Bei der Konstruktion von Absperrklappen gibt es mehrere entscheidende Faktoren, die ihre Eignung für bestimmte Anwendungen bestimmen.
Welche verschiedenen Typen von Absperrklappen gibt es?
1. Exzentrische Ausführungen von Absperrklappen
Die Exzentrizitäten beschreiben, wie Welle und Klappenscheibe relativ zum Ventilsitz und zur Mittellinie des Gehäuses positioniert sind. Die Anzahl der Exzentrizitäten wirkt sich unmittelbar auf die Dichtungsleistung, das Drehmoment, den Verschleiß und die Betriebsbedingungen aus.
Konzentrische Absperrklappen (ohne Exzentrizität)
✅ Einfachste und am weitesten verbreitete Bauart
Konstruktionsbeschreibung
- Die Welle (Spindel) ist auf der Rohrmittellinie zentriert
- Die Klappenscheibe ist konzentrisch zum Sitz und zum Gehäuse ausgerichtet
- Die Klappenscheibe bleibt während der Drehung in ständigem Kontakt mit dem Sitz
Dichtungsprinzip
- Positionsabhängig dichtend
- Dichtes Absperren wird durch das Einpressen der Klappenscheibe in den weichdichtenden Sitz erreicht
Schlüsselmerkmale
- Kontinuierliche Presspassung zwischen Scheibe und Sitz
- Erhöhte Reibung beim Öffnen und Schließen
- Sitzverschleiß im Laufe der Zeit durch Reibung
Typische Anwendungen
- Wasser und Abwasser
- Gebäudetechnik
- Brandschutz
- Allgemeine Versorgungsleistungen
Warum sich Kunden dafür entscheiden
- Niedrigste Kosten
- Einfache, kompakte Bauweise
- Hervorragend geeignet für Niederdruck- und Umgebungstemperatur-Anwendungen.
Doppelexzentrische Hochleistungs-Absperrklappen
✅ Mehr Leistung und höhere Lebensdauer
Konstruktionsbeschreibung
- Erste Exzentrizität: Die Welle ist hinter der Scheibenmittellinie versetzt
- Zweite Exzentrizität: Die Welle ist gegenüber der Rohrmittellinie versetzt
- Erzeugt eine Nockenwirkung, bei der sich die Scheibe beim Öffnen frühzeitig vom Sitz löst
Dichtungsprinzip
- Positionsabhängig dichtend mit reduzierter Reibung
- Klappenscheibe berührt den Sitz erst in den letzten 5–7 % des Schließvorgangs
Schlüsselmerkmale
- Geringeres Drehmoment als bei konzentrischen Ausführungen
- Geringerer Sitzverschleiß
- Verbesserte Zyklenlebensdauer
- Kann mit weichdichtenden oder Metallsitzen ausgestattet werden
Typische Anwendungen
- Dampf
- Kohlenwasserstoffe
- Chemikalien
- Öl- und Gasversorgung
- Kraftwerkstechnik
Warum sich Kunden dafür entscheiden
- Höhere Druck- und Temperaturbeständigkeit
- Längere Betriebsdauer
- Beidseitig dicht schließend
Dreifach-exzentrische Absperrklappen
✅ Absperrklappendesign mit der höchsten Leistungsfähigkeit
Konstruktionsbeschreibung
- Beinhaltet die gleichen ersten und zweiten Exzentrizitäten wie doppelexzentrische Ausführungen
- Dritte Exzentrizität: Eine konische, geneigte Dichtungsgeometrie, die in die Scheiben- und Sitzachse eingearbeitet ist
- Klappenscheibe und Sitz greifen während des Betriebs ohne Reibung ineinander
Dichtungsprinzip
- Drehmomentabhängig schließend
- Dichtes Absperren erfolgt durch Metall-auf-Metall-Verkeilung, nicht durch Sitzkompression
Schlüsselmerkmale
- Keine Reibung zwischen Sitz und Dichtung während der Drehung
- Äußerst geringer Verschleiß
- Hervorragend geeignet für Brandschutz- und Notfallanwendungen
- Ermöglicht blasendichte Absperrung bei sehr hohen Temperaturen
Typische Anwendungen
- Kritische Öl- und Gasanwendungen
- LNG
- Raffination
- Kraftwerke
- Hochdruck-, Hochtemperatur- und Zyklusbetrieb
Warum sich Kunden dafür entscheiden
- Längste Betriebsdauer
- Fire-Safe und für flüchtige Emissionen geeignet
- Echte Alternative zu Schiebern, Hubventilen und Kugelhähnen
2. Bauarten von Absperrklappensitzen
Das Sitzmaterial bestimmt die chemische Verträglichkeit, die Temperatur- und Druckgrenzen, die Dichtheitsklasse sowie die Lebenszykluskosten.
