Schmetterlingsventile

Was ist ein Schmetterlingsventil?

Schmetterlingsventilauch als Klappenventil bekannt, ist ein Regelventil mit einfacher Struktur, das für die Auf-Zu-Regelung von Medien in Niederdruckleitungen verwendet werden kann. Ein Klappenventil ist ein Ventil, dessen Schließteil (Klappenscheibe oder Klappenplatte) eine Scheibe ist und sich um den Ventil Schacht zum Öffnen und Schließen.
Diese Art von Ventil kann anhand mehrerer Parameter klassifiziert werden:

Design: Zentralklappe, Doppelexzentrische Absperrklappe, dreifach gekröpfte Absperrklappe;
Art der Endverbindung: Zwischenflansch, Lasche (halb oder ganz), Flansch und Doppelflansch;
Sitzwerkstoffe: weich (z.B. PTFE, Buna-Kautschuk, Gummi, etc.) oder Metall auf Metall (SS304, SS316), Gehäuse- und Scheibenwerkstoffe (von Gusseisen bis hin zu hoch nickelhaltigen Legierungen);
Antrieb: Manuell (Hebel, Getriebe, Schneckengetriebe) und Antrieb (elektrisch, pneumatisch, hydraulisch und hydropneumatisch).

Material der Absperrklappe

Ventilkörper

Wie bei jedem anderen Ventiltyp gibt es auch bei Absperrklappen eine Vielzahl von Materialien und Materialkombinationen (Gehäuse, Scheibe, Sitz).

Die Auswahl der Materialien richtet sich nach der zu schließenden Flüssigkeit, dem Druck und der Temperatur der jeweiligen Anwendung. Die wichtigsten Materialien, die für Absperrklappen verwendet werden, in der Regel Gussqualitäten, sind unten aufgeführt.
Zubehör für Absperrklappen

Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff (es werden keine anderen Legierungselemente hinzugefügt, um die Eigenschaften des Materials zu steuern).
Für die Konstruktion von Absperrklappen wird am häufigsten Kohlenstoffstahl verwendet, um das Gehäuse und die Klappenscheibe im Sandgussverfahren herzustellen.
Die gebräuchlichsten Güten für Klappengehäuse und Klappenscheiben sind astma216wcb und LCC (low carbon) Stahl (Stahlguss). Sie werden für Hochtemperatur- bzw. Tieftemperaturanwendungen verwendet.
Die Hauptvorteile von Absperrklappen aus Kohlenstoffstahl (CS) sind die relativ niedrigen Kosten und die akzeptable Leistung (insbesondere bei Niederdruckanwendungen). Die Schwäche von Ventilen aus Kohlenstoffstahl ist ihre geringe Korrosionsbeständigkeit (die durch eine externe Beschichtung oder ein Auskleidungsmaterial wie Teflon verbessert werden kann).

Rostfreier Stahl

Rostfreier Stahl ist eine Legierung aus Eisen, Nickel und Chrom (der Mindestgehalt an Cr beträgt 10,5%). Durch den Zusatz von Chrom bildet sich eine selbstheilende Oxidschicht auf der Oberfläche des Materials, die es vor Rost schützt.
Wenn die Oberfläche von Edelstahlprodukten zerkratzt wird, reagiert das Chrom mit Sauerstoff und verhindert, dass es mit Eisen reagiert und rostet. Es gibt viele verschiedene Arten von rostfreiem Stahl, die gemeinhin als 300er und 400er Serien bezeichnet werden.
Rostfreier Stahl kann in Ferrit, Austenit, Martensit, Duplex und Ausscheidungshärtung (14ph) unterteilt werden.
Die Klassifizierung basiert auf der Mikrostruktur der Materialien, indem die Zusammensetzung der gemischten Elemente verändert wird. Die gebräuchlichsten SS-Typen, die für den Bau von Ventilen verwendet werden, sind in der Regel austenitische und Duplex-Sorten.

