Was ist ein Absperrschieber? Der vollständige Leitfaden

A Absperrschieber ist ein Ventiltyp, der zum Starten und Stoppen des Flüssigkeitsstroms in Rohren und Rohrleitungssystemen verwendet wird. Dieses vielseitige Ventil funktioniert wie ein Schieber, der sich schließt, um den Durchfluss zu stoppen, und sich öffnet, um den Durchfluss zu ermöglichen.

Aber was genau sind Schieber? Wie funktionieren sie? Und warum gehören sie zu den am weitesten verbreiteten Armaturen in verschiedenen Branchen?

Dieser vollständige Leitfaden über Absperrschieber beantwortet all diese Fragen und mehr. Am Ende werden Sie ein solides Verständnis der Schieberarten, Teile, Konstruktion, Funktionsweise, Anwendungen und Vorteile haben.

Was ist ein Absperrschieber?

Ein Absperrschieber ist ein Ventil mit linearer Bewegung zum Starten und Stoppen eines Flüssigkeitsstroms. Es wird treffend als Schieberventil bezeichnet, weil es eine flache, schieberartige Barriere verwendet, die sich in den Durchflussstrom hinein- und herausbewegt, um den Durchfluss abzusperren oder zu ermöglichen.

Schieber werden hauptsächlich eingesetzt als Absperrventile oder Ein-Aus-Ventile in Pipelines zu erreichen:

• Vollständige Absperrung des Durchflusses während der Wartung erforderlich
• Verfahren zur Umleitung von Strömen
• Regulierung des Durchflusses in Abzweigungen

Im Gegensatz zu Durchgangs- und Kugelventilen sind Schieber nicht für Drosselung oder häufigen Betrieb ausgelegt. Da es keine Durchflussbegrenzung gibt, ist ein voller Durchfluss bei geringem Druckabfall möglich.

Zusammenfassend also:

Ein Absperrschieber dient zum Absperren von Abschnitten eines Rohrleitungssystems, indem er den Durchflussweg vollständig absperrt oder öffnet. Der Name kommt von der schieberähnlichen Scheibe, die sich gegen Sitze öffnet/schließt, um den Durchfluss zu steuern.

Kommen wir nun zu den komplizierten Details der Schieberkonstruktion, dem Funktionsmechanismus und den Anwendungen.

Wie funktioniert ein Absperrschieber?

Alle Schieber haben den gleichen einfachen, aber effizienten Mechanismus, der aus folgenden Komponenten besteht:

• Ventilkörper
• Motorhaube
• Tor/Kante
• Dichtung der Verpackung
• Ventilschaft

Der Hauptzweck all dieser Komponenten besteht darin, den Schieber/Keil für eine positive Absperrung präzise gegen die Sitze abzusenken und anzuheben.

Wenn das Ventil geöffnet ist, ist der Schieber/Keil vollständig angehoben und ermöglicht einen ungehinderten Durchfluss durch das Ventil. Beim Schließen des Ventils senkt sich der Keil auf den Sitz und blockiert den Durchfluss innerhalb weniger Minuten.

Die Ventilspindel verbindet den Schieber mit dem Handrad. Durch Drehen des Griffs wird die Spindel gedreht und der Schieber vom Sitz abgehoben oder auf die Sitzfläche abgesenkt. Durch die richtungsabhängige Flüssigkeitssteuerung kann der Durchfluss in beide Richtungen abgesperrt werden.

Nachdem Sie nun wissen, wie ein Absperrschieber aussieht und wie er den Durchfluss steuert, wollen wir uns nun mit den wichtigsten Grundlagen und der Terminologie der Schieberkonstruktion befassen.

Schieberkonstruktionstypen

Schieber gibt es in verschiedenen Ausführungen, die sich nach der Ausrichtung des Keils und des Sitzes richten. Zu den gängigsten Ausführungen gehören:

Parallelschieber

Bei Parallelschiebern hat der Schieber/Keil flache, parallele Flächen, die zwischen zwei parallele Sitze passen. Es gibt keinen Keileffekt auf die Sitze. Diese Schieber sind kompakt und werden im Allgemeinen für die Förderung von Schlämmen bevorzugt.

