte fungiert als Kontrollpunkt und kann nur mit der Zustimmung der Drosselklappe passieren. Wenn die Drosselklappe parallel zur Strömungsrichtung steht, ist das Ventil vollständig geöffnet; wenn die Drosselklappe senkrecht zur Strömungsrichtung steht, ist das Ventil vollständig geschlossen. Die Öffnungs- und Schließzeit der Drosselklappe ist sehr kurz, da für den vollständigen Öffnungs- oder Schließvorgang nur eine Drehung von 90 Grad erforderlich ist. Dies ist auch der Grund, warum es sich um ein Drehventil und ein Ventil mit Vierteldrehung handelt.
Prinzip des Absperrschiebers
Die Ventilplatte desAbsperrschieberbewegt sich vertikal zum Ventilkörper auf und ab. Bei vollständig angehobenem Schieber ist der innere Hohlraum des Ventilkörpers vollständig geöffnet und die Flüssigkeit kann ungehindert durchströmen; bei vollständig abgesenktem Schieber ist die Flüssigkeit vollständig blockiert. Durch die Konstruktion des Schiebers entsteht im vollständig geöffneten Zustand nahezu kein Strömungswiderstand, sodass er sich für Anwendungen eignet, die ein vollständiges Öffnen oder Schließen erfordern. Hervorzuheben ist hier, dass der Schieber sowohl zum vollständigen Öffnen als auch zum vollständigen Schließen geeignet ist! Allerdings reagiert der Schieber langsamer, d. h. die Öffnungs- und Schließzeit ist länger, da mehrere Umdrehungen des Handrads oder Schneckengetriebes zum vollständigen Öffnen und Schließen erforderlich sind.
2. Zusammensetzung
Zusammensetzung der Absperrklappe
Wie oben erwähnt, ist der Aufbau der Absperrklappe relativ einfach und umfasst die Hauptkomponenten wie Ventilkörper, Ventilplatte, Ventilschaft, Ventilsitz und Antrieb. Wie in der Abbildung unten gezeigt.
Ventilkörper:
Der Ventilkörper der Absperrklappe ist zylindrisch und weist im Inneren einen vertikalen Kanal auf. Der Ventilkörper kann aus verschiedenen Materialien wie Gusseisen, Sphäroguss, Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Aluminiumbronze usw. bestehen. Die Materialwahl hängt natürlich von der Einsatzumgebung der Absperrklappe und der Art des Mediums ab.
Ventilplatte:
Die Ventilplatte ist das oben erwähnte scheibenförmige Öffnungs- und Schließteil, das in seiner Form einer Scheibe ähnelt. Das Material der Ventilplatte ist in der Regel dasselbe wie das des Ventilkörpers oder höherwertiger als das des Ventilkörpers, da die Absperrklappe im Gegensatz zur Mittellinien-Absperrklappe, bei der der Ventilkörper durch einen Ventilsitz direkt vom Medium getrennt ist, in direktem Kontakt mit dem Medium steht. Einige spezielle Medien müssen die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit verbessern.
Ventilschaft:
Der Ventilschaft verbindet die Ventilplatte mit dem Antrieb und ist für die Drehmomentübertragung zur Drehung der Ventilplatte verantwortlich. Der Ventilschaft besteht üblicherweise aus Edelstahl 420 oder anderen hochfesten Materialien, um seine ausreichende Festigkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten.
Ventilsitz:
Der Ventilsitz ist im inneren Hohlraum des Ventilkörpers ausgekleidet und dichtet mit der Ventilplatte ab, um sicherzustellen, dass das Medium bei geschlossenem Ventil nicht austritt. Es gibt zwei Arten von Dichtungen: Weichdichtungen und Hartdichtungen. Weichdichtungen bieten eine bessere Dichtleistung. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören Gummi, PTFE usw., die üblicherweise in Mittellinien-Absperrklappen verwendet werden. Hartdichtungen eignen sich für Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Druck. Zu den häufig verwendeten Materialien gehören SS304 + flexibler Graphit usw., die üblicherweise indreifach exzentrische Absperrklappen.
Stellantrieb:
Der Stellantrieb dient zum Drehen des Ventilschafts. Gängige Ausführungen sind manuell, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch. Manuelle Stellantriebe werden üblicherweise über Griffe oder Getriebe bedient, während elektrische, pneumatische und hydraulische Stellantriebe eine Fernsteuerung und einen automatisierten Betrieb ermöglichen.
