Was ist ein Absperrschieber?
Ein Absperrschieber ist ein Ventil, das einen Durchflussweg verschließt, indem es ein Fluid, z. B. eine Flüssigkeit oder ein Gas, mit einer Scheibe (Ventilteller) absperrt.
Im Allgemeinen werden die Begriffe „Schieber” und „Durchgangsventil” auch als Synonyme verwendet. Absperrschieber werden definiert als „ein allgemeiner Begriff für Ventile, bei denen der Ventilkegel den Flüssigkeitsstromweg vertikal teilt, um ihn zu öffnen oder zu schließen, so dass der Flüssigkeitsstrom in einer geraden Linie verläuft”.
Absperrschieber heißen so, weil die Scheibe (der Ventilkegel) in den Strömungskanal gleitet und ihn absperrt, wie ein Schieber in einer Schleuse.
Anwendungen von Absperrschiebern
Absperrschieber können den Durchfluss von Flüssigkeiten über einen weiten Druck- und Temperaturbereich regeln und werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, vom Hausgebrauch über die allgemeine Industrie bis hin zur wissenschaftlichen Forschung. Bekannte Beispiele sind Wasser-, Gaszähler und Rohrleitungen für Warmwasserbereiter.
Absperrschieber werden in der Regel in vollständig geöffneter oder vollständig geschlossener Stellung verwendet, da die Scheibe in der mittleren Öffnungsstellung vibriert. Diese Ventile werden daher für Absperrzwecke als Absperrventile verwendet.
Typischerweise werden sie als Absperrschieber in Rohrleitungen oder als Verteilerschieber z. B. in Wasserversorgungsleitungen eingebaut, um die Armatur dauerhaft offen zu halten oder zu schließen. Manuelle Absperrschieber erfordern viel Dreharbeit und brauchen Zeit zum Öffnen und Schließen.
Daher werden Absperrschieber mit automatischem Öffnungs-/Schließantrieb für sehr häufiges Öffnen bzw. Schließen oder für den Fernbetrieb eingesetzt.
Funktionsweise von Absperrschiebern
Die Funktionsweise eines Absperrschiebers ist sehr einfach: Im geöffneten Zustand wird die Scheibe (Kegel) vom Gehäuse (Ventilkasten) abgesenkt, wodurch der Durchflussweg abgesperrt und die Flüssigkeit verschlossen wird. Ein geschlossener Schieber bewirkt das Gegenteil: Er hebt den Kegel an und öffnet den Durchflussweg, so dass die Flüssigkeit fließen kann.
Der Ventilteller wird durch einen Schraubmechanismus an der Spindel angehoben und abgesenkt, die durch einen Griff oder einen Antrieb gedreht wird.
1. Druckabfall bei Absperrschiebern
Absperrschieber werden häufig als Vollanschlussventile konstruiert und weisen bei vollständiger Öffnung einen extrem niedrigen Druckabfall auf, da der Unterschied im Durchflussbereich zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Einlass-/Auslassleitung gering ist und der Durchflussweg nahezu gerade verläuft.
Durchgangsventile, die wie Absperrschieber oft als Absperrventile verwendet werden, haben einen S-förmigen Strömungsweg im Gehäuse, so dass der Druckverlust bei voller Öffnung höher ist als bei Absperrschiebern.
Der Druckverlust ist die Menge an Energie, die verloren geht, wenn eine Flüssigkeit durch ein Rohr fließt. Er wird durch Reibungsverluste an den Innenwänden der Rohrleitung und die Entstehung von Turbulenzen verursacht.
2. Phänomen des Wasserschlags in Absperrschiebern
Absperrschieber sind weniger anfällig für das Phänomen des Wasserschlags, da sie beim Öffnen und Schließen einen relativ großen Hub haben und sich nicht abrupt öffnen und schließen können. Unter Wasserschlag versteht man das Phänomen eines vorübergehenden Anstiegs oder Falls des Leitungsdrucks aufgrund einer plötzlichen Änderung der Fließgeschwindigkeit, wenn das Ventil schnell geöffnet oder geschlossen wird.