Austenitischer rostfreier Stahl

Austenitische rostfreie Stähle enthalten (außer Chrom) Nickel, das bewirkt, dass bei hohen Temperaturen eine kubisch-flächenzentrierte Austenitstruktur erhalten bleibt, die sich normalerweise in eine kubisch-ferritzentrierte Struktur verwandelt hat.
Im Vergleich zu ferritischem rostfreiem Stahl macht diese flächenzentrierte kubische Struktur das Material dehnbarer und verformbarer.
Je nach Nickelanteil kann die zähe austenitische Struktur auch bei sehr niedrigen Temperaturen beibehalten werden, wodurch sich das Material für Tieftemperaturanwendungen eignet.
Der Zusatz von Molybdän erhöht die Beständigkeit des Ventils gegen Lochfraßkorrosion.

Duplex-Edelstahl

Duplex-Edelstähle (UNS S32205 und UNS S31803) haben ein ausgewogenes Gefüge, das eine austenitische, kubisch zentrierte Oberfläche und eine ferritische, zentrale Eisenstruktur aufweist.
Die Zusammensetzung wird durch die Kontrolle der Legierungselemente und der Wärmebehandlung der Legierung erreicht, um eine Struktur aus 50% Austenit und 50% Ferrit zu erzeugen.
Duplex-Edelstahl verbindet die hohe Festigkeit der Ferrit-Zusammensetzung mit der bemerkenswerten Zähigkeit des Austenits.
Super Duplex (UNS S32750 und UNS s32760) enthält einen hohen Anteil an Chrom und Molybdän zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit.

Nickel legierter Stahl

Nickellegierungen werden in Ventilen verwendet, die sehr harten Einsatzbedingungen in Bezug auf Flüssigkeit, Temperatur und Druck ausgesetzt sind.
Diese Legierungen eignen sich besonders für hochkorrosive Anwendungen, die die schützende Oxidschicht von minderwertigem Stahl (wie Edelstahl) zerstören können.
Inconel, Incoloy und Hastelloy sind die am häufigsten verwendeten Nickellegierungen für Ventilkonstruktionen. Der Hauptnachteil von Nickellegierungen ist ihr hohes Gewicht und ihre hohen Kosten (mehrere Ventile aus Edelstahl).

Titan und Titanlegierungen

Die Titanlegierung hat eine ausgezeichnete Festigkeit, ein geringes Gewicht und eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit.
Im Vergleich zu allen anderen Metallen hat die Titanlegierung das beste Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht. Ähnlich wie bei rostfreiem Stahl ist die Oberfläche der Titanlegierung mit einer schützenden Oxidschicht versehen, die das Produkt vor Rost schützen kann.
Titan weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser auf, insbesondere in Gegenwart von Hypochlorit.
Die Hauptnachteile der Titanlegierung sind der hohe Preis, ein Vielfaches des Edelstahls und die Komplexität des Produktionsprozesses aufgrund der hohen Reaktivität des Metalls (ein spezielles Gießverfahren ist erforderlich, um zu verhindern, dass Titan während des Schmelzens und Gießens mit Sauerstoff reagiert).

Nickel-Aluminium-Bronze

Dies ist eine Kupferlegierung, die etwa 10% Aluminium, 5% Nickel und 5% Eisen enthält. Sie hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere bei der Anwendung in Meerwasser, und kann der Bildung von Biofilm widerstehen, der eine häufige Ursache für Korrosionsprobleme bei Edelstahl ist.
Absperrklappen API 609 können weiche Sitze oder Metallsitze haben. Ventile mit weichen Sitzen, auch bekannt als "Weichsitz" oder "elastische" Absperrklappen, gehören zum zentralen Typ. Die exzentrische Ausführung (doppelt oder dreifach gekröpft) hat in der Regel einen Metallsitz oder kann feuerfest sein.

Material des Sitzes

Weich (elastischer Schmetterling)

Weichsitzklappen (elastisch) haben EPDM, Viton, NBR, Buna-N und ähnliche weiche Sitze. Weichdichtende Absperrklappen sind in der Regel konzentrisch und für niedrige Drücke und unkritische Anwendungen geeignet.

Drosselklappe mit Metalldichtung
In diesem Fall haben das Ventilgehäuse und der Scheibenkörper eine Metall-Metall-Dichtung.