Parallelschieber eignen sich am besten für die Regelung des Durchflusses abrasiver Medien, da die Schieber/Sitze selbstreinigend sind. Ihr Nachteil ist die hohe Flüssigkeitsturbulenz, die zu Sitzverschleiß führt.

Keilschieberventile

Keilschieber sind die gebräuchlichste Art, die einen keilförmigen Schieber verwenden. Der konische Schieber passt zu den geneigten Sitzen, um auch bei hohen Drücken einen dichten Abschluss zu erreichen.

Basierend auf der Flexibilität des Keils gibt es Untertypen von Keilschiebern:

Vollkeilventile haben ein solides Tor ohne bewegliche Teile. Der einteilige, robuste Keil sorgt für eine dichte Absperrung.

Flexible Keilventile haben einen Schieber mit flexiblem Material um die Spindellöcher herum, der zu den Sitzen passt. Diese Selbstjustierung verhindert ein Verklemmen.

Geteilte Keilventile verfügen über einen zweiteiligen Schieber mit einer Feder zwischen den Flächen. Die unabhängige Wirkung sorgt für einen gleichmäßigen Sitz beider Schieberteile und damit für eine zuverlässige, dichte Absperrung.

Keilschieber bieten eine bidirektionale Absperrung, die auch für Hochdruckanwendungen geeignet ist. Der Keileffekt an den Sitzen ermöglicht eine hochfeste Flüssigkeitssteuerung.

Hauptbestandteile eines Schieberventils

Wie in der Abbildung zu sehen, besteht ein Schieber aus:

Ventilkörper

Das Gehäuse bildet das Grundgerüst, das alle Teile zusammenhält. Standard-Schiebergehäuse entsprechen der MSS SP-70 und werden aus Materialien wie Bronze, Gusseisen, Sphäroguss oder Stahl hergestellt.

Schiebergehäuse haben Flansch- oder Gewindeanschlüsse für den Anschluss von Rohrleitungen. Sie können innen und außen zum Schutz vor Korrosion beschichtet sein.

Ventiloberteil

Die Haube ist der obere Teil, der mit Schrauben am Ventilgehäuse befestigt ist. Es hält die Stopfbuchspackung und ermöglicht den Zugang zu den inneren Teilen für Reparaturen.

Aufgrund ihrer Konstruktion haben Schieber:

• Verschraubte Motorhaube
• Haube mit Druckdichtung
• Geschraubte Motorhaube
• Unionshaube

Geschraubte Ventiloberteile werden bevorzugt für große Ventile in Hochdruckanwendungen eingesetzt.

Ventilschieber/Kegel

Der Schieber/Keil ist das Verschlusselement, das für die eigentliche Durchflusskontrolle sorgt. In der geschlossenen Stellung drückt der Schieber gegen die Sitze und dichtet ab.

Absperrschieber haben entweder:

• Parallele Anschnittfläche
• Massiver Kegelkeil
• Spaltkeil

Zu den Schiebermaterialien gehören Messing, Edelstahl oder Gusslegierungen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind.

Ventilsitz

Der Sitz bezieht sich auf die innere Oberfläche des Gehäuses, gegen die der Schieber drückt, um eine sichere Absperrung zu gewährleisten. Absperrschieber haben eingeschraubte oder integrierte Gusssitze.

Aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit haben Schieber:

• Metallsitze: Hier drückt ein Schieberkeil gegen Gehäusesitze, die in der Regel aus Bronze oder rostfreiem Stahl bestehen.
• Elastische Sitze: Diese haben Gehäusesitze, die mit Elastomeren wie Nitrilkautschuk beschichtet sind. Die Gummibeschichtung ermöglicht ein dichtes Absperren und lässt gleichzeitig kleine Feststoffe durch das teilweise geöffnete Ventil hindurch.

Schieber mit elastischem Sitz werden häufig wegen ihrer außergewöhnlichen Dichtheit bevorzugt.

