Dreifach-exzentrische Absperrklappe: Konstruktionsvorteile und Funktionsprinzip

Oktober 17, 2024
0 Kommentare

Der dreifach exzentrische Absperrklappe ist ein Hochleistungsventil, das aus der Standard-Absperrklappe entwickelt wurde, um den immer strengeren Prozessanforderungen gerecht zu werden.

Dreifach-exzentrische Absperrklappe im Vergleich zu anderen Absperrklappen

Seit der Erfindung der Absperrklappe durch die Vereinigten Staaten in den 1930er Jahren hat sie sich durch konzentrische Absperrklappen, einfach exzentrische Absperrklappen, doppelt exzentrische Absperrklappen und dreifach exzentrische Absperrklappen weiterentwickelt.

Quelle:https://www.youtube.com/watch?v=sYbehFeAHKc

Bei konzentrischen Absperrklappen werden die Scheibe und die Dichtfläche ständig gequetscht und gerieben, was zu schnellem Verschleiß und Schwierigkeiten beim Öffnen und Schließen führt. Die einzelne exzentrische Absperrklappe verringert dieses Quetschen durch axialen Versatz, es entsteht jedoch weiterhin Reibung.

Die doppelt exzentrische Absperrklappe sorgt für einen weiteren Versatz in radialer Richtung, sodass sich die Scheibe schnell von der Dichtfläche lösen kann, wodurch der Verschleiß erheblich reduziert wird, obwohl ein präzises Schließen erforderlich ist.

Um die Reibung vollständig zu eliminieren, wurde die dreifach exzentrische Absperrklappe entwickelt. Mit einem dritten Versatz sorgt es dafür, dass die Scheibe und die Dichtfläche im Betrieb völlig berührungsfrei sind, was die Dichtleistung deutlich steigert und die Lebensdauer verlängert.

Dreifach exzentrische Absperrklappe Animation

Dreifach versetzte Absperrklappe funktioniert

Die drei Versätze in einem Dreifach-Exzenterventil sind: Schaftversatz, Kugelmittenversatz und Dichtflächenversatz.

Versatz 1: Die Mittellinie des Ventilschafts ist um einen bestimmten Abstand von der Mittellinie des Ventilsitzes versetzt, um die Unversehrtheit der Dichtfläche sicherzustellen.

Versatz 2: Die Mittellinie des Ventilschafts ist von der Mittellinie des Ventilkörpers versetzt, wodurch die Reibung zwischen den Dichtungskomponenten beim Öffnen und Schließen verringert wird.

Versatz 3: Die Mittellinie des Ventilkörpers ist um einen bestimmten Winkel von der Mittellinie der konischen Dichtfläche des Ventilsitzes versetzt, sodass sich der Dichtring der Absperrklappe und der Ventilsitz beim Öffnen und Schließen schnell lösen oder berühren können, sodass keine Reibung oder Quetschung zwischen den Dichtungskomponenten auftritt.

Aufgrund des dritten Versatzes hat die Klappenscheibe beim Öffnen und Schließen keinen Kontakt mit der Dichtfläche des Ventilkörpers, wodurch ein schleifender Verschleiß verhindert und das zum Betätigen des Ventils erforderliche Drehmoment minimiert wird. Dieser Versatzwinkel erzeugt außerdem eine keilförmige Oberflächendichtung, wodurch die Leistung der Absperrklappe bei hohen Druckdifferenzen verbessert wird.

Design mit dreifach exzentrischer Absperrklappe

Das bemerkenswerteste Merkmal der dreifach-exzentrischen Absperrklappe ist ihr störungsfreier Betrieb, was bedeutet, dass beim Öffnen und Schließen weder Kratzer noch Verschleiß auftreten. Daher ist die Gestaltung der drei Offsets entscheidend. Der erste Versatz hängt mit den strukturellen Abmessungen des Ventilkörpers und dem Durchmesser des Ventilschafts zusammen. Der zweite und dritte Offset sind Schlüsselparameter, die sicherstellen, dass es während des Betriebs nicht zu Störungen kommt.