Hochleistungs-Absperrklappen (doppelexzentrisch) bieten weiche und metallische Sitze. Dreifach exzentrische Absperrklappen haben normalerweise Metallsitze und ATEX-Brandschutzvorrichtungen.

Typ der Absperrklappe

Absperrklappen können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z.B. in der Wasserversorgung, der Abwasserbehandlung, dem Brandschutz, der Chemie- und Erdölindustrie, der Brennstoffaufbereitung und der Energieerzeugung.
Mit der Einführung der doppelexzentrischen und dreiexzentrischen Bauweise werden Absperrklappen in der Öl- und Gasindustrie immer häufiger eingesetzt und beginnen, mit den traditionelleren Ventilen, wie z.B. Kugelhähnen und Kugelventilen, zu konkurrieren.

Funktionsprinzip der Absperrklappe

Der Öffnungs- und Schließteil der Drosselklappe ist eine scheibenförmige Klappenplatte, die sich im Ventilkörper um ihre eigene Achse dreht, um das Ventil zu öffnen, zu schließen oder zu regulieren, was als Drosselklappe bezeichnet wird. Die Drosselklappe hat in der Regel einen Winkel von weniger als 90 Grad zwischen dem vollständigen Öffnen und dem vollständigen Schließen. Die Drosselklappe und die Drosselklappenstange sind nicht selbsthemmend. Um die Drosselklappe zu positionieren, sollte ein Schneckengetriebe auf der Ventilstange installiert werden. Die Verwendung eines Schneckengetriebes kann nicht nur dafür sorgen, dass die Drosselklappe selbsthemmend ist und die Drosselklappe in jeder beliebigen Position stoppt, sondern auch die Betriebsleistung des Ventils verbessern.

Die industrielle Absperrklappe zeichnet sich durch hohe Temperaturbeständigkeit, einen großen Druckbereich, eine große Nennweite der Klappe, ein Gehäuse aus Kohlenstoffstahl und einen Metallring anstelle eines Gummirings aus. Die große Hochtemperatur-Absperrklappe ist aus Stahlblech geschweißt und wird hauptsächlich für Rauch- und Luftkanäle und Gasleitungen mit hohen Temperaturen verwendet. Konzentrische Absperrklappe Das strukturelle Merkmal dieser Art von Absperrklappe ist, dass die Achse der Ventilspindel, die Mitte der Absperrklappe und die Mitte des Gehäuses in der gleichen Position liegen. Das Gebrauchsmuster hat die Vorteile einer einfachen Struktur und einer bequemen Herstellung. Gängige gummigefütterte Absperrklappen gehören zu dieser Kategorie. Der Nachteil ist, dass die Drosselklappe und der Ventilsitz immer in einem Zustand der Extrusion und des Abschabens sind, einen großen Widerstandsabstand haben und schnell verschleißen. Um das Problem der Extrusion zwischen der Drosselklappe und dem Ventilsitz der konzentrischen Drosselklappe zu lösen, wird die einfache exzentrische Drosselklappe hergestellt. Ihr strukturelles Merkmal besteht darin, dass die Achse des Ventilschafts von der Mitte der Drosselklappe abweicht, so dass das obere und untere Ende der Drosselklappe nicht mehr zur Drehachse wird, wodurch die übermäßige Extrusion zwischen dem oberen und unteren Ende der Drosselklappe und dem Ventilsitz zerstreut und reduziert wird.
Die doppelexzentrische Absperrklappe ist eine Weiterentwicklung der einfachen exzentrischen Absperrklappe, die derzeit die am häufigsten verwendete doppelexzentrische Absperrklappe ist. Das Gebrauchsmuster zeichnet sich dadurch aus, dass die Achse der Ventilstange sowohl von der Mitte der Klappenplatte als auch von der Mitte des Gehäuses abweicht. Der doppelte Exzenter-Effekt ermöglicht es der Klappenplatte, sich nach dem Öffnen des Ventils schnell vom Ventilsitz zu lösen. Dadurch werden unnötige übermäßige Extrusionen und Kratzer zwischen der Klappenplatte und dem Ventilsitz weitgehend vermieden, der Öffnungswiderstand verringert, der Verschleiß reduziert und die Lebensdauer des Ventilsitzes verbessert. Die dreifach gekröpfte Absperrklappe muss hochtemperaturbeständig sein und hart abgedichtet werden, aber die Leckage ist groß. Um eine Null-Leckage zu erreichen, muss eine weiche Dichtung verwendet werden, die aber nicht hochtemperaturbeständig ist. Um den Widerspruch der doppelt exzentrischen Absperrklappe zu überwinden, ist die Absperrklappe zum dritten Mal exzentrisch. Die Absperrklappe ist eine Art Ventil, das eine runde Klappenplatte als Öffnungs- und Schließteil verwendet und sich mit der Ventilstange dreht, um den Flüssigkeitskanal zu öffnen, zu schließen und zu regulieren. Die Absperrklappe hat nicht nur eine einfache Struktur, ein kleines Volumen, ein geringes Gewicht, einen geringen Materialverbrauch, eine kleine Einbaugröße, ein geringes Antriebsdrehmoment, eine einfache und schnelle Bedienung, sondern auch eine gute Durchflussregulierung und gute Dichtungseigenschaften. Die Absperrklappe ist die führende Ventilform in den Anwendungsbereichen großer und mittlerer Durchmesser sowie mittlerer und niedriger Druck. Durch den Einsatz von korrosionsbeständigem synthetischem Kautschuk und Polytetrafluorethylen kann die Leistung der Absperrklappe verbessert und an unterschiedliche Arbeitsbedingungen angepasst werden.

