Eine Absperrklappe ist ein wichtiger Bestandteil in der industriellen Wasser- und Abwassertechnik, der zum Regulieren, Steuern und Absperren von Rohrleitungen verwendet wird. Sie gehört zur Kategorie der Absperrarmaturen und wird insbesondere dann eingesetzt, wenn ein zuverlässiges und schnelles Öffnen oder Schließen von Rohrleitungen erforderlich ist. Die Absperrklappe ist durch ihre einfache Bauweise, geringen Platzbedarf und hohe Durchflussleistung für den Einsatz in industriellen Kreisläufen, wie der Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und in Kühlwassersystemen, bestens geeignet.

Technische Hintergründe

Die Absperrklappe besteht in der Regel aus einer runden Scheibe (auch Klappenscheibe genannt), die drehbar in einem Gehäuse eingebaut ist. Diese Scheibe kann um 90 Grad gedreht werden, um den Durchfluss entweder vollständig zu öffnen oder zu schließen. Anders als Schieberventile oder Kugelhähne, bei denen der Durchfluss linear unterbrochen wird, funktioniert die Absperrklappe über eine rotierende Bewegung der Klappenscheibe.

Je nach Anwendungsfall und den Anforderungen an Materialbeständigkeit, Durchflussmenge und Betriebsdruck sind Absperrklappen in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Übliche Materialien für die Klappenscheibe und Dichtungen sind Edelstahl, Gusseisen, Kunststoffe oder Gummierungen, die je nach Medium und Betriebsbedingungen gewählt werden.

Aufbau und Funktionsweise

  • Gehäuse: Das Gehäuse einer Absperrklappe umschließt die Rohrleitung und hält die Klappenscheibe in Position. Es ist so konstruiert, dass es hohen Drücken und korrosiven Medien standhält. In der industriellen Wasserbehandlung werden oft korrosionsbeständige Werkstoffe wie Edelstahl oder beschichtetes Gusseisen verwendet.

  • Klappenscheibe: Die Scheibe der Absperrklappe sitzt mittig im Gehäuse und kann durch Drehen um 90 Grad entweder die Durchflussöffnung freigeben oder vollständig schließen. Im halb geöffneten Zustand ermöglicht die Scheibe eine teilweise Durchflusskontrolle, was die Klappe auch für Drosselvorgänge einsetzbar macht.

  • Betätigung: Die Klappenscheibe wird meist über einen Handhebel, Getriebeantrieb, Pneumatik oder elektrische Antriebe gesteuert. Der Antrieb richtet sich nach den Anforderungen des Systems und der Zugänglichkeit der Absperrklappe. In vollautomatisierten Anlagen, wie etwa in Wasseraufbereitungs- und Abwasserbehandlungsanlagen, werden Absperrklappen häufig über elektrische oder pneumatische Antriebe ferngesteuert, um den Betrieb der Anlage zu optimieren.

Arten von Absperrklappen

  1. Zentrische Absperrklappe: Die zentrische Absperrklappe ist die einfachste und am häufigsten verwendete Bauform. Hier befindet sich die Klappenscheibe in der Mitte des Gehäuses, und die Welle ist ebenfalls zentrisch angeordnet. Diese Bauart ist kostengünstig und eignet sich besonders gut für Niederdruckanwendungen oder Medien mit niedriger bis mittlerer Viskosität.

  2. Exzentrische Absperrklappe: Die exzentrische Absperrklappe hat eine leicht versetzte Wellenanordnung, wodurch beim Schließen eine bessere Abdichtung erzielt wird. Diese Bauweise wird häufig bei höheren Drücken oder abrasiven Medien eingesetzt, da sie eine höhere Dichtkraft ermöglicht.

  3. Doppelt exzentrische Absperrklappe (Doppelflanschklappe): Diese Absperrklappe ist für anspruchsvollere Anwendungen vorgesehen, bei denen sowohl ein hoher Betriebsdruck als auch eine dichte Absperrung erforderlich sind. Durch die doppelte Exzentrizität der Welle wird der Verschleiß der Dichtungen minimiert, was zu einer längeren Lebensdauer führt.

