Absperrklappen in der kommunalen ... - VAG Armaturen

vagarmaturen

Absperrklappen in der kommunalen ... - VAG Armaturen

Absperrklappen in der

kommunalen Wasserwirtschaft

Peter Oppinger, Leiter Marketing bei der VAG-Armaturen GmbH, 68305 Mannheim

Sonderdruck aus Industriearmaturen · Heft 3, 2010 · Seiten 232-236 · Vulkan-Verlag Essen

Ausgabe

3/2010


Absperrklappen in der

kommunalen Wasserwirtschaft

Butterfly valves in municipal water management

Peter Oppinger

Absperrklappen werden seit mehr als 50 Jahren in verschiedenen Bauarten gefertigt. Sie haben sich

weltweit in unterschiedlichsten Einsatzbedingungen bewährt. Ohne sie wäre die heutige Wasserwirtschaft

nicht mehr denkbar. Überall wo Wasser gespeichert, gefördert, aufbereitet und verteilt wird, spielen

Absperrklappen eine wichtige Rolle. Hier zählen vor allem die Haltbarkeit und jahrzehntelange Funktionssicherheit.

Armaturen in der Wasserwirtschaft müssen enormen Beanspruchungen standhalten: hohe

Wasserdrücke, kritische Strömungsgeschwindigkeiten, extreme Temperaturen und Witterungen, egal ob

Tropen- oder Wüstenklima – das Material muss stimmen. Denn die Erneuerung der oft tonnenschweren

Armaturen, etwa bei großen Versorgungsleitungen ist sehr kostspielig. VAG Armaturen helfen dabei, die

dazu notwendigen, komplizierten verfahrenstechnischen Anlagen punktgenau zu steuern und mittels

Automatisierung noch effizienter zu gestalten.

Butterfly valves of various types have been manufactured for more than 50 years. They have stood

the test of time in a wide variety of operating conditions throughout the world. Without butterfly

valves modern water management would be inconceivable. Butterfly valves play an important role

wherever water is stored, transported, treated and distributed. What counts most are durability and

decades of functional reliability. Valves used in water management have to withstand enormous

loads, high water pressures, critical flow velocities as well as extreme temperatures and weather

conditions, whether in tropical climates or in the desert. Therefore the materials of construction have

to be just right. That’s because modernizing valves, which can often weigh tonnes, is very costly,

particularly in major supply lines. VAG valves help to precisely control the complex processing

systems required for this and to make them even more efficient through automation.

Scheibe quer zur Strömung

Absperrklappen sind Absperrarmaturen,

bei denen sich der Absperrkörper

– die Klappenscheibe – um die eigene

Achse quer zur Strömung bewegt. Je

nach Bauart und Einbausituation steht

die Klappenscheibe entweder horizontal

oder vertikal in der Rohrleitung und

wird dabei vom Medium umströmt.

Nach DIN EN 593 (früher DIN 3354)

unterscheiden sich die Konstruktionen

durch die Anschlussart und die Lagerung

der Klappenscheibe. Bei der Anschlussart

spricht man von Doppelflanschklappen

(Absperrklappen mit

zwei Flanschen, Bild 1) und Einklemm-

Bild 1: VAG EKN ® Absperrklappe mit Flanschen

Fig. 1: VAG EKN ® Butterfly Valve with flanges


Bild 2: VAG CEREX ® 300 Absperrklappe

zum Einklemmen

Fig. 2: VAG CEREX ® 300 Butterfly Valve

wafer type

klappen (Absperrklappen zum Einklemmen

zwischen zwei Flansche, Bild 2).

Hinsichtlich der Lagerung unterscheidet

man zwischen

Absperrklappen mit zentrischer Lagerung

Absperrklappen mit exzentrischer

Lagerung

Absperrklappen mit doppelexzentrischer

Lagerung

Die Dichtheit im Abschluss ist eines der

wichtigsten Kriterien von Absperrarmaturen.

Daher sind sowohl das Dichtsystem

wie auch die Dichtungskinematik

von größter Bedeutung für einen dichten

Abschluss. Aus der Rotationsbewegung

bei Absperrklappen mit zentrischer

Lagerung ergibt sich keine Dichtkraftkomponente.

Bei weichdichtenden

Absperrklappen erfolgt die Abdichtung,

sobald eine ausreichende Flächenpressung

zwischen dem Elastomer des

Absperrkörpers mit dem Dichtsitz im

Gehäuse stattfindet.

Der Vorteil einer doppelexzentrischen

Lagerung liegt darin, dass der Drehpunkt

der Klappenscheibe sowohl horizontal,

wie auch vertikal außerhalb der

Dichtungsebene liegt. In Offenstellung

befindet sich die Klappenscheibe entweder

unterhalb oder oberhalb der

Rohrachse. Der Dichtring – auch Profilring

genannt – ist meistens direkt am

Absperrkörper angeordnet und in Offenstellung

über den gesamten Umfang

entspannt. Dadurch entstehen auch bei

längerer Offenstellung keine Verformungen

am Profilring. Ein weiterer Vorteil

von doppelexzentrischen Absperrklappen

zeigt sich ab DN 1000. Ab dieser

Nennweite kann der Profilring auch in

eingebautem Zustand ohne Demontage

des Absperrkörpers ausgetauscht werden.

