Effizienz des Entriegelungsventils: Konzentrische, doppelte und dreifach exzentrische Absperrklappen erklärt

Juli 12, 2024
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Eine Absperrklappe ist ein Ventiltyp, bei dem der Schließmechanismus (Ventilscheibe oder Absperrklappe) eine Scheibe ist, die sich um den Ventilschaft dreht, um das Ventil zu öffnen und zu schließen. Es wird hauptsächlich zum Absperren und Drosseln in Rohrleitungen eingesetzt. Entsprechend den strukturellen Unterschieden können Absperrklappen in drei Typen eingeteilt werden: konzentrische Absperrklappen, doppelt exzentrische Absperrklappen und dreifach exzentrische Absperrklappen.

Überblick

Die Übersicht über konzentrische, doppelt exzentrische und dreifach exzentrische Absperrklappen zeigt einen Fortschritt, bei dem das Öffnen und Schließen der Klappe immer einfacher wird und der Verschleiß an der Dichtfläche abnimmt. Durch Verstellen der Position des Ventiltellerschafts werden die Dicht- und Öffnungszustände der Absperrklappe verändert. Unter den gleichen Bedingungen nimmt das Drehmoment auf das Ventil bei jedem Typ bei verschiedenen Öffnungsgraden zu, während der Drehwinkel, der erforderlich ist, damit sich der Ventilteller beim Öffnen von der Dichtung löst, zunehmend abnimmt.

Was sind die strukturellen Merkmale einer zentralen Absperrklappe, einer doppelt exzentrischen Absperrklappe und einer dreifach exzentrischen Absperrklappe?

Konzentrische Absperrklappe

Das strukturelle Merkmal einer konzentrischen Absperrklappe besteht darin, dass sich die Ventilschaftachse, die Mitte der Scheibe und die Mitte des Ventilkörpers in derselben Position befinden. Im Allgemeinen ist es nach Möglichkeit vorzuziehen, eine konzentrische Absperrklappe zu verwenden. Dies liegt daran, dass bei konzentrischen Absperrklappen relativ geringe Anforderungen an die Abdichtung gestellt werden, sowohl was den Aufbau als auch die Funktionsweise angeht, was sie zu Standardprodukten macht. Um ein Quetschen und Schaben zu vermeiden und die Dichtleistung sicherzustellen, bestehen die Sitze konzentrischer Absperrklappen typischerweise aus elastischen Materialien wie Gummi oder PTFE, wodurch es sich um weichdichtende Absperrklappen handelt. Dies schränkt den Einsatz konzentrischer Absperrklappen hinsichtlich der Temperatur ein.

Doppelte exzentrische Absperrklappe

Doppelexzentrische Absperrklappen sind derzeit der am weitesten verbreitete Typ von Absperrklappen. Ihr strukturelles Merkmal besteht darin, dass die Ventilschaftachse sowohl von der Mitte der Scheibe als auch von der Mitte des Ventilkörpers versetzt ist. Das doppelexzentrische Design ermöglicht, dass sich der Ventilteller beim Öffnen schnell vom Sitz löst, wodurch unnötiges übermäßiges Quetschen und Kratzen zwischen Teller und Sitz deutlich reduziert wird. Dadurch wird das Öffnungsmoment reduziert, der Verschleiß minimiert und die Lebensdauer des Sitzes verlängert. Doppelexzentrische Absperrklappen können auch Metallsitze verwenden, was ihre Anwendung auf Hochtemperaturbereiche erweitert. Da ihr Dichtungsprinzip jedoch auf einer Positionsdichtung beruht, bei der die Dichtflächen von Teller und Sitz in Linienkontakt stehen und die Dichtwirkung durch die elastische Verformung erreicht wird, die durch das Zusammendrücken des Sitzes durch die Scheibe entsteht, erfordern sie eine sehr präzise Positionierung des Verschlusses (insbesondere bei Metallsitzen). Dies führt zu einer geringen Druckbelastbarkeit, weshalb Absperrklappen traditionell als ungeeignet für hohe Drücke und als anfällig für erhebliche Leckagen gelten.

Double eccentric butterfly valve

Zusammenfassung:Das doppelexzentrische Design ermöglicht, dass sich der Ventilteller beim Öffnen schnell vom Sitz löst, wodurch unnötiges übermäßiges Quetschen und Kratzen zwischen Teller und Sitz deutlich reduziert wird. Dadurch wird auch das Öffnungsmoment reduziert, der Verschleiß minimiert und die Lebensdauer des Sitzes verlängert.

Dreifach exzentrische Absperrklappe

Abhängig von den unterschiedlichen Eigenschaften von Hoch- und Niedertemperatur-Dichtungsmaterialien eignen sich harte Dichtungsmaterialien besser für Umgebungen mit hohen Temperaturen, während weiche Dichtungsmaterialien besser zum Erreichen einer Null-Leckage geeignet sind. Um den Konflikt zwischen hoher Temperatur und null Leckage bei doppelt exzentrischen Absperrklappen zu lösen, führten die Ingenieure eingehende Untersuchungen durch und implementierten ein drittes exzentrisches Design. Das strukturelle Merkmal der dreifach exzentrischen Absperrklappe besteht darin, dass zusätzlich zum doppelt exzentrischen Ventilschaft und der doppelten exzentrischen Ventilachse die konische Achse der Scheibendichtfläche weiter relativ zur zylindrischen Achse des Körpers angepasst wird. Durch sorgfältige Konstruktion ändert sich der Dichtungsquerschnitt der Scheibe in einer dreifach exzentrischen Absperrklappe von einer Kreisform in eine elliptische Form, wodurch eine Asymmetrie in der Form der Dichtfläche erreicht wird. Eine Seite verläuft parallel zur Mittellinie des Körpers, während die andere Seite zur Mittellinie des Körpers geneigt ist. Diese strukturelle Optimierung ermöglicht es der dreifach exzentrischen Absperrklappe, auch in Umgebungen mit hohen Temperaturen eine hervorragende Dichtleistung aufrechtzuerhalten. Nachfolgend finden Sie die Konstruktionszeichnung der dreifach exzentrischen Absperrklappe als Referenz:

Triple eccentric butterfly valve first eccentric

Die erste Exzentrizität – die Exzentrizität zwischen der Ventilschaftachse und der Dichtfläche

Triple eccentric butterfly valve second eccentric

Die zweite Exzentrizität – Exzentrizität zwischen der Ventilschaftachse und der Ventilkörpermitte

Triple eccentric butterfly valve third eccentric

Die dritte Exzentrizität – die Drehachse der Dichtfläche ist exzentrisch zur Achse des Ventilkörperkanals

Double eccentric butterfly valve working principle diagram

Zeichnung einer dreifach exzentrischen Absperrklappe

Zusammenfassung: Durch die erste Exzentrizität der dreifach exzentrischen Absperrklappe wird der Ventilschaft hinter der Scheibenachse platziert, sodass die Dichtung den gesamten Ventilsitz vollständig und dicht umschließen kann.

Die zweite Exzentrizität versetzt die Mittellinie der Ventilwelle gegenüber der Rohrleitung und der Mittellinie des Ventils und vermeidet so Störungen beim Öffnen und Schließen des Ventils.

Die dritte Exzentrizität versetzt die konische Achse des Ventilsitzes von der Mittellinie des Ventilschafts, wodurch Reibung beim Öffnen und Schließen vermieden wird und eine gleichmäßige und konsistente Kompressionsdichtung um den gesamten Ventilsitz herum erreicht wird.

Die dreifach exzentrische Absperrklappe verändert die Dichtungsmethode grundlegend von der herkömmlichen Positionsdichtung zur Torsionsdichtung. Diese neue Dichtungsmethode beruht nicht mehr auf der elastischen Verformung des Ventilsitzes, sondern ausschließlich auf dem Druck der Kontaktfläche des Ventilsitzes, um die Dichtwirkung zu erzielen. Dadurch wird das Problem der Nullleckage bei Metallsitzen gelöst. Darüber hinaus ist die Kontaktflächenpressung proportional zum Mediumsdruck, wodurch das Ventil hochdruck- und hochtemperaturbeständig ist.

Wie wählt man zwischen doppelt exzentrischen und dreifach exzentrischen Absperrklappen?

Anwendungen von doppelexzentrischen Absperrklappen

Doppelexzentrische Absperrklappen haben abnehmbare Sitze und können je nach den physikalischen und chemischen Eigenschaften verschiedener Medien aus korrosions-, licht- und alterungsbeständigen Materialien hergestellt werden. Sie werden häufig in den Bereichen Wasserversorgung und -entsorgung, Abwasser, Bauwesen, Klimatisierung, Erdöl, Chemie, Lebensmittel, Pharmazeutika, Textilien, Papierherstellung, Wasserkraft, Schiffe, Metallurgie und Energiesysteme eingesetzt und dienen als Regel- und Absperrvorrichtungen in Flüssigkeitsleitungen.

Doppelexzentrische Absperrklappen verwenden typischerweise PTFE (Polytetrafluorethylen) als Dichtsitzmaterial. Sie können auch Metalldichtsitze verwenden, um ihren Einsatzbereich in Hochtemperaturbereichen zu erweitern. Doppelexzentrische Absperrklappen mit Metallsitz verfügen jedoch immer noch über eine Positionsdichtungsstruktur, bei der die Dichtfläche von Scheibe und Sitz in Linienkontakt steht. Daher können sie hohem Druck nicht standhalten. Der Einsatz in Hochdrucksystemen kann zu erheblichen Leckagen führen. Daher sollten doppelexzentrische Absperrklappen mit Metallsitz in Hochdrucksystemen oder Systemen, die eine dichte Absperrung erfordern, vermieden werden.

Anwendungen von dreifach exzentrischen Absperrklappen

Dreifach-exzentrische Absperrklappen mit ihrer optimierten Dichtungsleistung und Hochtemperaturbeständigkeit werden häufig in verschiedenen kritischen Rohrleitungen in großen Industriezweigen eingesetzt. Zu diesen Sektoren gehören Öl- und Gasförderung, Offshore-Plattformen, Ölraffination, Petrochemie, anorganische Chemikalien, Energieerzeugung und Prozesskontrolle in Industrien in China und weltweit.

Abschließende Bemerkungen

Doppelexzentrische und dreifach exzentrische Absperrklappen unterscheiden sich deutlich im konstruktiven Aufbau, in der Funktionsweise und in den Anwendungsszenarien. Doppelt-exzentrische Absperrklappen eignen sich für mittlere bis niedrige Drücke und allgemeine Flüssigkeitssteuerung, während dreifach-exzentrische Absperrklappen für höhere Drücke und anspruchsvollere Bedingungen ausgelegt sind. Die Auswahl und Anwendung des geeigneten Ventils ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb und die Sicherheit des Systems.

Aufgrund der komplexeren Struktur und Herstellungstechnologie von Dreifach-Exzenter-Absperrklappen sind sie teurer als Doppel-Exzenter-Absperrklappen. Daher ist in praktischen Anwendungen die Auswahl des am besten geeigneten Ventiltyps auf der Grundlage spezifischer Anforderungen und Betriebsbedingungen eine wichtige Entscheidung.

Union Valves ist ein professioneller Hersteller von dreifach exzentrischen Absperrklappen in China und bietet verschiedene Modelle und Spezifikationen an. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an uns Kontaktieren Sie uns.