Die elektrische Absperrklappe verstehen: Von den Grundlagen bis zur fortgeschrittenen Anwendung

Elektrische Absperrklappen sind in der modernen Industrie unentbehrlich, da sie die Flüssigkeiten in den Rohrleitungen leise und effektiv steuern. Sie sorgen dafür, dass Wasser, Gase, Öle und korrosive Medien in industriellen Prozessen sicher und reibungslos gehandhabt werden. Dieser Artikel gibt Ihnen einen Überblick über diese wichtige Automatisierungseinrichtung, angefangen bei ihren grundlegenden Bestandteilen und ihrer Funktionsweise bis hin zu ihren vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Wir gehen auch auf die Auswahl und Pflege der Geräte ein, damit Sie ein Experte im Umgang mit diesen Geräten werden können.

Was ist eine elektrische Absperrklappe?

Eine elektrische Absperrklappe wird durch die Verbindung eines elektrischen Stellantriebs mit einem Klappenventilgehäuse hergestellt. Das Ventilgehäuse besteht aus einer zentralen Drehscheibe. Wenn sich die Scheibe mit der Ventilspindel dreht, kann sie entweder öffnen, schließen oder den Flüssigkeitsdurchfluss steuern. Der elektrische Stellantrieb ist für die Steuerung und Bewegung des Ventils verantwortlich. Er empfängt elektrische Signale, wandelt sie in Drehkraft um und bewegt die Scheibe präzise. Dies ermöglicht eine Fernsteuerung und einen automatischen Betrieb, was die Effizienz und Sicherheit der Flüssigkeitssteuerung verbessert und die Risiken und Kosten der manuellen Handhabung verringert. Dieser Ventiltyp unterscheidet sich von Kugelhähnen, die eine Kugel zur Durchflussregelung verwenden. Der Stecker am Stellantrieb verbindet ihn mit den Strom- und Steuersystemen.

Wie funktioniert ein elektrisches Ventil?

Das Funktionsprinzip einer elektrischen Absperrklappe ist sehr einfach. Wenn der elektrische Antrieb einen Befehl von einer SPS oder einem DCS-System erhält, beginnt sein interner Motor zu arbeiten. Die Drehbewegung des Motors wird über ein Getriebe auf die Armaturenspindel übertragen und in ein Drehmoment umgewandelt. Die Armaturenspindel ermöglicht eine Drehung der angebrachten Scheibe um 90 Grad, weshalb sie auch als Vierteldrehventil bezeichnet wird. Wenn die Scheibe parallel zur Rohrleitung steht, ist das Ventil weit geöffnet und die Flüssigkeit fließt ungehindert. Steht die Scheibe im rechten Winkel zur Rohrleitung, ist das Ventil geschlossen und die Flüssigkeit fließt nicht mehr. Das Ventil steuert den Flüssigkeitsstrom in alle anderen Richtungen. Die genaue Stellung der Armatur wird in der Regel durch Endschalter und Hilfsendschalter im Stellantrieb kontrolliert, die Informationen an das Steuersystem weitergeben. Die Innenlager sorgen dafür, dass sich die Klappenscheibe und die Spindel reibungslos und mit geringer Reibung drehen. Eine elektrische Absperrklappe ist vergleichbar mit einem Fahrer, der ein Auto während der Fahrt sanft lenkt; der Flüssigkeitsstrom wird durch Strom gesteuert.

Elektrische Absperrklappe Typen

Es gibt verschiedene Arten von elektrischen Absperrklappen. Sie werden nach dem Steuerungsverfahren, dem physischen Aufbau, der Anschlussart und den geeigneten Anwendungen unterschieden.

Nach Kontrollfunktion

Je nach Regelfunktion werden elektrische Absperrklappen hauptsächlich in zwei Typen unterteilt:

• Ein/Aus Typ: Diese Ventile können nur ganz geöffnet oder ganz geschlossen sein, wie ein Lichtschalter. Sie werden in der Regel zum Absperren oder Umleiten von Flüssigkeiten verwendet und bieten eine schnelle Ein/Aus-Steuerung. Die Bedienung ist einfach und direkt.
• Modulierender Typ: Modulierende elektrische Absperrklappen können die Öffnung der Klappenscheibe auf der Grundlage eines analogen Eingangssignals (z. B. 4-20 mA Strom oder 0-10 V Spannung) präzise steuern. Dies ermöglicht eine stufenlose Regelung des Flüssigkeitsdurchflusses. Sie sind ideal für die präzise Steuerung von Durchfluss, Druck oder Temperatur in komplexen industriellen Prozessen. Ihre Funktion ist vergleichbar mit der eines Wasserhahns, bei dem man den Wasserdurchfluss nach Bedarf einstellen kann.

Struktur des Körpers

Die Struktur des Armaturengehäuses ist entscheidend für die Anpassung elektrischer Absperrklappen an unterschiedliche Rohrleitungsumgebungen. Übliche Strukturen sind:

• Wafer-Typ: Diese Art von Absperrklappe ist die beliebteste und auch die günstigste. Das Ventilgehäuse wird zwischen zwei Flanschen gehalten und mit Rohrleitungsflanschbolzen befestigt. Da sie klein und leicht ist, eignet sie sich perfekt für den Einsatz in engen Räumen.
• Typ mit Flansch: Die Flanschklappe hat auf jeder Seite Flansche, die direkt mit den Flanschen der Rohrleitung verschraubt werden. Diese Art der Konstruktion gewährleistet eine stärkere Abdichtung und eine stabilere Verbindung, die für größere Rohrleitungen und Systeme mit höherem Druck erforderlich ist.
• Lug Typ: Absperrklappen in Lug-Bauweise sind mit Gewindeansätzen am Ventilgehäuse ausgestattet. Jede Lasche hat ein eigenes Bolzenloch, so dass sie direkt an Rohrleitungsflanschen befestigt werden kann. Mit dieser Konstruktion kann man eine Armatur von einer Seite herausnehmen, ohne die andere Seite zu stören, was für die Wartung hilfreich ist.

Nach Verbindungstyp

Neben den durch die Karosseriestruktur bestimmten Verbindungsarten gibt es noch weitere spezifische Verbindungsarten:

• Geschweißter Typ: In der Regel Muffenschweißung oder Stumpfschweißung, die eine sehr hohe Dichtungsleistung bietet. Dieser Typ ist für Hochdruck-, Hochtemperatur- oder leckempfindliche Anwendungen geeignet.
• Typ mit Gewinde: Häufig bei kleineren Ventilen zu finden, die über ein Gewinde an die Rohrleitungen angeschlossen werden. Die Installation ist einfach.

Typ Abmessung	Besondere Kategorie	Wesentliche Merkmale	Typische Anwendungen
Kontrolle Funktion	Ein/Aus Typ	Nur ganz offen oder geschlossen, schnell schaltend	Blockieren, Umleiten von Flüssigkeiten
	Modulierender Typ	Präzise stufenlose Durchfluss-, Druck- und Temperaturregelung	Prozesssteuerung, Automatisierungssysteme
Struktur des Körpers	Wafer-Typ	Kompakt, wirtschaftlich, leicht, zwischen Flansche geklemmt	Begrenzter Raum, Mittel-Niederdruck-Rohrleitungen
	Typ mit Flansch	Stabile Verbindung, starke Abdichtung, direkte Verschraubung	Großer Durchmesser, hoher Druck, hohe Stabilitätsanforderungen
	Lug Typ	Unabhängige Schraubenlöcher, ermöglicht einseitige Wartung	Häufiger Wartungsbedarf, Rohrleitungen, die nicht einfach stillgelegt werden können
Verbindungstyp	Geschweißter Typ	Sehr hohe Dichtigkeit, hoher Druck, hohe Temperatur	Petrochemie, Hochdruckdampf
	Typ mit Gewinde	Kleiner Durchmesser, einfache Installation	Kleingeräte, Laboratorien

Vorteile von elektrischen Absperrklappen

Elektrische Absperrklappen werden in der Industrie vor allem wegen ihrer Vorteile geschätzt. Aus diesem Grund werden sie häufig in Fluidsteuerungssystemen eingesetzt.

Der Hauptvorteil elektrischer Absperrklappen ist ihre Fähigkeit, präzise gesteuert und automatisiert zu werden. Der elektrische Antrieb kann die Klappenscheibe in jeden beliebigen Winkel bewegen, wenn er elektrische Signale empfängt. Diese Fähigkeit ist von entscheidender Bedeutung für Prozesse, die eine genaue Kontrolle der Parameter erfordern, wie z. B. die genaue Dosierung von Chemikalien bei der Wasseraufbereitung oder die präzise Temperaturregelung in HLK-Systemen. Der automatisierte Betrieb reduziert den Bedarf an manueller Arbeit und menschlichen Fehlern. Außerdem steigert er die Produktionseffizienz und die Prozesskonsistenz.

Zweitens, die Möglichkeit der Bedienung aus der Ferne und die Gewährleistung der Sicherheit. Diese Ventile können von einem zentralen Kontrollraum aus bedient werden, ohne dass man sich zum Ventil selbst begeben muss. Dies ist notwendig, wenn es um gefährliche Medien, hohe Temperaturen oder Drücke oder schwer zugängliche Stellen geht. Es macht die Arbeit für die Bediener viel sicherer. Es ist vergleichbar mit der Steuerung schwerer Maschinen aus der Ferne; elektrische Absperrklappen tragen dazu bei, gefährliche Aufgaben sicherer und einfacher zu machen.

Drittens: Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit. Die meisten elektrischen Stellantriebe verbrauchen keine Energie mehr, wenn sie die Zielposition des Ventils erreicht haben (mit Ausnahme der Typen mit Dauerbetrieb). Sie verbrauchen weniger Energie als pneumatische Ventile, die zum Betrieb immer Luft benötigen. Darüber hinaus verbessert die genaue Durchflussregelung die Funktionsweise des Systems. Sie hilft, Energie zu sparen, und unterstützt die aktuellen Bemühungen um ein umweltfreundliches industrielles Wachstum. Es funktioniert ähnlich wie ein gut gesteuertes Stausee-Tor. Es liefert Wasser für die Bewässerung, ohne viel Wasser zu verschwenden.

Schließlich ist die Installation einfach und die Wartungskosten sind gering. Elektrische Absperrklappen sind in der Regel kompakt gebaut. Daher benötigen sie weniger Platz für die Installation. Die Konstruktion dieser Systeme ermöglicht in der Regel eine einfache Instandhaltung. Dies hilft, Ausfallzeiten zu vermeiden und langfristige Kosten zu senken. Sie sind für eine lange Lebensdauer ausgelegt und müssen daher nicht so oft ausgetauscht werden. Dadurch sinken die Gesamtkosten für das Fahrzeug.

Allgemeine Anwendungen von elektrischen Absperrklappen

Elektrische Absperrklappen werden in vielen Bereichen eingesetzt. Sie sind in fast allen Industriezweigen zu finden, in denen Flüssigkeiten geregelt werden müssen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil moderner Industrieprozesse. Hier sind einige typische Anwendungen:

• Wasser- und Abwasseraufbereitung: In Wasser- und Abwasseranlagen steuern elektrische Absperrklappen den Durchfluss von Rohwasser, behandeltem Wasser und Schlamm. Dies ermöglicht eine präzise Dosierung, Filtration und Abflusskontrolle.
• Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssysteme (HVAC): In großen Gebäuden und Industrieanlagen regeln elektrische Absperrklappen den Durchfluss von Kaltwasser, Heißwasser oder Dampf. Auf diese Weise werden Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit präzise gesteuert und die Energieeffizienz optimiert.
• Chemische und pharmazeutische Industrie: Diese Sektoren erfordern eine extreme Präzision bei der Handhabung von Fluiden. Elektrische Absperrklappen steuern den Durchfluss von korrosiven Flüssigkeiten, hochreinen Flüssigkeiten und Gasen sowie anderen Medien in verschiedenen chemischen Reaktionen.
• Lebensmittel- und Getränkeindustrie: In der Lebensmittelverarbeitung steuern elektrische Sanitärklappen den Durchfluss von Flüssigkeiten, Schlämmen und Dampf. Dadurch werden Produktqualität und Hygienestandards sichergestellt.
• Energiewirtschaft: Elektrische Absperrklappen werden häufig in Kühlwassersystemen, Kesselspeisewassersystemen und Abgasreinigungssystemen von Wärmekraftwerken und Kernkraftwerken eingesetzt. Sie regeln den Durchfluss von sehr großen Flüssigkeitsmengen.
• Bergbau- und Metallurgieindustrie: Sie dienen zur Steuerung des Transports von Schlämmen, Abraum, Kühlwasser und verschiedenen chemischen Lösungen. Sie sind für raue Betriebsbedingungen geeignet.
• Öl- und Gasindustrie: Bei der Förderung, dem Transport und der Verarbeitung von Öl und Gas regeln elektrische Absperrklappen den Durchfluss von Rohöl, Erdgas, raffinierten Produkten und damit verbundenen Medien. Sie werden vor allem dort eingesetzt, wo explosionssichere Eigenschaften erforderlich sind.
• Herstellung von Ausrüstung: Viele automatisierte Maschinen und Anlagen verfügen über Flüssigkeitswege, in denen elektrische Absperrklappen zum Einsatz kommen. Sie garantieren, dass die Ausrüstung korrekt funktioniert.

Die Auswahl der idealen elektrischen Absperrklappe

Bei der Wahl der richtigen elektrischen Absperrklappe müssen die Betriebsbedingungen, die Eigenschaften der Flüssigkeit, die Anforderungen an die Steuerung und das Budget berücksichtigt werden. Es ist wie die Wahl des perfekten Werkzeugs für eine bestimmte Aufgabe.

1. Verstehen der Medieneigenschaften: Bestimmen Sie zunächst die Art des flüssigen Mediums (Wasser, Öl, Gas, Aufschlämmung, korrosive Medien usw.). Außerdem die Temperatur, den Druck, die Viskosität und ob es Feststoffpartikel enthält. Diese Parameter bestimmen die erforderlichen Werkstoffe (Ventilgehäuse, Klappenscheibe, Dichtung) und die Druckstufe. Gängige Gehäusewerkstoffe sind z. B. Edelstahl und Sphäroguss. Für die Dichtungen kann PTFE oder Graphit verwendet werden. Die Ventilspindel kann aus speziellen Materialien bestehen, wie z. B. einer Graphitspindel für bestimmte Anwendungen. Berücksichtigen Sie auch die Turbulenzen in der Strömung, die die Leistung des Ventils beeinträchtigen können.
2. Kontrollfunktion und Präzision bestimmen: Benötigen Sie eine einfache Ein/Aus-Regelung oder eine präzise Durchflussregelung? Diese Entscheidung hat Auswirkungen darauf, ob Sie einen elektrischen Ein/Aus- oder einen modulierenden Stellantrieb benötigen. Bei modulierenden Stellantrieben ist die Art des Steuersignals zu beachten (z. B. analoge Signale).
3. Anschlussart und Einbauraum berücksichtigen: Wählen Sie die geeignete Ventilkonstruktion auf der Grundlage der Art des Rohranschlusses (Flansch, Zwischenflansch, geschweißt usw.) und des verfügbaren Einbauraums. Kompakte Zwischenflanschventile eignen sich gut für beengte Verhältnisse, während Flanschventile eher für größere Durchmesser und höhere Drücke geeignet sind. Die spezifischen Installationsanforderungen dürfen nicht außer Acht gelassen werden.
4. Auswahl des Aktuators und Stromversorgung: Elektrische Stellantriebe haben unterschiedliche Drehmoment- und Drehzahlwerte. Wählen Sie je nach Armaturengröße und Betriebsbedingungen aus. Prüfen Sie auch die verfügbare Spannung (z. B. AC220V, DC24V). Für explosionsgefährdete Bereiche, die einen Explosionsschutz erfordern, wählen Sie einen Stellantrieb mit der richtigen Explosionsschutzklasse.
5. Markenreputation und Kundendienst: Wählen Sie eine bekannte Marke. Sie sollte qualitativ hochwertige Produkte sowie professionelle Beratung bei der Produktauswahl, technische Unterstützung und umfassenden Kundendienst bieten.
6. Zertifizierungen und Normen: Prüfen Sie, ob die Armatur die einschlägigen internationalen oder regionalen Normen erfüllt (z. B. API, ISO, CE, RoHS, SIL, FDA), je nach Projekt oder Branchenanforderungen. Bei Wasseranwendungen kann zum Beispiel die Einhaltung der AWWA-Normen entscheidend sein, oder CSA-Zertifizierungen für den kanadischen Markt.

Wenn Sie auf der Suche nach einer elektrischen Absperrklappe sind, ist VINCER ein Unternehmen, das automatisierte Ventillösungen mit einer breiten Palette von Produkten einschließlich elektrischer und pneumatischer Ventile anbietet. VINCER hat es sich zur Aufgabe gemacht, seinen Kunden einen exzellenten Service für automatisierte Armaturen aus einer Hand zu bieten. Das Expertenteam von VINCER kann den Bedarf der Kunden anhand von acht Hauptelementen ermitteln: Analyse des Mediums, Temperatur, Analyse des Mediendrucks, Öffnungs-/Schließzeit des Mediums, Anschlussstandards, Steuerungsmethoden, Materialanforderungen sowie Einbauposition und -raum. VINCER bietet sowohl Standardprodukte als auch kundenspezifische Lösungen für den Einbau von Geräten in verschiedenen Bereichen und für unterschiedliche Anwendungen. VINCER verwendet nur die besten importierten Dichtungsmaterialien für seine Produkte. Dadurch sind die Ventile verschleiß-, hitze- und korrosionsbeständig und halten auch in schwierigen Situationen länger. Die Produkte von VINCER verfügen über internationale Zertifizierungen, so dass die Kunden darauf vertrauen können, dass sie zuverlässig sind. Nach dem Kauf bietet das Ingenieurteam von VINCER professionelle Hilfe, einschließlich Fehleranalyse, Lösungen und Fernunterstützung, um sicherzustellen, dass Kundenprobleme gelöst werden.

Wartung und Fehlersuche

Es ist wichtig, elektrische Absperrklappen schnell zu warten und zu reparieren, damit das System lange Zeit reibungslos funktionieren kann. Regelmäßige Inspektionen helfen, Probleme frühzeitig zu erkennen und zu verhindern, dass sie sich zu größeren Problemen entwickeln.

Routinemäßige Wartung

• Regelmäßige Überprüfungen: Überprüfen Sie das Äußere des Stellantriebs auf Undichtigkeiten, Korrosion oder andere Schäden. Überprüfen Sie die Abdeckung des Stellantriebs auf Beschädigungen und die Klemmen auf Korrosion oder Lockerheit.
• Schmierung: Schmieren Sie die Zahnräder des Stellantriebs und die beweglichen Teile, wie z. B. die Ventilspindel, gemäß den Anweisungen des Herstellers. Auf diese Weise werden Verschleiß und Reibung minimiert.
• Reinigung: Achten Sie bei Ventilen und Stellantrieben darauf, dass die Außenflächen sauber sind. Dies trägt dazu bei, Staub- und Schmutzansammlungen zu vermeiden, die die Wärmeableitung behindern oder den Betrieb beeinträchtigen können.
• Operativer Test: Routinemäßig vollständige Öffnungs-/Schließvorgänge durchführen. Prüfen Sie, ob das Ventil leichtgängig ist und nicht klemmt. Bei modulierenden Ventilen ist die Regelgenauigkeit innerhalb des angegebenen Bereichs zu prüfen.

Allgemeine Probleme und Fehlerbehebung

• Ventil öffnet/schließt nicht:
  • Leistung prüfen: Vergewissern Sie sich, dass die Stromversorgung funktionsfähig ist und keine Spannungsschwankungen auftreten.
  • Kontrollsignal prüfen: Bestätigen Sie durch einen Test, dass das Steuersignal vom Stellantrieb empfangen wurde.
  • Aktuator prüfen: Überprüfen Sie den internen Motor oder Antriebsmechanismus des Stellantriebs auf Schäden. Der Motor könnte durchgebrannt sein, oder das interne Getriebe könnte blockiert sein.
  • Rückschlagventilgehäuse: Stellen Sie sicher, dass keine Fremdkörper vorhanden sind und der Ventilteller nicht in seiner Bewegung behindert wird, was ein Verklemmen zur Folge hätte.
• Ventil Leckage:
  • Dichtungen prüfen: Sie könnten gealtert, abgenutzt oder beschädigt sein.
  • Ventilsitz prüfen: Es kann eine Verformung oder Beschädigung vorliegen, die zu einer unzureichenden Abdichtung führt.
  • Verbindungsbolzen prüfen: Das Lösen der Flanschverbindungsschrauben kann zu einer schlechten Abdichtung führen.
• Reduzierte Kontrollpräzision:
  • Aktuator kalibrieren: Modulierende Stellantriebe müssen möglicherweise neu kalibriert werden. Dies gewährleistet eine korrekte Übereinstimmung mit dem Steuersignal.
  • Sensoren prüfen: Endschalter und Positionsrückmelder prüfen. Stellen Sie die korrekte Funktion durch Rückmeldung vom System sicher.
• Abnormaler Lärm:
  • Schmierung prüfen: Möglicherweise ist die Schmierung unzureichend, was zu erhöhter Reibung in den beweglichen Teilen, möglicherweise in den Lagern, führt.
  • Befestigungselemente prüfen: Lockere Befestigungen und Flansche an Armatur und Antrieb können zu unruhigem Betrieb führen.

Wenn Sie auf komplexe Probleme stoßen, die Ihr Team nicht bewältigen kann, wenden Sie sich bitte an Ihren Lieferanten, der Ihnen umfassend und technisch helfen kann.

Schlussfolgerung

Elektrische Absperrklappen werden für das Management von Flüssigkeiten benötigt. Sie sind sehr genau und können automatisch gesteuert werden. Sie werden in der Wasseraufbereitung, in der chemischen Verarbeitung und in der HLK für verschiedene einfache oder fortgeschrittene Steuerungsaufgaben eingesetzt. Um die beste elektrische Absperrklappe auszuwählen, sollten Sie sich über die Arbeitsbedingungen, die verwendeten Materialien und den Umfang der erforderlichen Steuerung informieren. Eine ordnungsgemäße Wartung trägt dazu bei, dass Ihre Armatur länger hält.

Elektrische Absperrklappen tragen dazu bei, industrielle Prozesse sicher zu machen, so wie Schiffe durch klare Anweisungen um Hindernisse herumgeführt werden.