Weichdichtende Absperrklappen werden

üblicherweise im Nennweitenbereich

bis zu mehreren Metern Durchmesser

und in Druckstufen von bis mehr

als 40 bar hergestellt. Zusätzlich unterscheidet

man zwischen mediumberührten

und mediumunberührten Gehäusebauformen.

Absperrklappen mit zentrischer

Lagerung werden überwiegend

mit nicht mediumberührten Gehäusen

hergestellt, ein Elastomer dient hier als

Gehäuseauskleidung und übernimmt

gleichzeitig den Korrosionsschutz des

Gehäuses. Absperrklappen mit doppelexzentrischer

Lagerung sind im Allgemeinen

immer mediumsberührt, wobei

für den Einsatz in der kommunalen

Wasserversorgung die Innenflächen üblicherweise

mit einer Korrosionsschutzbeschichtung

auf Epoxidbasis versehen

werden.

Höchste Anforderungen an die

Armaturentechnik

Der Schutz unserer Umwelt erfordert anspruchsvolle

Anlagen- und Prozesstechnik.

Damit steigen auch die Anforderungen

der Planer und Betreiber von Anlagen

für die Wassertechnik an die

Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit

der eingesetzten Armaturen. Zusätzlich

orientieren sich Planer, Anlagenbauer,

wie auch die Betreiber bei der Auswahl

der Armaturen unter wirtschaftlichen

Gesichtspunkten verstärkt an universell

einsetzbaren Fabrikaten mit Montagevorteilen

und einem hohen Maß an Betriebssicherheit.

Es werden höchste Anforderungen

an Qualität und Bedienungsfreundlichkeit

der Armaturen

gestellt. Sämtliche Bauteile müssen den

absolut störungsfreien und vollautomatischen

Betrieb von Wasseraufbereitungs-

und Versorgungsanlagen ermöglichen.

Bei der Armaturenauswahl sind sowohl

die Beschichtungsart, als auch vorhandene

Zulassungen von größter Bedeutung.

Armaturen mit dem RAL-Gütezeichen

entsprechen den Anforderungen

für „Schweren Korrosionsschutz“. Dieser

garantiert dem Anwender eine einwandfreie

und geprüfte Beschichtungsqualität

auf Epoxidbasis und somit die

sichere und zuverlässige Beschichtung,

die auch für den Einsatz in Trinkwassersystemen

geeignet ist (Bild 3).

Bild 3: Schichtdickentest an einer VAG EKN ® Absperrklappe

Fig. 3: Coating thickness test on a VAG EKN ® Butterfly Valve


Die Epoxid-Technologie ist nach dem

heutigen Stand das fortschrittlichste Beschichtungsverfahren.

Dabei wird ein

Beschichtungspulver auf das sandgestrahlte

und erhitzte Armaturengehäuse

aufgespritzt und schmilzt hierbei. Eine

Rundum-Beschichtung mit Schichtstärken

von 250 Mikrometern garantiert optimale

Haftung und dauerhaften Schutz

vor äußeren Einflüssen. Das RAL-Gütezeichen

wird nur den Herstellern verliehen,

die den hohen Anforderungen einer

umfassenden Qualitätssicherung genügen

(Bild 4).

Trinkwasser muss frei von Krankheitserregern,

genusstauglich und rein sein.

Das Vertrauen der Verbraucher in die

Trinkwasserversorgung ist hoch und mit

einer DVGW-Zulassung werden anerkannt

hohe Leistungsstandards für die

deutsche Wasserversorgung erfüllt. Unter

anderem muss jede Armatur auf

Dauertauglichkeit mit 2500 Lastspielen

geprüft werden. Zudem sichert eine Zulassung

der verwendeten Elastomere

(für den Profildichtring aus EPDM) nach

DVGW Arbeitsblatt W 270 eine mikrobakteriologische

Unbedenklichkeit. Absperrklappen

von VAG erfüllen all diese

Anforderungen in vollem Umfang.

Einsatzbereich der VAG EKN ®

Absperrklappen

VAG-Armaturen erweitert ihr Produktprogramm

Absperrklappen um große

Nennweiten bis zu DN 4000. Damit ist

die seit langem bewährte VAG EKN ®

Bild 4:

Porositätsprüfung

der Beschichtung an

einer VAG EKN ®

Absperrklappe

Fig. 4:

Porosity testing the

coating on a VAG

EKN ® Butterfly Valve

Absperrklappe nun von DN 100 bis

DN 4000 (Bild 5) in allen gängigen

Nennweiten verfügbar. Neben der bewährten

F4-Baureihe steht mittlerweile

auch eine „short pattern“ Baureihe in

Kurzbaulänge (nach EN 558-1, Grundreihe

13, bisher DIN 3202, F16) bis

DN 1500 zur Verfügung. Mit der Konstruktion

als Doppelflanschabsperrklappe

ist die universelle Einbaumöglichkeit

der Armatur auch bei vollem Differenzdruck

gegeben. Mittels druckunterstütz-

Bild 5: VAG EKN ® Absperrklappe DN 4000

Fig. 5: VAG EKN ® Butterfly Valve DN 4000

tem Profildichtring wird die Dichtheit in

beide Durchflussrichtungen gewährleistet.