Zusammensetzung von Absperrschiebern
Der Aufbau des Absperrschiebers ist relativ komplex. Neben Ventilkörper, Ventilplatte, Ventilschaft, Ventilsitz und Antrieb gibt es auch Dichtungen, Ventildeckel usw. (siehe Abbildung unten).
Ventilkörper:
Der Ventilkörper des Absperrschiebers ist üblicherweise tonnen- oder keilförmig und weist im Inneren einen durchgehenden Kanal auf. Das Material des Ventilkörpers besteht meist aus Gusseisen, Stahlguss, Edelstahl, Messing usw. Ebenso sollte das geeignete Material entsprechend den Einsatzbedingungen ausgewählt werden.
Ventildeckel:
Der Ventildeckel ist mit dem Ventilkörper verbunden, um einen geschlossenen Ventilhohlraum zu bilden. Auf dem Ventildeckel befindet sich normalerweise eine Stopfbuchse zum Einbau der Packung und zum Abdichten des Ventilschafts.
Schieber + Ventilsitz:
Das Tor ist der Öffnungs- und Schließteil des Absperrschiebers und hat üblicherweise eine Keilform. Das Tor kann ein Einzeltor oder eine Doppeltorstruktur sein. Der von uns üblicherweise verwendete Absperrschieber ist ein Einzeltor. Das Tormaterial des elastischen Absperrschiebers ist GGG50 mit Gummibeschichtung, und das Tor des hartdichtenden Absperrschiebers besteht aus dem Gehäusematerial + Messing oder Edelstahl.
Ventilschaft:
Der Ventilschaft verbindet das Schieberventil mit dem Stellantrieb und bewegt das Schieberventil über ein Gewinde auf und ab. Das Material des Ventilschafts besteht in der Regel aus hochfestem Stahl oder Kohlenstoffstahl. Je nach Bewegung des Ventilschafts können Schieberventile in Schieberventile mit steigender und Schieberventile mit nicht steigender Spindel unterteilt werden. Das Gewinde des Schieberventils mit steigender Spindel befindet sich außerhalb des Ventilkörpers, und der geöffnete und geschlossene Zustand ist deutlich sichtbar. Das Gewinde des Schieberventils mit nicht steigender Spindel befindet sich innerhalb des Ventilkörpers. Die Struktur ist relativ kompakt und der Einbauraum ist kleiner als bei Schieberventilen mit steigender Spindel.
Verpackung:
Die Packung befindet sich in der Stopfbuchse des Ventildeckels und dient dazu, den Spalt zwischen Ventilschaft und Ventildeckel abzudichten, um ein Austreten von Medium zu verhindern. Zu den üblichen Packungsmaterialien gehören Graphit, PTFE, Asbest usw. Die Packung wird durch die Stopfbuchse komprimiert, um die Dichtleistung zu gewährleisten.
Stellantrieb:
• Das Handrad ist der am häufigsten verwendete manuelle Antrieb. Es treibt das Gewindegetriebe des Ventilschafts an, indem es das Handrad dreht, um den Schieber auf und ab zu bewegen. Bei Schiebern mit großem Durchmesser oder hohem Druck werden häufig elektrische, pneumatische oder hydraulische Antriebe eingesetzt, um die Betätigungskraft zu reduzieren und die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit zu erhöhen. Dies ist natürlich ein anderes Thema. Bei Interesse lesen Sie bitte den ArtikelWie viele Umdrehungen zum Schließen eines Absperrventils? Wie lange dauert es?
3. Kosten
Kosten für Absperrklappen
Absperrklappen sind in der Regel günstiger als Schieber. Dies liegt daran, dass Absperrklappen eine kurze Baulänge haben, weniger Material benötigen und relativ einfach herzustellen sind. Darüber hinaus sind Absperrklappen leichter, was auch die Transport- und Installationskosten senkt. Der Kostenvorteil von Absperrklappen zeigt sich besonders bei Rohrleitungen mit großem Durchmesser.
Kosten für Absperrschieber
Die Herstellungskosten von Absperrschiebern sind in der Regel höher, insbesondere bei Anwendungen mit großem Durchmesser oder hohem Druck. Die Struktur von Absperrschiebern ist komplex und die Bearbeitungsgenauigkeit von Absperrplatten und Ventilsitzen ist hoch, was während des Herstellungsprozesses mehr Prozesse und Zeit erfordert. Darüber hinaus sind Absperrschieber schwerer, was die Transport- und Installationskosten erhöht.