Ventilschaft

Die Ventilspindel verbindet das Handrad oder den Antrieb mit dem Schieber. Basierend auf der Spindelbewegung sind die Schieber:

Steigender Stamm: Die Spindel ist am Schieber befestigt und hebt sich beim Öffnen des Ventils aus der Haube. Steigende Spindeln haben Positionsanzeigen.

Nicht steigender Schaft: Die Spindel ist fest mit dem Antrieb verbunden. Sie bewirkt, dass sich das Tor/der Keil ohne Bewegung der Spindel hebt oder senkt. Nichtsteigende Spindeln sind kompakt.

Verpackung

Unter Packung versteht man die Dichtung, die den Austritt von Flüssigkeit an der Stelle verhindert, an der die Spindel in das Ventiloberteil eintritt. Die Ventilpackung enthält elastische Materialien, die einen reibungslosen Betrieb der Spindel ermöglichen.

Warum Schieber verwenden? Vorteile und Anwendungen

Absperrschieber bieten eine zuverlässige Auf/Zu-Regelung für verschiedene industrielle Anwendungen, insbesondere für Rohrleitungen.

Wasserleitungen: Absperrschieber haben eine lange Lebensdauer, wenn sie zur Absperrung von kommunalen/industriellen Wasserleitungen zu Wartungszwecken eingesetzt werden.

Prozessanlagen: Absperrschieber dienen der Absperrung von Behältern, Ausrüstungen oder Zweigleitungen von der Hauptleitung in verfahrenstechnischen Anlagen.

Dampfleitungen: Elastische Keilschieber ermöglichen eine effiziente Auf/Zu-Regelung in Hochtemperatur-Dampfleitungen.

Chemische Linien: Durch die bidirektionale Abdichtung und die korrosionsbeständigen Beschichtungen sind die Schieber ideal für korrosive chemische Leitungen.

Brandverhütung: Absperrschieber lassen sich problemlos in Sprinkler-/Sprühwasseranlagen für den Brandschutz integrieren.

Erdölleitungen: Ölraffinerien sind auf hochbelastbare Schieber aus Kohlenstoffstahl angewiesen, um Erdölleitungen mit großem Durchmesser zur Reinigung zu sperren.

Abwasserleitungen: Versorgungsunternehmen verwenden unterirdische Absperrschieber ohne Steigrohr in Betonschächten für den Zugang zu Abwasserrohren.

Verzweigte Linien: Kompakte, nichtsteigende Schieber regeln bequem den Durchfluss in Rohrleitungsabzweigungen und kleineren Prozessleitungen.

Unterirdische Versorgungsleitungen: Korrosionsbeständige Absperrschieber, die für unterirdische Zugänge geeignet sind, vermeiden Ausgrabungen.

Tank entleeren: Schnellverschlussschieber mit vollem Durchgang leeren große Tanks schnell in Entwässerungsgräben.

Im Wesentlichen sind Schieber zuverlässig:

• Stoppen des Flüssigkeitsstroms, einschließlich Abwasser, Chemikalien und Erdöl
• Trennen Sie Geräte, Pumpen und Behälterabschnitte von den Hauptleitungen
• Ermöglicht bei Bedarf den Zugang zu den Rohren und minimiert gleichzeitig die Strömungsstörung
• Ablassen von Medien aus Tanks, Becken oder Tiefpunkten in Rohrleitungen

Vorteile von Schieberventilen

Schieber haben inhärente Vorteile, die sie zu einem geeigneten Durchflussregelungselement machen:

1. Bidirektionale Abdichtung

Absperrschieber sperren den Durchfluss in beide Richtungen ab und ermöglichen so eine flexible Durchflussregelung.

2. Minimale Durchflussbegrenzung

Der ungehinderte Durchflussweg des Schiebers verursacht nur einen geringen Druckabfall und spart dadurch Pumpkosten.

3. Betrieb mit geringem Drehmoment

Große Schieberöffnungen in Kombination mit gut verarbeiteten Teilen ermöglichen eine einfache Betätigung.