Weichdichtende Absperrklappen
✅ Am gängigsten und kostengünstigsten
Sitzwerkstoffe
- EPDM
- NBR
- Buna-N
- FKM (Viton®)
Dichtungseigenschaften
- Weiches Elastomer sorgt für eine blasendichte Absperrung
- Hervorragend geeignet für Anwendungen mit geringer Zyklenanzahl und saubere Einsatzbedingungen
Einschränkungen
- Durch das Elastomer temperaturbegrenzt
- Nicht geeignet für abrasive oder Hochtemperaturmedien
Typische Anwendungen
- Wassersysteme
- Gebäudetechnik
- Bewässerung
- Brandschutz
Mit Polymersitz (PTFE/TFM/kunststoffausgekleidet)
✅ Schwerpunkt auf Chemikalienbeständigkeit
Sitz- und Auskleidungsmaterialien
- PTFE
- TFM
- UHMWPE
Dichtungseigenschaften
- Weicher Sitz mit nahezu universeller chemischer Verträglichkeit
- Geringe Reibung und niedriges Drehmoment
Einschränkungen
- Begrenzte Drücke und Temperaturen
- Kriechverhalten unter Dauerbelastung
Typische Anwendungen
- Korrosive Chemikalien
- Säure- und Chloranwendungen
- Arzneimittel und Spezialchemikalien
Absperrklappen mit Metallsitz
✅ Kritische Anwendungen und hohe Temperaturen
Sitzwerkstoffe
- Edelstahl
- Hartbeschichtete Legierungen
- Laminierte Dichtungsringe aus Metall
Dichtungseigenschaften
- Komplett elastomerfrei
- Entwickelt für extreme Temperaturen und Drücke
- Typischerweise in doppel- und dreifach-exzentrischen Ausführungenverwendet
Einschränkungen
- Höhere Kosten
- Drehmomentabhängig schließend (die Dimensionierung der Betätigungseinrichtung ist entscheidend)
Typische Anwendungen
- Dampf
- Kohlenwasserstoffverarbeitung
- Prozessöfen
- Kraftwerkstechnik
- Fire-Safe-Installationen
Vergleichstabelle im Überblick
| Funktion | Konzentrisch | Doppelexzentrisch | Dreifach-exzentrisch |
|---|---|---|---|
| Exzentrizitäten der Welle | 0 | 2 | 3 |
| Dichtungsart | Positionsabhängig dichtend | Positionsabhängig dichtend mit reduzierter Interferenz | Drehmomentdichtend |
| Sitzoptionen | Weichdichtend | Weichdichtend/metalldichtend | Metall |
| Sitzverschleiß | Höher | Mäßig | Minimal |
| Temperaturbeständigkeit | Niedrig | Mittelhoch | Sehr hoch |
| Typische Leckage | Blasenfrei dichtend | Blasenfrei dichtend | Blasenfrei dichtend (Metall) |
Die Herausforderung
Vorzeitiger Ausfall in Versorgungs- und HLK-Anlagen
Bei typischen Niederdruckanwendungen (bis zu 250 PSI) kommt es bei vielen Absperrklappen zu einem Eindringen des Leitungsmediums, wodurch der Armaturenkörper oder die Welle korrodieren kann. Darüber hinaus führt der ständige Kontakt zwischen Scheibe und Sitz während des gesamten 90-Grad-Zyklus häufig zu übermäßiger Reibung, wodurch der weiche Elastomer-Sitz vorzeitig verschleißt.
Die Bray-Lösung: Vollständige Medienkapselung mit der Serie 30/31
Die Bray-Serie 30 (Zwischenflansch) und die Serie 31 (Anflansch) beheben diese Schwachstellen durch eine hochfeste, einteilige Konstruktion mit durchgehender Welle und einen einzigartigen „Nut-und-Feder“-Sitz. Diese Konstruktion erzeugt eine primäre und sekundäre Dichtung, die den Armaturenkörper und die Welle vollständig vom Leitungsmedium isoliert. Durch die beidseitige blasendichte Absperrung und eine breite Palette an medienverträglichen Elastomeren gewährleistet die Serie 30/31 absolute Dichtheit nach außen sowie deutlich reduzierte Wartungskosten in kommunalen Wasser-, Abwasser- und HLK-Anlagen.
Hochleistungslösungen: Präzision für industrielle Zyklen
Reibungsbedingter Sitzverschleiß bei hohem Druck
Industrieprozesse in Chemie- und Kraftwerken werden häufig bei ANSI-Klasse 600 (1.440 PSI) betrieben. Bei diesen Drücken führt das kontinuierliche Anreiben des Sitzes in Standardarmaturen zu einer schnellen Dichtungsdegradation sowie zu unzulässig hohem Betätigungsmoment, wodurch häufige und kostenintensive Wartungsintervalle erforderlich werden.