1. Wenn der zweite Versatz erhöht wird, vergrößert sich der Spalt zwischen der Klappenscheibe und der Dichtfläche des Ventilkörpers, sodass sich die Scheibe leichter lösen kann. Diese Konstruktion erzeugt jedoch ein größeres unausgeglichenes Drehmoment, wodurch sich das gesamte Betriebsdrehmoment erhöht. Während sichergestellt wird, dass sich die Scheibe schnell von der Dichtfläche des Ventilkörpers löst, sollte daher der zweite Versatz so klein wie möglich gehalten werden.

2.Wenn der Winkel des dritten Versatzes zu groß ist, erfährt der Dichtring der Drosselklappe ungleichmäßige Kräfte, was die Leistung bei hohen Druckunterschieden verringert. Wenn der Winkel hingegen zu klein ist, kann es zu Störungen und Kratzern kommen, was die Dichtungsleistung beeinträchtigt und die Lebensdauer verkürzt. Beispielsweise legt Vanessa, ein renommierter internationaler Hersteller von Dreifach-Exzenter-Absperrklappen aus Italien, den dritten Versatzwinkel auf einen Wert zwischen 10° und 12° fest

Dichtungspaar einer dreifach exzentrischen Absperrklappe

Die Dichtungspaare der dreifach exzentrischen Absperrklappen Dazu gehören üblicherweise metallische Hartdichtungen, nichtmetallische Weichdichtungen, mehrschichtige Dichtungen und elastische Dichtungen.

Die Wahl des Dichtungspaares hängt im Wesentlichen von den Eigenschaften des Mediums, der Temperatur und der geforderten Leckageklasse ab. Wenn die Temperatur 200 °C nicht überschreitet, ist das Medium im Allgemeinen sauber und weist keine abrasiven Partikel auf, und eine dichte Absperrung ist erforderlich, a Nichtmetallische Weichdichtung verwendet werden kann.

In Fällen, in denen die Temperatur höher ist oder das Medium abrasiv ist, a Hartdichtung aus Metall wird empfohlen. Bei der Verwendung einer harten Metalldichtung muss die Dichtfläche des Ventilkörpers einer Härtungsbehandlung unterzogen werden, z. B. durch Auftragschweißen oder Aufsprühen harter Legierungen auf die Dichtfläche des Ventilkörpers, um die Oberflächenhärte und die Verschleißfestigkeit zu erhöhen.

Zusätzlich zu den oben genannten Konstruktionspunkten muss bei der Konstruktion der dreifach exzentrischen Absperrklappe auch der Einfluss des flüssigen Mediums auf die Ventilstruktur berücksichtigt werden. Beispielsweise ist bei Kohlepulver ein Staubschutz für den Ventilschaft erforderlich; Bei Sauerstoff muss die statische Entladung interner Teile berücksichtigt werden. Für Brandschutzanforderungen ist eine doppelte Weich- und Hartdichtung erforderlich. Darüber hinaus muss der Ventilschaft so konstruiert sein, dass ein Ausblasen durch Innendruck verhindert wird. Während des Designprozesses ist es wichtig, die tatsächlichen Prozessbedingungen und die Arbeitsumgebung so weit wie möglich zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass das Endprodukt sicher, zuverlässig und für die Bedürfnisse des Benutzers geeignet ist.