Wie aus der obigen Zeichnung ersichtlich ist, ist das Absperrventil bei gleichem DN100 viel größer als das Absperrventil.
4. Haltbarkeit
Haltbarkeit des Absperrventils
Die Haltbarkeit von Absperrklappen hängt von den Materialien des Ventilsitzes und des Ventilkörpers ab. Insbesondere die Dichtungsmaterialien von weichdichtenden Absperrklappen bestehen üblicherweise aus Gummi, PTFE oder anderen flexiblen Materialien, die bei längerem Gebrauch verschleißen oder altern können. Die Dichtungsmaterialien von hartdichtenden Absperrklappen bestehen aus Hochleistungskunststoffen oder Metalldichtungen, wodurch die Haltbarkeit deutlich verbessert wird.
Im Allgemeinen weisen Absperrklappen in Niederdruck- und Mitteldrucksystemen eine gute Haltbarkeit auf, in Umgebungen mit hohem Druck und hohen Temperaturen kann die Dichtleistung jedoch nachlassen.
Erwähnenswert ist auch, dass Absperrklappen das Medium isolieren können, indem sie den Ventilkörper mit dem Ventilsitz umwickeln, um Korrosion des Ventilkörpers zu verhindern. Gleichzeitig kann die Ventilplatte vollständig mit Gummi ummantelt und vollständig mit Fluor ausgekleidet werden, was ihre Haltbarkeit gegenüber korrosiven Medien deutlich verbessert.
Haltbarkeit von Absperrschiebern
Die elastische Sitzdichtungskonstruktion von Schiebern ist mit den gleichen Problemen wie die von Absperrklappen konfrontiert: Verschleiß und Alterung während des Betriebs. Hart abgedichtete Schieber funktionieren jedoch gut in Umgebungen mit hohem Druck und hohen Temperaturen. Da die Metall-Metall-Dichtfläche des Schiebers eine hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, ist seine Lebensdauer in der Regel länger.
Allerdings kann es durch Verunreinigungen im Medium leicht passieren, dass das Schieberventil blockiert, was ebenfalls die Lebensdauer beeinträchtigen kann.
Darüber hinaus ist es aufgrund seines Aussehens und seiner Struktur schwierig, eine vollständige Auskleidung herzustellen. Daher ist der Preis für das gleiche korrosive Medium, unabhängig davon, ob es aus Vollmetall oder mit vollständiger Auskleidung besteht, viel höher als der des Absperrschiebers.
5. Durchflussregulierung
Durchflussregelung des Absperrventils
Das dreiexzentrische Absperrventil kann den Durchfluss bei verschiedenen Öffnungen einstellen, seine Durchflusskennlinie ist jedoch relativ nichtlinear. Insbesondere wenn das Ventil fast vollständig geöffnet ist, ändert sich der Durchfluss stark. Daher ist das Absperrventil nur für Szenen mit geringen Anforderungen an die Einstellgenauigkeit geeignet. Andernfalls kann ein Kugelhahn ausgewählt werden.
Durchflussregelung des Absperrschiebers
Das Absperrventil ist eher für vollständige Öffnungs- oder Schließvorgänge geeignet, jedoch nicht für die Durchflussregulierung. Im teilweise geöffneten Zustand verursacht das Absperrventil Turbulenzen und Vibrationen der Flüssigkeit, wodurch Ventilsitz und Absperrventil leicht beschädigt werden können.
6. Installation
Einbau der Absperrklappe
Die Installation der Absperrklappe ist relativ einfach. Sie ist leicht und benötigt daher bei der Installation nicht zu viel Unterstützung. Dank ihrer kompakten Bauweise eignet sie sich besonders für Situationen mit begrenztem Platzangebot.
Die Absperrklappe kann in beliebiger Richtung (horizontal oder vertikal) an Rohrleitungen montiert werden. Es gibt keine strengen Anforderungen an die Durchflussrichtung in der Rohrleitung. Bei Hochdruck- oder Großdurchmesseranwendungen ist zu beachten, dass die Absperrklappe während der Montage vollständig geöffnet sein muss, um eine Beschädigung der Dichtung zu vermeiden.
Einbau von Absperrschiebern
Die Installation von Absperrschiebern ist komplizierter, insbesondere bei Absperrschiebern mit großem Durchmesser und harter Dichtung. Aufgrund des hohen Gewichts von Absperrschiebern sind bei der Installation zusätzliche Stütz- und Befestigungsmaßnahmen erforderlich, um die Stabilität des Ventils und die Sicherheit des Installateurs zu gewährleisten.