Die Hauptkomponente der Absperrklappe ist die Scheibe. Der Metallring befindet sich auf der Mittellinie des Rohrs und ist über die Stange mit dem externen Stellglied (Handebene oder Stellantrieb) verbunden.
Im Vergleich zu Kugelhähnen ist die Scheibe von Absperrklappen immer in Kontakt mit der durch die Rohrleitung transportierten Flüssigkeit, was zu einem Druckabfall führt.
In der geschlossenen Position blockiert die Scheibe die Öffnung des Ventils, in der offenen Position lässt die Scheibe die Flüssigkeit durch.
Eine Vierteldrehung ist erforderlich, um das Ventil von der vollständig geöffneten in die vollständig geschlossene Position zu bringen (und diese Bewegung kann genauso schnell ausgeführt werden wie bei einem Kugelventil).

Drosselklappensymbol in P & ID Zeichnung

Konzentrische Absperrklappe

Das strukturelle Merkmal der Absperrklappe ist, dass die Achse der Ventilspindel, die Mitte der Absperrklappe und die Mitte des Gehäuses in der gleichen Position liegen. Das Gebrauchsmuster hat die Vorteile eines einfachen Aufbaus und einer bequemen Herstellung. Gängige gummigefütterte Absperrklappen gehören zu dieser Kategorie. Der Nachteil ist, dass die Drosselklappe und der Ventilsitz immer in einem Zustand der Extrusion und des Abschabens sind, einen großen Widerstandsabstand haben und schnell verschleißen. Um die Extrusion und das Schaben zu überwinden und die Dichtungsleistung zu gewährleisten, wird der Ventilsitz grundsätzlich aus elastischen Materialien wie Gummi oder Polytetrafluorethylen hergestellt, aber seine Verwendung ist durch die Temperatur begrenzt. Aus diesem Grund ist man traditionell der Meinung, dass die Absperrklappe nicht gegen hohe Temperaturen beständig ist.

Einzelne exzentrische Absperrklappe

Um das Problem der Extrusion zwischen der Drosselklappe und dem Ventilsitz der konzentrischen Drosselklappe zu lösen, wird eine einzelne exzentrische Drosselklappe hergestellt. Ihr strukturelles Merkmal ist, dass die Achse des Ventilschaftes von der Mitte der Drosselklappe abweicht, so dass das obere und untere Ende der Drosselklappe nicht mehr zur Drehachse wird und die übermäßige Extrusion zwischen dem oberen und unteren Ende der Drosselklappe und dem Ventilsitz zerstreut und reduziert wird. Aufgrund der einzigen exzentrischen Struktur im gesamten Öffnungs- und Schließprozess des Ventils ist das Phänomen des Schabens zwischen der Drosselklappe und dem Ventilsitz jedoch nicht verschwunden, und der Anwendungsbereich ähnelt dem der konzentrischen Drosselklappe, so dass sie nur selten verwendet wird.