4. Keine Strömungskavitation

Schieber verhindern Kavitation im Durchfluss, die bei hohen Druckabfällen Lochfraß und Korrosion in Durchgangsventilen verursacht.

5. Molchen Fähigkeit

Vollständige Öffnungen ermöglichen es, das Innere der Rohrleitung zu reinigen, indem ein "Molch" vorbeigeführt wird, wodurch Durchflussunterbrechungen vermieden werden.

6. Dichtes Absperren

Die Verstärkung der Kontaktkraft zwischen Schieber und Sitz in Keilschiebern ermöglicht ein zuverlässiges Schließen auch bei hohen Drücken.

7. Kleinere Größe

Kompakte Schieberabmessungen von Flansch zu Flansch für Installationen mit begrenztem Platzangebot.

8. Bidirektionaler Sackgassen-Dienst

Absperrschieber dichten Leitungen mit einseitigem Durchfluss oder einseitig gefüllter Flüssigkeit während der Reparatur positiv ab.

9. Sicherheit gegen Überdruck

Die robuste Körper-Hauben-Verbindung hält gelegentlichen Druckstößen stand, ohne undicht zu werden.

10. Einfache Wartung

Die Haubentrennung ermöglicht einen schnellen Zugang und Ausbau der Innenteile, ohne dass das Ventil ausgebaut werden muss.

Nachteile von Absperrschiebern

Schieber haben auch bestimmte Einschränkungen, die bei der Auswahl für bestimmte Anwendungen berücksichtigt werden müssen:

1. Nicht zur Drosselung geeignet

Der Keil oder die Klappe verursacht Turbulenzen und Vibrationen, wenn sie teilweise geöffnet sind, und beschädigt Sitze und Keil/Klappe.

2. Knallverschluss kann Transienten verursachen

Das schnelle Schließen von Schiebern gegen hohe Differenzdrücke führt zu schädlichen Wasserschlägen in Rohrleitungen.

3. Nicht ideal für häufigen Betrieb

Aufgrund der großen Anzahl beweglicher Teile müssen Schieber bei häufiger Betätigung möglicherweise frühzeitig gewartet werden.

4. Schwerer als andere Ventiltypen

Das robuste Gehäuse und die Haube, die den Einsatz unter hohem Druck ermöglichen, machen Schieber schwerer als andere Ventile.

5. Positionsanzeige nicht Standard

Im Gegensatz zu Schiebern mit steigender Spindel verursachen Stellungsanzeigen bei unterirdischen Schiebern ohne steigende Spindel zusätzliche Kosten.

Positionsanzeiger für Schieberventile

Schieber mit nichtsteigenden Spindeln haben keine externe visuelle Anzeige des Öffnungs-/Schließzustands. Stellungsanzeiger überwinden dieses Problem und signalisieren den Schieberzustand.

Verwendung von Schieberanzeigen:

• Zielscheiben: Leuchtend farbige Targets an aufsteigenden Stängeln signalisieren den Öffnungszustand, während Verfärbungen, Verschmutzungen oder Bewegungen der Stängel außerhalb der Sichtweite die Zuverlässigkeit der Anzeige beeinträchtigen.
• Näherungssensoren: Diese erkennen elektronisch die Position des Tores und übermitteln Echtzeitdaten. Die Elektronik kann jedoch in rauen Umgebungen ausfallen.
• Mechanische Anzeigen: Einfache Mechanismen mit Farbbändern oder Pfeilen zeigen die Schieberstellung durch Haubendurchbrüche an. Mechanische Indizes, die unter allen Bedingungen von außen sichtbar sind, bieten eine einfache Rückmeldung der Schieberstellung ohne Elektronik.

Eine zuverlässige Anzeige verhindert, dass geschlossene Schieber betätigt werden, die Spindel/Tor brechen können. Die Positionsrückmeldung verhindert auch, dass die Schieber leicht geöffnet bleiben, was zu einer Leckage des Sitzes führen kann.