  4. Dreifach exzentrische Absperrklappe: Diese Klappe hat eine dreifache Exzentrizität, die eine metallische Abdichtung bei hohen Temperaturen und Drücken ermöglicht. Sie wird in Anwendungen verwendet, bei denen extrem hohe Anforderungen an die Dichtheit und Temperaturbeständigkeit gestellt werden, wie etwa in Dampfanlagen oder chemischen Prozessen.

Anwendungen in der Praxis

Absperrklappen finden in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung:

  1. Kühlwassersysteme: In Kühlwassersystemen werden Absperrklappen eingesetzt, um große Wassermengen effizient zu steuern. Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs und der schnellen Schaltzeiten sind sie ideal geeignet, um den Wasserfluss bei Bedarf zu unterbrechen oder zu regulieren.

  2. Wasseraufbereitungsanlagen: In der Wasseraufbereitung werden Absperrklappen häufig in Filteranlagen, Umkehrosmoseanlagen (Produktübersicht Filter- und Umkehrosmoseanlagen) oder Ionenaustauschern verwendet, um den Wasserfluss zu kontrollieren. Sie können hier zur Regelung des Durchflusses oder als Notabsperrung eingesetzt werden, um den Betrieb zu unterbrechen oder Wartungsarbeiten zu ermöglichen.

  3. Abwasserbehandlungsanlagen: In Abwasserbehandlungsanlagen sind Absperrklappen ein wesentlicher Bestandteil der Rohrleitungssysteme, die zur Steuerung von Wasserströmen und Schlammströmen verwendet werden. Sie finden häufig Einsatz in Fällungs- und Flockungsanlagen (wie z.B. unserer ALMA CHEM MCW) sowie in Sedimentationsbecken, um den Durchfluss von behandelten oder unbehandelten Abwässern zu regulieren.

  4. Chemische und industrielle Prozesse: In chemischen Prozessen und bei der Dosierung von Chemikalien werden Absperrklappen eingesetzt, um aggressive Medien, wie Säuren oder Laugen, zu kontrollieren. Die Wahl der Materialien ist dabei entscheidend, um Korrosion oder Verschleiß zu vermeiden.

Vorteile der Absperrklappe

  • Kompakte Bauweise: Absperrklappen benötigen im Vergleich zu anderen Ventilarten wie Schieberventilen oder Kugelhähnen deutlich weniger Platz und eignen sich daher gut für enge Installationsbereiche.
  • Schnelle Schaltzeiten: Durch die drehbare Klappenscheibe lässt sich der Durchfluss schnell und präzise regeln.
  • Geringer Druckverlust: Bei vollständig geöffneter Klappe ist der Druckverlust minimal, was sie besonders für Anwendungen mit hohen Durchflussraten attraktiv macht.
  • Einfache Wartung: Absperrklappen sind relativ wartungsarm und durch den einfachen Aufbau leicht zu inspizieren und zu warten.

Herausforderungen und Grenzen

  • Dichtheit: Bei niedrigen Drücken und zentrischen Ausführungen kann die Dichtheit eingeschränkt sein. Für Anwendungen mit hohen Dichtheitsanforderungen oder aggressiven Medien sind exzentrische Klappen besser geeignet.
  • Verschleiß: In abrasiven oder korrosiven Umgebungen können die Dichtungen und die Klappenscheibe mit der Zeit verschleißen, weshalb die Wahl des Materials entscheidend ist.

Fazit

Die Absperrklappe ist eine vielseitige und effiziente Lösung für die Steuerung und Regelung von Wasser- und Abwasserströmen in industriellen Anlagen. Ihre kompakte Bauweise, die schnelle Reaktionszeit und der geringe Druckverlust machen sie zu einer bevorzugten Wahl in vielen Bereichen der Wassertechnik und Abwasserbehandlung. Die richtige Auswahl von Materialien und Klappentypen ist dabei entscheidend für die Langlebigkeit und den zuverlässigen Betrieb in anspruchsvollen Umgebungen.