Die Bray-Lösung: McCannalok® doppelexzentrische Leistung
Die Bray McCannalok Hochleistungs-Absperrklappe bewältigt den Verschleiß unter hohem Druck dank ihrer patentierten Konstruktion mit doppelexzentrischer (doppelt versetzter) Welle und Scheibe. Durch die Exzentrizität der Welle erzeugt die McCannalok einen „Nocken“-Effekt, der die Scheibe unmittelbar beim Öffnen vom Sitz abhebt. Dadurch wird der Kontakt auf die letzten Schließgrade beschränkt, was das Drehmoment drastisch reduziert und die Standzeit des Sitzes über 100.000 Zyklen hinaus verlängert. Mit ihrer druckunterstützten beidseitigen Dichtung setzt die McCannalok den Branchenmaßstab für zuverlässige Hochzyklusleistung in Dampf- und korrosiven Chemikalienanwendungen.
Lösungen für kritische Anwendungen: Sicherheit in extremen Umgebungen
Dichtungsverformung unter extremen Temperatur- und Druckbedingungen
Missionkritische Systeme – wie Offshore-Ölplattformen und petrochemische Raffinerien – sind Temperaturen von -320 °F bis 1.500 °F ausgesetzt. Unter diesen extremen Bedingungen können herkömmliche „positionsabhängige“ Dichtungen schmelzen, sich verformen oder vollständig versagen, was zu katastrophalen System-Blowouts und erheblichen Sicherheitsrisiken führen kann.
Die Bray-Lösung: Tri Lok®-Technologie mit dreifachexzentrischer drehmomentabhängiger Abdichtung
Für Umgebungen, in denen ein Ausfall ausgeschlossen sein muss, bietet die Bray dreifach-exzentrische Tri Lok-Armatur ein reibungsfreies metallisch dichtendes System. Durch die fortschrittliche konische Ellipsengeometrie kann der Dichtungsring den Sitz ohne Interferenz bis zum exakten Schließmoment kontaktieren. Im Gegensatz zu Standardarmaturen ist die Tri Lok „drehmomentdichtend“ und nutzt mechanische Kraft, um absolute Dichtheit zu gewährleisten. Die Tri Lok wurde für kritische Absperraufgaben entwickelt und verfügt über eine Vielverzahnung zwischen Scheibe und Welle, die von thermischer Ausdehnung unberührt bleibt und beidseitige Sicherheit selbst unter härtesten Einsatzbedingungen in den anspruchsvollsten Raffinerie- und Tieftemperaturanwendungen gewährleistet.
Die Wissenschaft der Sitzmaterialauswahl
Die Auswahl der richtigen Sitzmischung ist ein unverzichtbarer Schritt. Eine falsche Auswahl an dieser Stelle führt zu vorzeitiger Schwellung, chemischem Abbau oder vollständigem Armaturenausfall.
EPDM: Hohe Beständigkeit gegenüber polaren Medien wie Wasser, Dampf, Bleichmittel und alkalischen Lösungen. Allerdings ist EPDM gegenüber Kohlenwasserstoffen völlig unbeständig und versagt bei Verwendung mit mineralölbasierten Ölen.
BUNA-N (Nitril): Ein hervorragendes Allzweck-Elastomer, das gegenüber Flüssigkeiten auf Mineralölbasis, Ölen, Kraftstoffen und Fetten äußerst widerstandsfähig ist. Es ist äußerst anfällig gegenüber extremer Hitze und weist eine geringe Ozonbeständigkeit auf.
PTFE (Teflon): Bekannt für außergewöhnliche, nahezu universelle chemische Beständigkeit und geringe Reibungseigenschaften und daher ideal für korrosive chemische Prozesse und hygienische Anwendungen.
FAQ
-
Worin besteht der Unterschied zwischen doppel- und dreifach-exzentrischen Absperrklappen?
Eine doppelexzentrische Armatur nutzt ein Wellendesign mit zwei Exzentern, das eine Nockenbewegung erzeugt und die Sitzreibung reduziert; die Abdichtung erfolgt jedoch weiterhin durch positionsabhängigen Anpressdruck. Eine dreifach-exzentrische Armatur verfügt über eine geneigte konische Sitzgeometrie, die Reibung vollständig eliminiert und eine drehmomentdichtende metallische Dichtung erzeugt, die extremen Temperaturen (bis zu 1.500 °F) und Drücken standhält.
-
Wann sollte ich eine weichdichtende Absperrklappe verwenden?
Weichdichtende Absperrklappen sind die wirtschaftlichste und optimale Lösung für Niederdruckanwendungen (unter 250 PSI) bei Umgebungstemperatur mit sauberen, nicht aggressiven Medien. Zu den gängigen Anwendungsfällen zählen die kommunale Wasserversorgung, industrielle Standard-Versorgungsanlagen sowie HLK-Systeme.