Wichtige Überlegungen bei der Auswahl von Schieberventilen

Die Auswahl geeigneter Absperrschieber erfordert eine Bewertung:

• Druckstufe
• Temperaturklasse
• Durchflussrichtung
• Anforderungen an die Schließung
• Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit
• Erreichbarkeit
• Drosselungsbedarf
• Anforderungen an die Automatisierung
• Anschaffungs-/Wartungskosten

Bei der Auswahl der Schieber sind die Betriebsbedingungen, die Eigenschaften der Leitungsmedien und der Einbauort zu berücksichtigen. Die Beratung durch Ventilspezialisten hilft auch bei der Auswahl der optimalen Schieberkonfigurationen.

Richtig dimensionierte Absperrschieber mit Druckklassen, die den maximalen Drücken entsprechen, sorgen für eine lange Lebensdauer. Geeignete Beschichtungen für die Korrosionsbeständigkeit verhindern einen frühzeitigen Ausfall der Armatur.

Bemessung von Absperrschiebern

Bei der Dimensionierung sollte der Durchmesser des Schieberdurchlasses mit der Rohrleitung übereinstimmen, um Durchflussengpässe zu vermeiden.

Überdimensionierte Ventile können Ablagerungen um die Schieber herum ablagern und Leckagen verursachen. Unterdimensionierte Ventile führen zu Erosion, Leckagen und Strömungsverlusten durch hohe Geschwindigkeiten.

Auch die Art des Ventilanschlusses erfordert eine entsprechende Verrohrung. Flanschanschlüsse eignen sich für häufige Demontagen, während Gewindeanschlüsse problemlos für Mitteldruckanwendungen geeignet sind.

Einbauort

Idealerweise sollten Schieber vertikal sein, um den freien Fall des Schiebers zu ermöglichen und die Gleitreibung zu verringern. Dies verlängert die Lebensdauer der Dichtungen bei Anwendungen mit hoher Drehzahl oder Drosselung.

Horizontale Positionen müssen gelegentlich geöffnet/geschlossen werden, damit das Tor nicht an den Sitzen kleben bleibt.

Konfigurationen

Absperrschieber sind mit verschiedenen Oberteilverbindungen, Spindelausführungen (steigend/nicht steigend), Sitztypen (Metall/elastisch) und Endanschlüssen (Flansch, Schweißmuffe, Stumpfschweißung usw.) ausgestattet, um den jeweiligen Installationsanforderungen gerecht zu werden. Die Auswahl geeigneter Konfigurationen verhindert frühzeitige Ausfälle.

Die Wahl der richtigen Schieberkonfiguration zusammen mit einer intelligenten Dimensionierung führt zu einer zuverlässigen Anwendungsleistung. Dadurch werden ungeplante Stillstände minimiert und die Betriebszeit sowie die betriebliche Produktivität erhöht.

Schlussfolgerung

Nach der obigen ausführlichen Erörterung haben Sie nun ein solides Verständnis für die Bedeutung, Funktionsweise, Konstruktionen, Anwendungen und Vorteile von Schiebern.

Um es kurz zusammenzufassen:

• Absperrschieber bieten eine Ein-Aus-Regelung mit einem Schieber/Scheibenelement, das sich normal zum Durchfluss bewegt
• Der Schieber drückt gegen die Sitzringe, um eine dichte Absperrung in beide Durchflussrichtungen zu erreichen
• Schieber werden hauptsächlich als Absperrventile verwendet, die den Durchfluss vollständig stoppen oder öffnen.

Es sind mehrere Designkonfigurationen mit Keil-, Parallelschieber- oder Spreizschiebern erhältlich. Dies ermöglicht einen zuverlässigen Einsatz in verschiedenen industriellen Szenarien, wie z. B. in Chemieanlagen, Prozessanlagen, Dampfleitungen usw., wo eine häufige Absperrung erforderlich ist.

Ich hoffe, dieser ultimative Leitfaden, der alles über Schieber erklärt, hat Ihnen gefallen. Bitte teilen Sie ihn, wenn Sie ihn hilfreich fanden. Wenn Sie weitere Fragen zu Schieberventilen haben, lassen Sie es mich im Kommentarbereich unten wissen!