Doppelt exzentrische Absperrklappe

Ausgehend von der einfachen exzentrischen Absperrklappe wird die doppelexzentrische Absperrklappe, die derzeit von Zui häufig verwendet wird, weiter verbessert. Das Gebrauchsmuster zeichnet sich dadurch aus, dass die Achse der Ventilstange sowohl von der Mitte der Klappenplatte als auch von der Mitte des Gehäuses abweicht. Durch den doppelten Exzenter-Effekt kann sich die Drosselklappe nach dem Öffnen des Ventils schnell vom Ventilsitz lösen, die unnötige übermäßige Extrusion und das Kratzen zwischen der Drosselklappe und dem Ventilsitz werden weitgehend vermieden, der Öffnungswiderstand wird reduziert, der Verschleiß verringert und die Lebensdauer des Ventilsitzes verbessert. Gleichzeitig kann die doppelexzentrische Absperrklappe auch mit einem Metallsitz ausgestattet werden, was die Anwendung der Absperrklappe im Hochtemperaturbereich verbessert. Da das Dichtungsprinzip jedoch zur Positionsdichtungsstruktur gehört, d.h. die Dichtungsfläche der Klappenplatte und der Ventilsitz sind in Linienkontakt, und die Dichtungswirkung wird durch die elastische Verformung erzeugt, die durch die Extrusion des Ventilsitzes durch die Klappenplatte verursacht wird. Daher hat es hohe Anforderungen an die Schließposition (insbesondere der metallische Ventilsitz) und eine geringe Druckbelastbarkeit. Aus diesem Grund ist man traditionell der Meinung, dass die Absperrklappe keinem hohen Druck standhält und eine große Leckage aufweist.

Triple Exzenter-Drosselklappe

Um gegen hohe Temperaturen beständig zu sein, muss eine harte Dichtung verwendet werden, aber die Leckage ist groß. Um keine Leckage zu erreichen, muss eine weiche Dichtung verwendet werden, aber sie ist nicht gegen hohe Temperaturen beständig. Um den Widerspruch der doppelt exzentrischen Absperrklappe zu überwinden, ist die Absperrklappe zum dritten Mal exzentrisch. Das Gebrauchsmuster zeichnet sich dadurch aus, dass die konische Achse der Dichtfläche der Klappenplatte von der zylindrischen Achse des Gehäuses abweicht, während die Achsenposition der doppelt exzentrischen Ventilstange exzentrisch ist, d.h. nach der dritten Exzentrizität ist der Dichtungsabschnitt der Klappenplatte nicht mehr ein echter Kreis, sondern eine Ellipse, und die Form der Dichtfläche ist asymmetrisch, eine Seite ist zur Mittellinie des Gehäuses geneigt und die andere Seite ist parallel zur Mittellinie des Gehäuses.
Die größte Besonderheit dieser dritten Exzentrizität ist, dass sie die Dichtungsstruktur grundlegend verändert, nicht mehr die Positionsdichtung, sondern die Drehmomentdichtung, d.h. die Dichtungswirkung wird nicht durch die elastische Verformung des Ventilsitzes, sondern vollständig durch die Flächenpressung des Ventilsitzes erreicht. Damit ist das Problem der Leckagefreiheit des metallischen Ventilsitzes auf einen Schlag gelöst, und da die Flächenpressung direkt proportional zum Mediendruck ist, können auch hohe Drücke und hohe Temperaturen problemlos bewältigt werden.

Doppelexzentrische Absperrklappe VS Dreifachexzentrische Absperrklappe

Die Abbildung zeigt den Konstruktionsunterschied zwischen einer doppelt exzentrischen Absperrklappe und einer dreifach exzentrischen Absperrklappe (links bzw. rechts in der Abbildung).