-
Warum eignen sich EPDM-Dichtungen nicht für Anwendungen mit Öl?
EPDM ist zwar außerordentlich beständig gegen Hitze, Wasser, Säuren und polare Verbindungen, weist jedoch keine chemische Verträglichkeit mit Kohlenwasserstoffen auf. Wird ein EPDM-Sitz mit Ölen auf Mineralölbasis, Diesel oder Lösungsmitteln in Berührung gebracht, führt dies zu einer raschen Zersetzung und zum Versagen des Werkstoffs. BUNA-N (Nitril) ist der richtige Sitzwerkstoff für Anwendungen mit Mineralölprodukten.
-
Was sind die gängigen Anwendungsbereiche für Absperrklappen?
Absperrklappen eignen sich hervorragend als Absperr- oder grundlegende Regelvorrichtung für die Bereiche Wasser- und Abwasserwirtschaft, Klimatechnik, chemische Verfahrenstechnik, Öl- und Gasindustrie, Energiewirtschaft, Bergbau, Rechenzentren und die Halbleiterindustrie, um nur einige zu nennen.
-
Sind Absperrklappen beidseitig?
Ja, die meisten Absperrklappen sind bidirektional ausgelegt. Bei einigen Ausführungen kann es eine bevorzugte Durchflussrichtung geben, doch im Allgemeinen können sie den Durchfluss aus beiden Richtungen absperren.
-
Wie bestimme ich die Größe meiner Absperrklappe?
Im Allgemeinen sollte die Armatur zu Absperrzwecken dem Durchmesser der Rohrleitung entsprechen, in die sie eingebaut wird; dieser wird häufig in Zoll, Millimetern, NPS (Nominal Pipe Size) und DN (Nennweite) angegeben. Bei der Auswahl eines Produkts sollten Sie dessen Kv-Wert berücksichtigen, um sicherzustellen, dass ein ausreichender Durchfluss durch die Rohrleitung gewährleistet ist und der Prozessdurchfluss nicht beeinträchtigt wird. Verwenden Sie für die Dimensionierung einer Regelarmatur eine Dimensionierungssoftware, um sicherzustellen, dass das Produkt den für Ihre Anwendungsanforderungen optimalen Bereich abdeckt.
Zertifiziert und bewährt
bei tausenden von Unternehmen weltweit
Die Regelarmaturenpakete von Bray werden individuell auf Ihre Prozessbedingungen zugeschnitten, um Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung für Hersteller zu gewährleisten, die sich immer höheren Produktivitätsanforderungen stellen müssen. Jedes Regelarmaturpaket wird vor der Auslieferung vollständig evaluiert und gemäß IEC 60534-2-1 für Dimensionierung, IEC 60534-8-3 und IEC 60534-8-4 für Geräuschberechnungen getestet, damit die Installation, die Inbetriebnahme und der Betrieb einfach und problemlos verläuft. Wir bei Bray sind stolz darauf, Qualitätsprodukte für all Ihre Branchenanforderungen zu produzieren. Unser Antrieb und unser Engagement für Kundenzufriedenheit haben Bray International zu einem der innovativsten Armaturenhersteller der Welt gemacht.
Mehr Bray-Einblicke
Erfahren Sie mehr darüber, wie die Lösungen von Bray Ihr Unternehmen unterstützen können
Virtuelles Zuckerrübenwerk
Lösungen für die Zuckerrübenbranche
Entdecken Sie Brays virtuelle Zuckerrübenfabrik und erkunden Sie innovative Lösungen für eine effiziente Zuckerverarbeitung.
Erleben Sie Brays Zuckerrübeninnovationen
Lösungen für die Gebäudetechnik
Gebäudetechnik
Von Kühltürmen bis hin zu Wärmetauschern in Gestellen – Armaturen von Bray bieten Präzision und Zuverlässigkeit in jeder Anwendung.
Mehr entdecken
Ideal für gewerbliche und industrielle Anwendungen in der Gebäudetechnik
Gebäudetechnik
Bray bietet automatisierte Armaturen für die Gebäudetechnik in Krankenhäusern, Büros, Schulen, Flughäfen, Rechenzentren und vielen weiteren Einrichtungen an. Perfekt für die Absperrung von Kühlern/Boilern, Luftbehandlungsanlagen und Anwendungen für die LEED-Zertifizierung.
Entdecken Sie unsere Lösungen für die Gebäudetechnik
Virtuelle Zuckerrohrfabrik
Lösungen für die Zuckerrohrbranche
Erkunden Sie unsere virtuelle Zuckerrohrfabrik, um mehr über Brays innovative Lösungen für die Zuckerverarbeitung zu erfahren.
Entdecken Sie Brays Zuckerrohr-Lösungen
