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Doppelt exzentrische Absperrklappe: Konstruktion und Anwendungen

Mit der Weiterentwicklung der Absperrklappentechnik ist die doppelt exzentrische Absperrklappe zu einem wichtigen Entwicklungsschritt von der traditionellen konzentrischen Absperrklappe hin zu einer leistungsfähigeren Konstruktion geworden. Sie bewahrt nicht nur die kompakte Bauform und die Gewichtsvorteile herkömmlicher Absperrklappen, sondern reduziert durch ihre besondere Exzenteranordnung auch deutlich die Reibung zwischen Klappenscheibe und Sitz.

Daher werden doppelt exzentrische Absperrklappen häufig in der Wasserversorgung, Wasseraufbereitung, in HVAC- und Kühlturmsystemen sowie in industriellen Rohrleitungssystemen eingesetzt, in denen eine bessere Dichtleistung, längere Lebensdauer und höhere Betriebssicherheit gefordert sind.

Was ist eine doppelt exzentrische Absperrklappe?

Eine doppelt exzentrische Absperrklappe , auch als Double-Offset-Absperrklappe bezeichnet, ist eine Absperrklappenbauart mit zwei unterschiedlichen Exzenteranordnungen zur Verbesserung der Dichtleistung und Verringerung des Betätigungsdrehmoments.

Der Begriff „doppelt exzentrisch“ bezeichnet zwei Versätze in der Armaturenkonstruktion:

  • Erster Versatz: Die Armaturenwelle ist gegenüber der Mittellinie des Armaturengehäuses versetzt.
  • Zweiter Versatz: Die Welle ist gegenüber der Mittellinie der Klappenscheibe versetzt.

Diese beiden Versätze verändern die Lage der Klappenscheibe während der Drehbewegung. Im Vergleich zu einer konzentrischen Absperrklappe, bei der die Welle in der Scheibenmitte liegt, verringert die doppelt exzentrische Konstruktion die Reibung an den Dichtflächen während der Betätigung.

Double Eccentric Butterfly Valve Design

Wie funktioniert eine doppelt exzentrische Absperrklappe?

Das Funktionsprinzip einer doppelt exzentrischen Absperrklappe beruht auf der Bewegung der Klappenscheibe während der Drehung.

Beim Beginn des Öffnungsvorgangs hebt sich die Klappenscheibe vom Sitz ab, anstatt fortlaufend an ihm entlangzugleiten. Dadurch werden die Reibung zwischen den Dichtflächen und das erforderliche Betätigungsdrehmoment reduziert.

Beim Schließen dreht sich die Klappenscheibe wieder in den Sitz und erzeugt die zum Absperren des Durchflusses erforderliche Dichtkraft.

Gegenüber einer konzentrischen Absperrklappe bietet dieser Bewegungsablauf folgende Vorteile:

  • Geringerer Sitzverschleiß
  • Gleichmäßigere Betätigung
  • Geringere Anforderungen an den Antrieb
  • Länger anhaltende Dichtleistung

Dies ist insbesondere bei Armaturen großer Nennweite vorteilhaft, bei denen Betätigungsdrehmoment und Wartungsaufwand stärker ins Gewicht fallen.

 

Worin unterscheiden sich exzentrische und konzentrische Absperrklappen?

Der Hauptunterschied zwischen einer doppelt exzentrischen Absperrklappe und einer konzentrischen Absperrklappe liegt in der relativen Anordnung von Welle, Klappenscheibe und Sitz. Dieser Unterschied wirkt sich unmittelbar auf das Dichtprinzip sowie auf Betätigungsdrehmoment, Verschleißverhalten, Lebensdauer und geeignete Einsatzbereiche aus.