Druckschwankungen aufgrund von Wasserschlag können folgende Probleme verursachen:
- Ein plötzlicher Druckanstieg führt zu Schäden an den Rohrleitungen, den angeschlossenen Pumpen, Ventilen und anderen Geräten sowie an den Halterungen der Rohrleitungen.
- Plötzliche Druckabfälle führen zu einer Verformung der Rohrleitungen und zu Schäden an den Rohrleitungen durch sekundäre Druckanstiege aufgrund der Ablösung der Wassersäule.
- Druckschwankungen erschweren die Druckregelung.
Aufbau von Absperrschiebern
Absperrschieber bestehen hauptsächlich aus einem Gehäuse (Ventilkasten), einer Scheibe (Ventilkegel), einer Spindel (Ventilstange) und einem Griff. Sie können mit einem Griff oder einem Stellantrieb betätigt werden.
Der Handgriff ist an der Spindel befestigt und überträgt die Drehbewegung auf die Spindel. Wenn das Ventil geöffnet ist, bewirkt die Drehung des Griffs, dass sich die Schraube der Spindel in eine Richtung dreht, die die Scheibe anhebt, während die entgegengesetzte Drehung bewirkt, dass sich die Scheibe nach unten dreht, wenn das Ventil geschlossen ist.
Arten von Absperrschiebern
1. Klassifizierung nach der Art der Öffnung/Schließung
Absperrschieber sind hauptsächlich mit den folgenden drei Arten von Betriebs- und Antriebsmethoden zum Öffnen und Schließen erhältlich:
- Manueller Typ
Drehung der Spindel mit Hilfe eines Handgriffs usw. - Luftbetriebener Typ
Drehung der Spindel durch einen pneumatischen Antrieb - Elektrischer Antrieb
Drehung der Spindel durch einen elektrischen Antrieb
2. Klassifizierung nach Scheibenform und Konstruktion
Absperrschieber werden nach Scheibenform und Bauart wie folgt eingeteilt:
- Parallele oder keilförmige Scheibe
Dies sind Scheiben mit einem „parallelen” oder „keilförmigen” Querschnitt. - Parallel gleitend
Dies ist eine Kombination von zwei parallel zueinander angeordneten Scheiben, bei denen der Flüssigkeitsdruck eine Flächenpressung auf die Oberfläche des Auslaufsitzes (Ventilsitzes) ausübt. - Doppelscheibe
Diese besteht aus zwei Scheiben, wobei die Spindel die Scheiben auseinander drückt und einen Druck auf die einlass- und auslassseitigen Sitzflächen ausübt.
3. Spindel- und Nicht-Spindelhubtyp
Absperrschieber haben eine Spindel, die sich dreht, um die Scheibe nach oben und unten zu bewegen, wobei sich die Position bei der Drehung der Spindel ändern kann oder auch nicht.
Spindelhubtyp
Beim Spindelhubtyp hebt oder senkt sich die Position der Spindel oder des Griffs mit der Drehung der Spindel. Der Grad des Öffnens und Schließens kann anhand der Position der Spindel oder des Griffs bestimmt werden, so dass der Zustand visuell überprüft werden kann.
Die Spindel oder der Griff hebt sich, so dass mehr Platz zum Betätigen des Griffs erforderlich ist.
Nicht-Spindelhubtyp
Beim Typ mit anhebbarer Spindel hebt oder senkt sich die Spindel oder der Griff nicht mit der Spindeldrehung. Der Grad des Öffnens und Schließens kann nicht durch die Position der Spindel oder des Griffs bestimmt werden, so dass der Zustand nicht visuell überprüft werden kann.
Da sich die Spindel bzw. der Griff nicht hebt, ist auch der für die Betätigung des Griffs zur Verfügung stehende Raum reduziert.
4. Einteilung nach dem Gehäusewerkstoff
Absperrschieber können nach dem Gehäusematerial klassifiziert werden. Die Auswahl des Gehäusematerials richtet sich nach den folgenden Anforderungen. Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem Katalog des jeweiligen Herstellers:
- Art der Flüssigkeit, Druck, Temperatur, Fließgeschwindigkeit, Vorhandensein oder Fehlen von Verunreinigungen
- Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist oder nicht
- Geltende Vorschriften und Normen