Vorteile der dreifach versetzten Absperrklappe

Hervorragende Dichtungsleistung: Die Abdichtung einer dreifach exzentrischen Absperrklappe wird durch die Kompression zwischen den Dichtflächen der Klappe erreicht. Je größer das Schließmoment, desto höher der Dichtgrad, sodass „Null Leckage“ möglich ist.
Keine Reibung: Das Design reduziert die Reibung beim Öffnen und Schließen des Ventils und verlängert so die Lebensdauer des Ventils erheblich.
Hohe Durchflusskapazität: Aufgrund der Vorteile der dreifach exzentrischen Struktur ist der Durchflussdurchmesser des Ventils größer und sorgt für eine höhere Durchflussrate.
Kein Dead-Zone-Design: Mit minimaler Reibung zwischen der Scheibe und dem Ventilsitz kann das Ventil beginnen, den Durchfluss nahezu von einer 0-Grad-Öffnung bis zu 90 Grad zu regulieren. Sein Steuerverhältnis ist mehr als doppelt so hoch wie das einer Standard-Absperrklappe, wobei das maximale Steuerverhältnis 100:1 übersteigt.
Hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit: Dreifach exzentrische metallgedichtete Absperrklappen können in einem weiten Temperatur- und Druckbereich betrieben werden, im Allgemeinen von -196 °C bis 650 °C und von PN10 bis PN160 (ANSI CL 150 bis CL1500).
Lange Lebensdauer: Die Metall-auf-Metall-Dichtung der dreifach exzentrischen Absperrklappe sorgt für eine hervorragende Verschleißfestigkeit und behält ihre Form über lange Betriebszeiten bei. Darüber hinaus lösen sich Ventilsitz und Dichtring im Moment des Öffnens reibungsfrei, was zu einer extrem langen Lebensdauer führt.
Einstellbare Leistung: Der Öffnungs- und Schließgrad der dreifach exzentrischen Absperrklappe kann je nach Bedarf angepasst werden, sodass sie für verschiedene Industrierohrleitungen geeignet ist.

Triple Eccentric Butterfly Valve

Nachteile von dreifach exzentrischen Absperrklappen

Dicke Ventilscheibenstruktur: Der Ventilteller ist relativ dick, was zu einem höheren Strömungswiderstand führt, was ihn für Rohrleitungen mit kleinem Durchmesser unter DN200 ungeeignet macht.
Auswirkungen auf die Abdichtung in normalerweise offenen Rohrleitungen: In normalerweise offenen Rohrleitungen ist die Dichtfläche des Ventilsitzes direkt dem Mediumfluss ausgesetzt, wodurch der mehrschichtige, hartlaminierte Dichtring am Ventilteller mit der Zeit verschleißen und die Dichtleistung beeinträchtigen kann.
Mögliche Leckage im Rückfluss: Die dreifach exzentrische Struktur nutzt das Drehmoment des Aktuators, um den Ventilteller gegen den Ventilsitz zu drücken und so eine Abdichtung zu erreichen. Im Vorwärtsströmungszustand ist die Abdichtung umso dichter, je höher der Mediumdruck ist. Bei Rückströmung kann jedoch mit zunehmendem Mediumsdruck der Kontaktdruck zwischen Ventilteller und Ventilsitz unter den Mediumsdruck sinken, was zu Undichtigkeiten führt.
Höhere Kosten: Aufgrund ihrer komplexeren Struktur im Vergleich zu Doppel-Exzenter-Absperrklappen sind Dreifach-Exzenter-Absperrklappen tendenziell teurer.

Anwendungen für dreifach exzentrische Absperrklappen

Petrochemische Industrie: Dreifach exzentrische Absperrklappen werden häufig in Rohrleitungssystemen der Öl- und Chemieindustrie zum Absperren und Regeln von Gasen und Flüssigkeiten eingesetzt.

Wasseraufbereitungsindustrie: Diese Ventile können in Bereichen wie der kommunalen Wasser- und Abwasseraufbereitung eingesetzt werden, um die Wasserqualität zu regulieren und zu filtern.

Lebensmittelindustrie: Dreifach exzentrische Absperrklappen werden häufig in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise bei der Herstellung von Bier und Getränken, zur Steuerung von Durchfluss und Druck während des Herstellungsprozesses eingesetzt.

Umweltschutzindustrie: Sie werden auch häufig im Umweltbereich eingesetzt, um Emissionen in Prozessen wie der Abgasbehandlung und der Abfallentsorgung zu kontrollieren.

Aufgrund ihres reibungslosen Designs, ihrer hervorragenden Dichtungsleistung und ihrer Fähigkeit, extreme Bedingungen zu bewältigen, sind dreifach exzentrische Absperrklappen in vielen Branchen zur bevorzugten Wahl geworden. Obwohl sie relativ teuer sind, sind sie aufgrund ihrer langen Lebensdauer und ihres effizienten Betriebs die beste Wahl für komplexe Arbeitsbedingungen.

Union-Ventil ist ein professioneller Hersteller von Absperrklappen in China, der kundenspezifische Designs anbietet, um die genauen Spezifikationen der Kunden zu erfüllen. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an uns Kontaktieren Sie uns.