Konzentrische und doppelt exzentrische Absperrklappe im Vergleich

Merkmal

Konzentrische Absperrklappe

Doppelt exzentrische Absperrklappe

Wellenposition

In der Mitte von Armaturengehäuse und Klappenscheibe angeordnet

Gegenüber der Mittellinie von Klappenscheibe und Armaturengehäuse versetzt

Scheibenbewegung

Drehung um eine zentrale Achse

Drehung um eine versetzte Achse mit nockenähnlicher Bewegung

Kontakt zwischen Klappenscheibe und Sitz

Ständiger Kontakt während des Öffnens und Schließens

Kontakt mit dem Sitz erst in der letzten Schließphase

Dichtprinzip

Die Klappenscheibe komprimiert den elastischen Sitz zur Abdichtung

Durch die Exzenteranordnung drückt die Klappenscheibe erst beim endgültigen Schließen gegen den Sitz

Betätigungsreibung

Höher

Niedriger

Betätigungsdrehmoment

Höher

Niedriger

Sitzverschleiß

Schneller

Langsamer

Lebensdauer

Kürzer

Länger

Typischer Druckbereich

Niedriger bis mittlerer Druck

Mittlerer bis höherer Druck

Typische Anwendungen

HVAC-Systeme, Kaltwassersysteme und Gebäudewasserversorgung

Wasserversorgung, Wasseraufbereitung, Pumpstationen und industrielle Rohrleitungen

Worin unterscheiden sich doppelt und dreifach exzentrische Absperrklappen?

Sowohl doppelt exzentrische als auch dreifach exzentrische Absperrklappen sind Hochleistungs-Absperrklappen, die aus traditionellen konzentrischen Absperrklappen weiterentwickelt wurden. Der wesentliche Unterschied ist der dritte Versatz, der Dichtprinzip, Leistungsbereich und typische Anwendungen grundlegend verändert.

Das Wesentliche der dreifachen Exzentrizität

Die ersten beiden Versätze dienen hauptsächlich der Reibungsreduzierung. Der dritte Versatz verändert die Geometrie der Dichtflächen und erzeugt zwischen Klappenscheibe und Sitz eine konische Dichtstruktur.Triple-Offset-Butterfly-Valve Design

Doppelt und dreifach exzentrische Absperrklappe im Vergleich

Merkmal

Doppelt exzentrische Absperrklappe

Dreifach exzentrische Absperrklappe

Exzenteranordnung

Zwei Versätze

Drei Versätze

Dichtprinzip

Kompressionsdichtung in der letzten Schließphase

Konische, drehmomentgestützte Abdichtung

Sitzbauart

Überwiegend weichdichtend, metallisch dichtende Ausführungen verfügbar

Überwiegend metallisch dichtend

Kontakt zwischen Klappenscheibe und Sitz

Kontakt entsteht erst in der letzten Schließphase

Nahezu reibungsfrei beim Öffnen und Schließen

Betätigungsdrehmoment

Niedrig

Niedrig

Sitzverschleiß

Reduziert

Minimal

Temperaturbereich

Niedrige bis mittelhohe Temperaturen

Hochtemperaturanwendungen

Druckbereich

Mittlere bis höhere Drücke

Hochdruckanwendungen

Fertigungskosten

Niedriger

Höher

Typische Anwendungen

Wasseraufbereitung, Wasserversorgung und HVAC-Systeme

Dampf, Petrochemie, Energieerzeugung sowie Öl und Gas

Welche Durchflussrichtung gilt bei einer doppelt exzentrischen Absperrklappe?

Doppelt exzentrische Absperrklappen haben üblicherweise eine bevorzugte Durchflussrichtung, obwohl viele Ausführungen auch bidirektional abdichten. Ob die Durchflussrichtung relevant ist, hängt von der konkreten Armaturen- und Dichtungskonstruktion ab.

Bevorzugte Durchflussrichtung

Viele doppelt exzentrische Absperrklappen besitzen einen in das Gehäuse eingegossenen Durchflussrichtungspfeil; die Montage wird üblicherweise in Pfeilrichtung empfohlen.

Obwohl einige doppelt exzentrische Absperrklappen in beide Richtungen abdichten, bietet die bevorzugte Durchflussrichtung häufig eine bessere Dichtleistung, ein geringeres Betätigungsdrehmoment und eine längere Sitzstandzeit.

