Was sind Absperrklappen

Absperrklappen (engl. „butterfly valve“) zählen zu den Drehbewegungsventilen mit Vierteldrehung. Sie dienen dazu, den Durchfluss in einer Leitung zu stoppen. Oft wird auch davon gesprochen, dass mit Absperrklappen eine Regelung des Durchflusses durchgeführt werden kann. Diese Verwendung wird jedoch von uns nicht empfohlen, da dies zu Beschädigungen führen und die Dichtungseigenschaften negativ beeinflussen kann. Absperrklappen haben – je nach Industrie und Medium – viele Einsatzgebiete. Sie werden unter anderem auch in den Bereichen Wassergewinnung, -transport und -verteilung, in der Trinkwasserversorgungsanlagen sowie in Pumpstationen eingesetzt.

Der Hauptvorteil beim Einsatz von Absperrklappen liegt in ihrer einfachen Konstruktion und der kompakten Abmessungen. Dies führt dazu, dass die Klappen weniger Gewicht, geringere Kosten und einen geringeren Platzbedarf bei der Installation aufweisen.

Zusätzlich sind auch schnellere Schließgeschwindigkeiten möglich, sofern erforderlich.  Absperrklappen von Hawle sind doppelt exzentrisch und mit Flansche ausgeführt – man spricht auch vom doppelten Versatz. Eine Exzentrizität ist auf die Drehachse der Scheibe bezogen, während sich die 2. Exzentrizität auf die Rohrmittelachse bezieht.

Was sind die Hauptbestandteile von Absperrklappen und ihre Funktion? Neben dem Ventilkörper und der Scheibe als Schließelement zählen Achsen, Dichtungen und Getriebe zu den wichtigsten Bestandteilen. Zusätzliche Kleinteile, wie Buchsen, Lager und Befestigungselemente, sind ebenfalls Teil der Konstruktion, jedoch werden sie hier nicht genauer beschrieben (Details zu den Betätigungsmechanismen folgen weiter unten):

• Ventilkörper
  Der Ventilkörper sitzt zwischen den Rohrflanschen. Die gängigsten Bauformen sind Flansch- und Zwischenflanschklappen. Das Gehäuse der Klappe ist meist aus duktilem Guss gefertigt und sowohl innen als auch außen mit Epoxidpulver beschichtet.
   
• Scheibe
  Der Schließkörper bei der Klappe ist die Scheibe – was für den Schieber der Keil oder beim Kugelhahn die Kugel ist. Die Scheibe ist durch 2 Achsen drehbar im Ventilkörper gelagert. Es gibt verschiedene Variationen von Design, Ausrichtung und Material der Scheibe, um den Durchfluss, die Abdichtung und/oder das Betriebsdrehmoment zu verbessern. Die 9881K Absperrklappe mit doppelexzentrisch gelagerter Klappenscheibe von Hawle wurde beispielsweise entwickelt, um den Verschleiß der Dichtung und den Abrieb sowie die Anforderungen an das Betriebsdrehmoment zu verringern.
   
• Befestigungsfläche
  Der Dichtsitz befindet sich im Ventilkörper, bei der 9881K Hawle Klappe ist dieser aus einem speziellen Edelstahlschweißverfahren mit anschließender Nachbearbeitung gefertigt. Der Ventilkörper aus Edelstahl der 9881K Reihe sorgt für eine korrosions- und erosionsbeständige Funktionsfläche. Dieses einzigartige Design des Dichtsitzes ermöglicht die Herstellung von tropfendichten Ventilen gemäß den Anforderungen von EN12266A.
   
• Achsen
  Die Ventilwelle, oft auch als Achsen bezeichnet, ist jene Komponente, welche die Scheibe mit dem Betätigungsmechanismus (z. B. mit Getriebe oder Handrad) verbindet und das Drehmoment überträgt.
   
• Dichtungen
  An mehreren Kontaktpunkten im Ventil sind Dichtungen angebracht, um eine sichere Abdichtung zu gewährleisen oder die inneren Teile des Ventils vor Flüssigkeiten zu schützen. Somit wird eine flexiblere und kostengünstigere Konstruktion ermöglicht.
   

Die Abdichtung der Klappenscheibe zum Ventilkörper wird durch einen durchgehenden elastischen T-Profil-Dichtungsring gewährleistet, welcher durch einen Haltering am äußersten Rand der Scheibe gehalten wird und somit das Herausrollen des Dichtungsrings verhindert. Ist die Absperrklappe geschlossen, wird der Dichtungsring gegen den Dichtsitz gedrückt und dichtet in beide Fliessrichtungen ab. In geöffneter Position ist die Dichtung dank der doppelten Exzenterscheibenkonstruktion völlig entlastet.