Konstruktion eines Schmetterlingsventils

Die erste wichtige Unterscheidung ist die zwischen konzentrischen und exzentrischen Absperrklappen:

Konzentrische Absperrklappe: Die Ventilspindel befindet sich in der Mitte des Ventiltellers, und der Ventilteller befindet sich in der Mitte der Bohrung
Exzentrische Absperrklappe (doppelt versetzt und dreifach exzentrisch): Sie hat einen oder mehrere kurze Schäfte (Ventilschäfte), die von der Mitte des Ventils versetzt angeordnet sind. Exzentrische Absperrklappen werden auch als doppelt oder dreifach exzentrisch bezeichnet.


Konzentrische Absperrklappe	Doppelt exzentrische Absperrklappe	Dreifach exzentrische Absperrklappe

Vorteile und Nachteile von Schmetterlingsventilen

In den letzten zehn Jahren haben sich metallgedichtete Absperrklappen rasant entwickelt. Durch die Verwendung von Materialien mit hoher Temperatur, niedriger Temperatur, starker Korrosion, starker Erosion und hochfesten Legierungen in Absperrklappen sind metallgedichtete Absperrklappen unter Arbeitsbedingungen wie hoher Temperatur, niedriger Temperatur und starker Erosion weit verbreitet und haben Absperrventile, Schieber und Kugelhähne teilweise ersetzt.

Vorteile von Schmetterlingsventilen

1. Die Absperrklappe hat die Vorteile des bequemen und schnellen Öffnens und Schließens, der Arbeitsersparnis, des geringen Flüssigkeitswiderstands und des regelmäßigen Betriebs.
2. Die Absperrklappe hat die Vorteile einer einfachen Struktur, eines kleinen Volumens und eines geringen Gewichts.
3. Die Absperrklappe kann Schlamm transportieren, und die Flüssigkeit, die sich an der Rohrmündung ansammelt, ist am geringsten.
4. Die Absperrklappe kann bei niedrigem Druck gut abdichten.
5. Die Absperrklappe hat eine gute Regelleistung.

Nachteile von Schmetterlingsventilen

1. Die Absperrklappe hat einen kleinen Bereich von Betriebsdruck und Temperatur.
2. Die Dichtungsleistung von Schmetterlingsventilen ist schlecht.
3. Absperrklappen können je nach Bauform in versetzte Platten, vertikale Platten, schräge Platten und Hebeltypen unterteilt werden. Nach der Dichtungsform kann man sie in relativ dichte
4. Dichtungstyp und harter Dichtungstyp. Die weiche Dichtung wird in der Regel mit einem Gummiring abgedichtet, während die harte Dichtung in der Regel mit einem Metallring abgedichtet wird.
5. Nach der Art des Anschlusses kann er in Flanschanschluss und Zwischenflanschanschluss unterteilt werden. Nach der Art der Übertragung kann er in manuell, Getriebe, pneumatisch, hydraulisch und elektrisch unterteilt werden.

Bei der Installation und Wartung von Absperrklappen sind folgende Punkte zu beachten:

1. Wenn die Absperrklappe installiert ist, muss die Klappenscheibe in der geschlossenen Position anhalten.
2. Die Öffnungsposition der Absperrklappe wird anhand des Drehwinkels der Klappenplatte bestimmt.
3. Bei Absperrklappen mit Bypassventil muss das Bypassventil vor dem Öffnen geöffnet werden.
4. Die Absperrklappe muss gemäß den Installationsanweisungen des Herstellers installiert werden, und die schwere Absperrklappe muss mit einem soliden Fundament versehen werden.
5. Die Absperrklappe hat die Eigenschaften einer einfachen Struktur, eines kleinen Volumens, eines geringen Gewichts, eines geringen Materialverbrauchs, einer kleinen Einbaugröße, eines schnellen Umschaltens, einer 90 ° Hin- und Herdrehung, eines geringen Antriebsdrehmoments usw. Sie wird zum Absperren, Verbinden und Einstellen des Mediums in der Rohrleitung verwendet und hat gute Flüssigkeitssteuerungseigenschaften und eine gute Verschlussleistung.

China Drosselklappe Hersteller www.sfutube.com liefert industrielle Absperrklappen, Absperrklappen für den industriellen Gebrauch, in verschiedenen Materialien wie Kohlenstoffstahl, Edelstahl, legiertem Stahl, etc.