Double eccentric butterfly valve-flow-direction1

Warum gibt es eine bevorzugte Durchflussrichtung?

Die Dichtkonstruktion einer doppelt exzentrischen Absperrklappe ist üblicherweise für eine bevorzugte Druckseite ausgelegt.

Bei Montage in der empfohlenen Richtung unterstützt der Fluiddruck einen stabilen Kontakt zwischen Klappenscheibe und Sitz und verbessert damit die Dichtzuverlässigkeit.

Wird die Armatur entgegen der empfohlenen Richtung eingebaut, kann sie in vielen Anwendungen weiterhin funktionieren und abdichten. Der Fluiddruck kann die Dichtkonstruktion jedoch ungünstiger belasten, was zu folgenden Auswirkungen führen kann:

  • Verringerte Dichtleistung
  • Beschleunigter Sitzverschleiß
  • Höheres Betätigungsdrehmoment
  • Geringere Langzeitzuverlässigkeit in Hochdruckanwendungen

Daher sollten doppelt exzentrische Absperrklappen mit Durchflussrichtungskennzeichnung grundsätzlich entsprechend der vom Hersteller empfohlenen Durchflussrichtung eingebaut werden.

Vorteile und Grenzen doppelt exzentrischer Absperrklappen

Doppelt exzentrische Absperrklappen werden häufig in Wasserversorgungs-, Wasseraufbereitungs- und HVAC-Systemen eingesetzt. Wie jede Armaturenbauart sind sie jedoch nicht für jede Anwendung geeignet.

Vorteile

  • Geringeres Betätigungsdrehmoment
  • Reduzierter Sitzverschleiß
  • längere Lebensdauer
  • Zuverlässigere Dichtleistung
  • Bessere Eignung für Rohrleitungen großer Nennweite
  • Geeignet für Anwendungen mit mittleren bis höheren Drücken

Einschränkungen

  • Höhere Kosten als bei konzentrischen Absperrklappen
  • Komplexere Konstruktion
  • Für Hochtemperaturbetrieb weniger geeignet als dreifach exzentrische Absperrklappen

Typische Anwendungen doppelt exzentrischer Absperrklappen

  • Wasseraufbereitungsanlagen
  • Kommunale Wasserversorgung
  • Abwasserbehandlung
  • HVAC-Systeme
  • Kühlturmsysteme
  • Entsalzungsanlagen
  • Pumpstationen
  • Kühlung von Rechenzentren
  • Industrielle Wassersysteme

Doppelt exzentrische Absperrklappe

Fazit

Doppelt exzentrische Absperrklappen gehören heute zu den am häufigsten eingesetzten Hochleistungs-Absperrklappen in Wasserversorgung, Wasseraufbereitung, HVAC- und industriellen Rohrleitungssystemen. Mit geringerem Betätigungsdrehmoment, reduziertem Sitzverschleiß und längerer Lebensdauer bieten sie ein ausgewogenes Verhältnis von Leistung und Kosten und sind daher eine verbreitete Wahl für Rohrleitungsanwendungen mittlerer und großer Nennweite.

Als professioneller Hersteller von Industriearmaturen Union Valve liefert Lösungen mit doppelt exzentrischen Absperrklappen für Wasserversorgung, Wasseraufbereitung, Kühltürme, Kaltwassersysteme und die Kühlung von Rechenzentren. Wir unterstützen Kunden bei der Auswahl zuverlässiger und wirtschaftlicher Armaturenlösungen anhand ihrer konkreten Betriebsbedingungen. Wenden Sie sich gerne an kontaktieren für technische Unterstützung oder Produktinformationen.

 

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Über den Autor
Serena Zhang
Tina Wei
Sales Manager · Tianjin Union Valve Co., Ltd
Mehr als 8 Jahre Erfahrung im Vertrieb von Industriearmaturen sowie umfassende fachliche Qualifikationen und Branchenkenntnisse.

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