Absperrschieber werden üblicherweise an horizontalen Rohren installiert. Für eine korrekte Installation muss die Fließrichtung der Flüssigkeit berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist der Öffnungs- und Schließhub von Absperrschiebern lang, insbesondere bei Schiebern mit steigender Spindel. Für die Bedienung des Handrads muss ausreichend Platz vorhanden sein.
7. Wartung und Instandhaltung
Wartung von Absperrklappen
Absperrklappen bestehen aus weniger Einzelteilen und lassen sich leicht zerlegen und montieren. Daher sind sie leichter zu warten. Bei der täglichen Wartung werden vor allem Alterung und Verschleiß der Ventilplatte und des Ventilsitzes überprüft. Ist der Dichtring stark abgenutzt, muss er rechtzeitig ausgetauscht werden. Daher empfehlen wir den Kauf von austauschbaren Softback-Absperrklappen. Erreicht die Oberflächenebenheit und das Finish der Ventilplatte keine gute Dichtwirkung, muss diese ebenfalls ausgetauscht werden.
Hinzu kommt die Schmierung des Ventilschafts. Eine gute Schmierung trägt zur Flexibilität und Haltbarkeit des Drosselklappenbetriebs bei.
Wartung von Absperrschiebern
Absperrschieber bestehen aus vielen Teilen und sind schwierig zu zerlegen und zu montieren, insbesondere in großen Rohrleitungssystemen, wo der Wartungsaufwand hoch ist. Bei der Wartung sollte besonders darauf geachtet werden, ob das Absperrventil reibungslos angehoben und abgesenkt wird und ob sich Fremdkörper in der Nut des Ventilkörpers befinden.
Wenn die Kontaktfläche des Ventilsitzes und des Ventilschiebers zerkratzt oder abgenutzt ist, muss sie poliert oder ersetzt werden. Natürlich ist auch die Schmierung des Ventilschafts notwendig.
Der Wartung der Packung sollte mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden als der Wartung der Absperrklappe. Die Packung des Absperrschiebers dient dazu, den Spalt zwischen Ventilschaft und Ventilkörper abzudichten, um ein Austreten des Mediums zu verhindern. Alterung und Verschleiß der Packung sind häufige Probleme bei Absperrschiebern. Während der Wartung ist es notwendig, die Dichtheit der Packung regelmäßig zu überprüfen und sie gegebenenfalls anzupassen oder auszutauschen.
8. Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Absperrklappen und Schieber hinsichtlich Leistung, Kosten, Haltbarkeit, Durchflussregulierung und Installation ihre eigenen Vor- und Nachteile haben:
1. Prinzip: Absperrklappen haben schnelle Öffnungs- und Schließgeschwindigkeiten und eignen sich für schnelle Öffnungs- und Schließvorgänge; Absperrschieber haben lange Öffnungs- und Schließzeiten.
2. Zusammensetzung: Absperrklappen haben eine einfache Struktur und Absperrschieber haben eine komplexe Zusammensetzung.
3. Kosten: Absperrklappen sind kostengünstiger, insbesondere bei Anwendungen mit großem Durchmesser. Absperrschieber sind teurer, insbesondere bei hohem Druck oder speziellen Materialanforderungen.
4. Haltbarkeit: Absperrklappen sind in Niederdruck- und Mitteldrucksystemen haltbarer; Absperrschieber funktionieren in Hochdruck- und Hochtemperaturumgebungen gut, aber häufiges Öffnen und Schließen kann ihre Lebensdauer beeinträchtigen.
5. Durchflussregelung: Absperrklappen eignen sich für eine grobe Durchflussregelung; Absperrschieber eignen sich eher für den vollständig geöffneten oder vollständig geschlossenen Betrieb.
6. Installation: Absperrklappen sind einfach zu installieren und können sowohl in horizontalen als auch in vertikalen Rohrleitungen eingesetzt werden. Absperrschieber sind komplex zu installieren und eignen sich für die Installation in horizontalen Rohrleitungen.
7. Wartung: Die Wartung von Absperrklappen konzentriert sich auf den Verschleiß und die Alterung der Ventilplatte und des Ventilsitzes sowie die Schmierung des Ventilschafts. Darüber hinaus muss das Absperrventil auch die Dichtung warten.
In praktischen Anwendungen muss die Auswahl von Absperrklappen oder Schiebern umfassend entsprechend den spezifischen Arbeitsbedingungen und Anforderungen berücksichtigt werden, um die beste Leistung und Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten.