Ein vollständiger Leitfaden für Schieberventile

Der Schieber ist die häufigste Absperrarmatur. Im Gegensatz zu KugelhähneSie sind keine Vierteldrehvorrichtungen, sondern werden durch Umdrehungen des Handrads geschlossen und geöffnet. 

Das Gewindesystem der Schieber, die in Kläranlagen, Kraftwerken und verfahrenstechnischen Anlagen eingesetzt werden, bietet einen Vorteil gegenüber dem Vierteldrehsystem der Kugelschieber und Absperrklappe in großen Anwendungen.

Flüssigkeiten, die durch Schieber fließen, erfahren nur einen minimalen Druckabfall, da Schieber bei vollständiger Öffnung einen vollständigen Durchfluss durch den Durchgang ermöglichen.

In diesem Beitrag werden die Funktionen, Symbole, Vor- und Nachteile, Typen und andere wichtige Dinge, die Sie über den Schieber wissen müssen, erläutert.

Was ist ein Absperrschieber?

Absperrschieber können auch als Schleusen oder Messerschieber bezeichnet werden. Sie sind Regelventile, die den Durchfluss von Medien vollständig zulassen oder einschränken. Absperrschieber verwenden einen flachen Schieber, um den Durchfluss zwischen Rohrflanschen abzusperren.

Ein Absperrschieber ist ein Ventil mit vollem Durchgang und hat den gleichen Durchmesser wie das Rohr, durch das die Flüssigkeit fließt. Im Gegensatz zu Absperrklappen minimieren Absperrschieber daher die Druckverluste in der Flüssigkeit, wenn sie vollständig geöffnet sind. Aufgrund des gleichen Durchmessers von Rohrleitung und Schieber ermöglichen Schieber außerdem die Bewegung von Molchen innerhalb der Rohrleitung für Reinigungs- und Inspektionsarbeiten. 

Während Absperrklappen zur Durchflussregulierung und im Auf-Zu-Betrieb eingesetzt werden können, sollten Absperrschieber im Auf-Zu-Betrieb nur als Absperrventile und zum Durchfluss von Flüssigkeiten verwendet werden. Sie sollten nicht zum Drosseln verwendet werden. 

Aufgrund ihrer unkomplizierten Konstruktion und ihrer Fähigkeit, in verschiedenen Niederdruckanwendungen eingesetzt zu werden, sind Schieber eine der am häufigsten verwendeten Armaturen in der Industrie.

Symbol Schieberventil

Das Tor Ventilsymbol besteht aus zwei Dreiecken, die sich in einem Punkt treffen. Zwischen den Dreiecken ist eine vertikale Linie eingefügt, und an den gegenüberliegenden Seiten des Dreiecks verlaufen durchgezogene horizontale Linien.

Die vertikale Linie zeigt die Sperrfunktion des Schiebers an, und die horizontalen Linien zeigen, dass der Schieber bei Auf-Zu-Anwendungen eine Zweiwege-Funktion hat.

Die Symbol für Absperrschieber in Rohrleitungen und Instrumentierungsdiagramme (P&ID) ist eine Abwandlung des Schiebersymbols, d. h. des Schiebersymbols ohne die vertikale Linie zwischen den Dreiecken. 

Die drei isometrischen Symbole in der Abbildung zeigen Symbole für Stumpfschweiß-, Flansch- und Muffenanschlüsse.

Arten von Schieberventilen

Absperrschieber können auf drei verschiedene Arten klassifiziert werden:

Parallel Vs. Keilförmige Schieberventile 

Bei den Schiebern wird meist zwischen parallelen und keilförmigen Schiebern unterschieden. Die Parallelschieber sperren den Durchfluss mit Hilfe eines flachen Schiebers zwischen zwei parallelen Sitzen ab. Der Schieber ist geschlossen, wenn der Druck aus der Rohrleitung die Scheibe abdichten kann, um einen Durchfluss zu verhindern. Diese Absperrschieber funktionieren in der Regel unter Bedingungen mit minimalen Drücken oder Druckabfällen.

• Plattenschieber sind ein gängiger Typ von Parallelschiebern. Sie verwenden einen scharfkantigen Schieber zum Absperren von Flüssigkeiten mit Schwebstoffen oder Schlämmen. Die Scheibe eines Plattenschiebers wird beim Durchgang durch die Sitzringe abgestreift.

• Plattenschieber sind auch als Durchgangsventile bekannt. Sie sind Schließventile, die eine Bohrung in ihrer Konstruktion enthalten. Der Plattenschieber ist so ausgerichtet, dass Turbulenzen in der Strömung vermieden werden, wenn er vollständig geöffnet ist. Die geringe Turbulenz führt zu einem geringen Druckabfall und macht den Plattenschieber perfekt für die Durchleitung von Rohöl. 

• Keilförmige Absperrschieber schließen die Flüssigkeit mit einem keilförmigen Schieber ab. Der Keilschieber ruht auf zwei in entgegengesetzte Richtungen geneigten Sitzen. Bei diesem Ventil werden die Dichtungen durch den zusätzlichen Druck der Keilsitze angezogen. Die Schieber haben eine längere Lebensdauer, da sie weniger Kontakt mit den Sitzen haben.

• Das Design des geteilten Keils dichtet aufgrund seiner Formbarkeit effektiv ab. Auch in Fällen, in denen die geneigten Sitze nicht richtig ausgerichtet sind, was zu mehr Kontakt mit den Sitzen führt, verklemmt der geteilte Keil aufgrund seiner Formbarkeit nicht. Diese Schieberkonstruktion funktioniert effektiv bei abrasiven Flüssigkeiten.

• Solider Keil Schieber sind eine Art von Absperrschieber mit einer soliden Struktur und Konstruktion. Sie sind sehr häufig anzutreffen, da sie in verschiedenen Rohrpositionen eingesetzt werden können.

• Flexible Keilflachschieber sind in verschiedenen Formen erhältlich. Jede dieser Formen bietet spezifische Vorteile. Der schmale flexible Keilschieber hat beispielsweise eine starke Struktur, ist aber nicht sehr formbar, im Gegensatz zum breiteren Schieber, der flexibler ist. Sie werden in der Regel in Dampfsystemen eingesetzt.

Metallisch dichtende vs. elastisch dichtende Schieber

Der Schieber des metallisch dichtenden Absperrschiebers hat die Form eines Kegels und tritt beim Schließen in eine Öffnung im Boden des Ventils ein, die von geneigten Sitzen gestützt wird. Verunreinigungen sind ein ständiges Merkmal des metallisch dichtenden Ventils aufgrund seiner Verschlusskonstruktion, was zum Verschleiß des Schiebers führt. 

Der metallisch dichtende Absperrschieber wurde vor der Herstellung elastisch dichtender Absperrschieber verwendet.

Elastisch dichtende AbsperrschieberAufgrund des flachen Bodens des Ventils können Verunreinigungen durchdringen, ohne dass sie in einem Loch gespeichert werden, wie es bei metallisch dichtenden Schiebern der Fall ist. 

Das Gummielement in der Schranke saugt die Verunreinigungen beim Schließen an, und beim erneuten Öffnen werden die Verunreinigungen entfernt, so dass die Schranke wieder ihre normale Form annimmt.

Steigend vs. Schieber mit nichtsteigender Spindel

Bei Schiebern mit steigender Spindel befinden sich die Spindeln außerhalb des Ventilgehäuses und bewegen sich mit dem Schieber. Wenn sich der Schieber nach oben bewegt, bewegt sich auch die Spindel und umgekehrt. Durch diese Bewegung kann die Spindel für Wartungsarbeiten überwacht werden. Diese Konstruktion eignet sich am besten für Oberflächeninstallationen.

Bei Konstruktionen mit nicht steigender Spindel dreht sich die Spindel mit der Bewegung des Schiebers im Inneren des Ventilgehäuses. Eine Anzeige oben auf der Spindel zeigt die Position des Ventils an. Diese Konstruktion kann verwendet werden in Industrielle Absperrschieber für Über- und Untertageinstallationen.

Andere Schiebertypen

Paralleler Expansionsschieber 

Diese Schieber dichten durch die Kombination von zwei Plattenschiebern ab. Die mechanisch expandierenden Schieber sind an den Schiebersitzen wirksam abgedichtet. Sie finden vor allem in elektrischen Anlagen und in der Erdölindustrie Anwendung.

Schieber Vorteile und Nachteile 

Als Steuerventil kann der Schieber in verschiedenen industriellen Prozessen effektiv eingesetzt werden. Wie andere industrielle Regelventile hat auch der Schieber Vor- und Nachteile. Einige seiner Vorteile sind: 

Vorteile 

Minimaler Strömungswiderstand 

Der Absperrschieber ist ein Ventil mit vollem Durchgang. Daher ermöglicht es einen leichten Durchfluss von Flüssigkeiten mit minimalem Widerstand. Im Gegensatz zu anderen Ventilen beeinträchtigt der Schieberkörper bei vollständiger Öffnung weder die Strömungsbewegung noch die Strömungsrichtung. 

Bessere Versiegelungsfunktion

Schieberventile dichten besser ab als Absperrventile, die ebenfalls ein Regelventil sind. Obwohl der Schieber langsamer ist als einige andere Ventile, kann er schneller öffnen und schließen als ein Absperrventil.

Schieber haben verschiedene Anwendungen

Absperrschieber können effektiv mit Flüssigkeiten wie Öl, Dampf, Schlämmen und suspendierten Flüssigkeiten arbeiten. Sie können auch als Ventile für Niedrigvakuum-Systeme oder Entlüftungsventile eingesetzt werden.

Bidirektionaler Fluss

Absperrschieber sind nicht auf eine Durchflussrichtung beschränkt. Sie sind Zwei-Wege-Ventile, die nicht von der Richtung des Mediums abhängig sind. Schieber eignen sich gut für Anwendungen, bei denen sich die Flüssigkeitsrichtung ändern kann. 

Weitere Vorteile der Absperrschieber sind: 

• Durch die langsamen Öffnungs- und Schließvorgänge der Schieber wird ein Wasserschlag beim Schließen des Ventils verhindert.
• Bei Schieberventilen werden Verunreinigungen in der Regel durch das strömende Medium weggespült.
• Absperrschieber arbeiten unter höheren Druckbedingungen als Absperrklappen.
• Sie arbeiten effektiv mit hochviskosen Flüssigkeiten.
• Für Hersteller von IndustrieventilenDer Absperrschieber bietet eine einfache und leichte Konstruktion. Außerdem sind sie leicht zu installieren und zu ersetzen.
• Beim Öffnen und Schließen des Tores ist ein geringes Drehmoment erforderlich.

Benachteiligungen 

Schieberventile arbeiten langsam

Schieber können stark beschädigt werden, wenn sie nur halb geöffnet oder geschlossen sind. Daher muss der Schieber in geöffnetem Zustand vollständig in den oberen Ventilbereich zurückgezogen werden und in geschlossenem Zustand auf dem Ventilsitz aufliegen, bevor Flüssigkeit fließt. 

Die Bewegung vom oberen Schieberbereich zum unteren nimmt viel Zeit in Anspruch, was zu einem langsamen Betrieb von Schiebern führt. Aufgrund ihres langsamen Betriebs können Schieber nicht für schnelle Prozesse verwendet werden.

Schäden durch häufigen Sitzkontakt

Der Schieber kommt häufig mit dem Ventilsitz in Berührung, was zu Abrieb an der Schieberoberfläche führen kann. Oberflächenabschürfungen führen mit der Zeit zu Schäden am Schieber, was die Lebensdauer von Schiebern verkürzt. Schäden an der Schieberoberfläche sind nicht leicht zu reparieren.

Weitere Nachteile von Schieberventilen sind:

• Sie sind größer und benötigen daher mehr Platz als Absperrklappen.

Schieberfunktionen

Absperrschieber werden in der Regel in Auf/Zu-Diensten eingesetzt, wo sie den Durchfluss zulassen oder drosseln. Für eine bessere Effizienz sollten Schieber nicht regelmäßig verwendet werden, da häufiges Reiben zu einer kürzeren Lebensdauer des Ventils führen würde.

Aufgrund seiner Fähigkeit, den Durchfluss durch die Rohrleitung mit minimalen Druckverlusten zu ermöglichen und eine einfache Bedienung von Molchen zur Inspektion und Reinigung zu erlauben, ist der Schieber ein häufig verwendetes Ventil zum Absperren und Isolieren. 

Absperrschieber sollten jedoch nicht zur Durchflussregelung eingesetzt werden. Der ständige Flüssigkeitskontakt mit dem Schieber führt zu Schäden an der Scheibe und dem Sitz und verkürzt unweigerlich die Lebensdauer des Ventils.

Sie finden eine breite Anwendung in der Industrie, z. B. in Erdölraffinerien, Kraftwerken, Fertigungsbetrieben und chemischen Produktionsunternehmen. Die Schieber funktionieren auch unter hohen Temperaturen und Druckbedingungen.

Schieberteile

Der Schieber besteht aus dem Gehäuse, dem Handrad, dem Joch, der Haube, der Stopfbuchse, dem Stößel und dem Schieber. Die einzelnen Teile werden im Folgenden erläutert.

Schieberventilgehäuse

Der Ventilkörper ist für die Aufnahme der Ventilgarnitur verantwortlich und ermöglicht den Durchfluss von Flüssigkeit von einem Rohrende zum anderen. Ventilkörper werden aus Metallen hergestellt, ein Metalllegierungoder Nichtmetalle unterschiedlicher Art. 

Der Schieberkörper, auch Schalen genannt, kann mit den Rohrleitungsflanschen durch Stumpf-, Muffen-, Scheiben- oder Gewindeanschlüsse verbunden werden.

Der Schieberkörper ist in drei verschiedenen Ausführungen erhältlich, die sich nach dem Verwendungszweck des Schiebers richten. Es gibt die Ausführungen mit reduzierter Bohrung, mit voller Bohrung und mit Querströmung.

Schieberventil Oberteil

Die Motorhaube von Schieberventilen dient in erster Linie als Ventilabdeckung und Halterung für andere Teile des Ventils, wie z. B. den Ventilteller, die Spindel und die Stellantriebe. Außerdem ermöglicht die Haube beim Schieber eine Öffnung für die Spindel.

Das Oberteil des Absperrschiebers wird mit Hilfe von Gewinden, Bolzen oder durch Schweißen mit dem Gehäuse verbunden. Einige Ventiloberteile sind so konstruiert, dass sie mit dem Gehäuse verschmelzen (oberteillose Ventile), und die Oberteile werden in der Regel aus demselben Material wie das Ventilgehäuse hergestellt. 

Schieberventilgarnitur

Die Absperrschiebergarnitur umfasst den Ventilteller, die Stopfbuchse, die Stopfbuchspackungen, den Rücksitz, die Ventilstange und den Ventilsitz. Dies sind Teile, die mit dem Durchflussmedium in Berührung kommen. Die Ventilgarniturteile steuern den Betrieb des Ventils.

Ventilschaft

Der Schaft ist für die Steuerung der Scheibe verantwortlich. Wenn die Spindel gedreht wird, überträgt sie diese Bewegung auf den Ventilteller, indem sie ihn hebt oder senkt. Die Spindel des Schieberventils ist am oberen Ende mit dem Antrieb (manchmal über das Joch) oder dem Handgerät und am anderen Ende mit dem Ventilteller verbunden, um die Steuerung zu erleichtern.

Ventilsitz

Der Sitz des Schieberventils ist ein Auflagepunkt für den Ventilteller, mit dem er abgedichtet ist. Während manche Ventile nur einen Sitz haben, hat der Schieber zwei Sitze, einen an jedem Ende der Rohrleitungsflansche. Wenn der Ventilteller und der Ventilsitz nicht richtig abgedichtet sind, kann dies zu Leckagen im Ventil führen.

Ventil Rücksitz

Der Rücksitz des Schieberventils hält die Spindel in der geöffneten Stellung des Ventils. Außerdem verhindert er, dass Flüssigkeit in den Packungsraum und an die Oberfläche gelangt. 

Ventilteller 

Die Schieberplatte ist der Teil des Ventils, der die Funktion hat, den Durchfluss durch die Rohrleitung zuzulassen oder zu drosseln. Er verhindert, dass der Flüssigkeitsdruck von einem Ende zum anderen fließt. Der Ventilteller liegt auf dem Ventilsitz auf, mit dem er abgedichtet ist.

Stopfbuchspackungen, Hülse und Joch

Die Stopfbuchspackungen verhindern Leckagen an der Spindel und sind normalerweise in einem Stopfbuchse. Die Stopfbuchshülsen halten die Stopfbuchspackungen im Gehäuse.

Das Joch verbindet den Antrieb mit der Spindel. Sie werden manchmal mit dem Ventiloberteil kombiniert, um verschiedene Ventilkonstruktionen herzustellen. Das Joch wird auch als Arm bezeichnet.

Wie funktioniert der Absperrschieber?

Die Funktionsweise eines Schieberventils ähnelt in vielerlei Hinsicht der Funktionsweise der meisten Ventile. Das Handrad oder der Stellantrieb wird gesteuert, um die Spindel zu drehen, die den Schieber steuert. Beim Handrad wird das Rad in mehreren Umdrehungen gedreht, bevor der Schieber aus einer geschlossenen Stellung vollständig geöffnet oder aus einer offenen Stellung vollständig geschlossen werden kann. 

Die Steuerung mit dem Stellantrieb ist einfacher, da kein Benutzer vor Ort sein muss, sondern nur ein Antriebssystem (pneumatisch oder elektrisch). Durch Anheben des Schiebers in eine vollständig geöffnete Position lässt das Ventil das Medium ungehindert durch die Rohrleitung fließen.

Durch das Schließen und Abdichten der Leitung zum Ventilsitz wird der Fließdruck aufrechterhalten und der Durchfluss des Mediums über den Schieber hinaus eingeschränkt. Die Durchflussmenge des Mediums ändert sich sprunghaft, wenn der Schieber geschlossen wird, was zu einer unvorhersehbaren Beziehung zwischen dem Ventil und der Durchflussmenge der Flüssigkeit führt.

Flüssigkeitsdruck und Durchfluss gegen den Schieber verschleißen den Sitz und den Schieber. Schieber sollten nicht zur Durchflussregelung verwendet werden, da der konstante Durchfluss die Beschädigung von Schieber und Sitz beschleunigt.

Installation und Wartung von Schieberventilen

Einbau von Schieberventilen 

Der Einbau von Schiebern sollte ordnungsgemäß erfolgen, um die Lebensdauer der Schieber zu verlängern und ihren ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten. Im Folgenden werden einige Installationspraktiken beschrieben, die bei der Installation von Schiebern beachtet werden sollten: 

• Beim Einbau des Schiebers muss der Flansch Raumtemperatur haben.
• Obwohl die Ventile in jeder Form, ob flach oder aufrecht, eingebaut werden können, ist es ratsam, sie in aufrechter Form einzubauen, damit sie mit den Handrädern leicht zugänglich sind. 
• Achten Sie beim Einbau darauf, dass die Rohrleitungsflansche so beabstandet sind, dass genügend Platz zum Einsetzen oder Herausnehmen der Armatur bei Wartungsarbeiten vorhanden ist.
• Die Schweißarbeiten sollten vor dem Einbau des Schiebers abgeschlossen sein.
• Schlämme und Abfallreste in der Rohrleitung müssen vor dem Einbau der Ventile weggespült werden.
• Der Flansch und die Armatur müssen richtig ausgerichtet sein, und das Gewicht der Armatur muss von der Leitung verkraftet werden.
• Die Materialien der Schieberteile sollten überprüft werden, um sicherzustellen, dass während des Transports oder der Lagerung keine Schäden entstanden sind.
• Die Schrauben, die das Ventil mit den Rohrleitungen verbinden, müssen fest angezogen sein, und der Druck muss gleichmäßig verteilt sein.
• Die Teile der Rohrleitungsflansche, die mit den Armaturen in Berührung kommen, müssen sauber und frei von Rückständen sein.
• Der Schieber sollte nach der Verschraubung getestet werden, um sicherzustellen, dass der Schieber in seiner Position stabil ist.

Wartung 

Nachfolgend finden Sie einige wichtige Praktiken, die sicherstellen, dass das Ventil effektiv funktioniert und länger hält.

• Der Druck in den Leitungen sollte abgelassen werden, bevor Wartung der Absperrschieber beginnen.
• Vor Beginn der Wartungsarbeiten sollte der Druck in den Leitungen oder Ventilen abgelassen werden.
• Die Schieberplatte sollte von oben ausgetauscht werden, indem das Oberteil und die Spindel entfernt werden, bevor die Platte ausgetauscht wird.
• Das Ventil sollte bei Nichtgebrauch regelmäßig geschaltet werden.
• Der Ausbau des Ventils sollte in umgekehrter Reihenfolge des Einbaus erfolgen.

Was Sie vor dem Kauf eines Schieberventils beachten sollten

Bei der Auswahl eines Schieberventils, das für den Betrieb unter bestimmten Bedingungen geeignet ist, müssen Faktoren wie das geeignete Material, die Größe und die Konstruktion berücksichtigt werden. Hier sind einige Faktoren, die beim Kauf eines Schiebers zu berücksichtigen sind:

Materialien 

Die für die Herstellung von Schiebern verwendeten Materialien variieren je nach den spezifischen Bedingungen. Gängige Materialien sind Gusseisen, Kohlenstoffstahlguss, Edelstahl, Sphäroguss, Rotguss, Bronze, Stahllegierungen, Edelstahl und Schmiedestahl. 

Die wichtigsten Kriterien für die Auswahl des zu verwendenden Materials sind der Flüssigkeitseinsatz und die Auslegungstemperatur. Nachfolgend sind einige Materialien aufgeführt, die bei der Herstellung von Absperrschiebern verwendet werden:

Ventilkörper

• Kohlenstoffstahlguss nach ASTM A216 Gr. WCB.
• Rostfreier Stahl nach ASTM A351 Gr. CF8/8M/3/3M
• ASTM A351 Gr. CN 7M

Dichtungen

• Komprimierte Asbestfaser Flachring
• Graphit-Asbest-Flachring
• SS 304/316/304L/316L Spiralförmig gewickelt mit PTFE/CAF/Grafoil-Füllung.

Zierleisten / Interne Arbeitsteile

Werkstoffklassen

Nachstehend sind einige gängige Materialqualitäten für die Herstellung von Schiebern aufgeführt

• AISI 410 (SS 410 - 13% Cr. Stahl)
• AISI 304
• AISI 316
• AISI 304L
• AISI 316L
• Hast-Legierung B/C
• ASTM A351 Gr, CN 7M
• Mit stellitischem Hartglassitz und Keilfläche

Beschnittmaterialien werden gruppiert und mit einer Beschnittnummer oder Kombinationsnummer versehen. In der nachstehenden Tabelle ist das Material für eine SchiebersitzScheibe, Vorbau und Rücksitz werden mit einer Ausstattungsnummer angegeben.

Ausgehend von dieser Tabelle kann eine Bestellung nach der Nummer des Zuschnitts vorgenommen werden. Bei einer Bestellung der Absperrschiebergarnitur. Diese Tabelle entspricht der Spezifikation API 600.

Stopfbuchspackung

• Aus Graphit (Frafoil) geformter Ring.
• Graphit-Asbest-Seil.
• Inconel Braided Grafoil mit Korrosionsinhibitor

Geltende Codes und Normen 

Nachfolgend finden Sie Normen und Standards, die bei der Konstruktion und Auswahl von Schiebern verwendet werden:

Druckprüfung

API 598

Druck Temperaturbereich 

API B16.34

Von Angesicht zu Angesicht

ANSI B16.10

Muffenschweißende

ANSI B16.25 und B16.11

Verschraubtes Ende

ANSI B 1.20.1 (BSP/NPT)

Schlussfolgerung

In diesem Beitrag erfahren Sie alles, was Sie über den Absperrschieber wissen müssen, einschließlich seiner Funktion, Teile, Installations- und Wartungsanforderungen und was Sie vor dem Kauf eines Industrieschiebers beachten müssen.

Dombor valve ist ein Hersteller von Industriearmaturen, der qualitativ hochwertige Armaturenlösungen für die Anforderungen des Marktes anbietet. Mit unserer 20-jährigen Erfahrung in der Herstellung sind wir auf die Entwicklung von Ventiltypen spezialisiert, die in jeder Umgebung funktionieren. Sie können Kontakt uns heute für die besten professionellen Schieber.