Da somit keine Interaktion zwischen den Achsen und der Flüssigkeit stattfindet, gewährleistet das Mehrfach-O-Ring-Wellendichtungssystem eine wartungsfreie Abdichtung über die gesamte Lebensdauer des Ventils hinweg.

Absperrklappen funktionieren relativ einfach: die Drehung der Scheibe steuert den Flüssigkeitsstrom. Ist die Absperrscheibe senkrecht gestellt und somit geschlossen, blockiert sie die Ventilöffnung. Ist die Scheibe geöffnet und somit parallel zur Strömungsrichtung ausgerichtet, kann das Medium durchfließen. Absperrklappen ermöglichen eine bidirektionale Durchfluss- und Absperrfunktionen. Sie haben jedoch keinen freien Durchgang. Damit stellen Sie ein Hindernis beim Einsetzen eines sog. Molches zur Leitungsreinigung dar.

Absperrklappen werden im Normalfall mit Handrädern, Getrieben, Aktuatoren oder einer Kombination dieser drei Mechanismen bedient. Die genaue Bedienung kann von Fall zu Fall variieren und hängt auch von den spezifischen Anwendungsanforderungen und technischen Spezifikationen des Einsatzgebietes ab.

Absperrklappen können auf verschiedenste Weise bedient und betrieben werden: manuell, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch.

• Elektrisch: Die Absperrklappen werden mit elektrischem Antrieb geöffnet bzw. geschlossen.
   
• Pneumatisch: Diese Absperrklappen werden mit Druckluft gesteuert.
   
• Hydraulisch: Diese Art der Bedienung kommt zum Einsatz, wenn die Ventile große Drehmomente zum Öffnen und Schließen erfordern, beispielsweise bei Anwendungen mit hohem Druck und hoher Viskosität.
   
• Manuell: Bei handbetriebenen Absperrklappen gibt es ein Handrad, eine Kurbel oder einen Hebel, um die Klappe zu betätigen. Kleinere Ventile sind für gewöhnlich mit einem Hebel ausgestattet, während größere Apparaturen über Handräder verfügen. Oftmals sind diese mit Getrieben gekoppelt, um das Drehmoment für den Bediener zu verringern. Eine weitere Möglichkeit zur manuellen Bedienung stellt die Inbetriebnahme mit einem T-Schlüssel/Vierkantschoner und einem entsprechenden Verlängerungsstück dar. Diese Art der Bedienung wird angewendet, wenn die Klappe unterirdisch liegt und über keinen Zugang verfügt.

Die 9881K Serie von Hawle ist standardmäßig mit einem Handrad und einem Getriebe ausgestattet. Die 9881K Serie ist durch einen Eingangs-Flansch am Getriebe nach ISO 5210 mit externen Aktuatoren zur Montage von Multi-Turn-Aktuatoren kompatibel.

Absperrklappen können je nach Anwendung erhebliche Vorteile gegenüber anderen Ventiltypen bieten, insbesondere bei Abmessungen über DN 200 (200 mm): 

1. Leicht und kompakt: Dank des kompakten Designs und geringen Abmessungen benötigen Absperrklappen wesentlich weniger Platz und ermöglichen zudem Einsparungen aufgrund von niedrigeren Installationskosten, weniger Arbeitsaufwand und -ausrüstung.
    
2. Schnelle Betätigungszeiten: Schon eine 90 Grad-Drehung des Griffs sorgt für ein vollständiges Schließen oder Öffnen des Ventils. Bei größeren Absperrklappen ist jedoch häufig ein Getriebe als Teil des Betätigungsmechanismus erforderlich, welches das Betätigungsdrehmoment verringert und den Betrieb des Ventils vereinfacht – jedoch auf Kosten der Geschwindigkeit.
    
3. Niedrige Kosten: Das bereits erwähnte simple Design benötigt weniger Material in der Herstellung. Dadurch sind Absperrklappen im Vergleich mit ähnlichen Industriearmaturen oftmals die günstigere Wahl. Die Kosteneinsparungen werden hauptsächlich bei größeren Ventilgrößen erzielt, typischerweise über DN 300.
    
4. Vielseitigkeit: Absperrklappen haben eine Vielzahl von Anwendungsgebieten.

Absperrklappen eignen sich besonders gut für die Bewältigung von großen Flüssigkeitsmengen wie beispielsweise in Wasserverteilungssystemen (Pumpstationen oder Wassergewinnung und -transport) und Wasseraufbereitungsanlagen (Meerwasser oder Rohwasser). In Verbindung mit der Verfügbarkeit in verschiedenen Größen bis einschließlich DN 1400 (55 Zoll), sind sie daher ideal für Anwendungen zur Trinkwasserverteilung geeignet.