Je nach Nennweite kann die VAG

EKN ® Absperrklappe mittlerweile bis

zu Betriebsdrücken von mehr als 50 bar

eingesetzt werden. Bei geschlossener

Armatur kann die Rohrleitung auch unter

Betriebsdruck einseitig demontiert werden.

Die aufgeführten Vorteile reduzieren potentielle

Einbaufehler während der

Montage auf der Baustelle und steigern

damit die Montagesicherheit in hohem

Maße: Die VAG EKN ® Absperrklappe

ist eine universell einsetzbare Einheitsarmatur

für den Anwender mit deutlichen

Vorteilen gegenüber herkömmlichen am

Markt befindlichen Absperrklappen.

Aufgrund der uneingeschränkten Dichtheit

in beide Durchflussrichtungen ist eine

hohe Betriebssicherheit gewährleistet.

Die doppelte O-Ring-Abdichtung

der Wellenlager, die geschlossenen Lageraugen

im Bereich der Achslager, sowie

ein Gehäusedichtsitz als Nickelpanzerung

ermöglichen einen dauerhaften

und zuverlässigen Betrieb, auch

über Jahrzehnte. Bild 6 zeigt die universellen

Werkstoffkombinationen, die mit

der VAG EKN ® Absperrklappe realisierbar

sind. Da im Nennweitenbereich

größer DN 3600 PN 6, bzw. über DN


Bild 6: Variantenvielfalt der VAG EKN ® Absperrklappe

Fig. 6: Large variety of VAG EKN ® Butterfly Valve models

2000 PN 10, 16 und 25 keinerlei

Flanschnormen existieren, sind die

Flanschanschluss-Abmessungen dafür

generell mit den Gegebenheiten vor

Ort abzustimmen.

Das Haupteinsatzgebiet der VAG

EKN ® Absperrklappe liegt in der kommunalen

Wasserversorgung – von der

Wasserförderung über Transportleitungen

und Wasseraufbereitungsanlagen,

Bild 7: VAG EKN ® Absperrklappe

mit HYsec hydraulischer

Fallgewichtsantrieb

Fig. 7: VAG EKN ® Butterfly

Valve with VAG HYsec

hydraulic brake and lift unit

bis hin zu Trinkwasserversorgungsnetzen.

Auch in Hauptkühlwasserleitungen

von Kraftwerken und Wasserkraftanlagen,

hat sich die VAG EKN ® -Absperrklappe

bereits über Jahrzehnte hinweg

in vielen Projekten weltweit bewährt.

Antriebe für Absperrklappen

Mittels Antrieben werden von außen

Kräfte auf die Klappenscheibe eingeleitet,

um diese in jeder Betriebssituation

sicher und zuverlässig zu bewegen. Absperrklappen

werden mit mechanischen,

elektrischen, pneumatischen und

hydraulischen Antrieben ausgeführt. Absperrklappen

mit mechanischen Antrieben

(überwiegend mit manuellem

Schneckenradgetriebe) kommen in Anlagen,

sowie im erdverlegten Bereich

zum Einsatz. Armaturen mit elektrischen

oder pneumatischen Antrieben dienen

der Automatisierung von Anlagen.

Wenn Leistung und Sicherheit in der

Wasserversorgung zählt, kommen überwiegend

Armaturen mit hydraulischen

Antrieben zum Einsatz: vorwiegend in

Form von Fallgewichtsantrieben, zum

Beispiel in Pumpstationen als Rückschlagorgan

mit gesteuerter Schließbewegung.

Mit der elektrohydraulischen Ansteuerung

werden die Armaturen effizient

und sicher bewegt. Durch den modularen

Aufbau der VAG HYsec Fallgewichtsantriebe

ergeben sich unterschiedlichste

Einsatzbereiche. Zusätzliche

Funktionen können durch den

Anbau von Modulen einfach und

schnell realisiert werden: zum Beispiel

bei Absperrarmaturen, die als Schnellöffnungsarmaturen

ohne Hilfsenergie

betätigt werden müssen, oder als kombinierte

Schnellschluss- und Regelorgane.

In Verbindung mit einer Schalt- oder

Meldeeinheit liefern die Fallgewichtsantriebe

auch bei dieser Anwendung immer

Höchstleistung. Wo auch immer

Fallgewichtsantriebe zum Einsatz kommen,

müssen sie höchste Sicherheit gewährleisten

(Bild 7).

VAG HYsec Fallgewichtsantriebe integrieren

alle Antriebs-, Stell- und Regelgeräte

in einem kompakten Aggregat.

Die Lieferung der betriebsfertigen Baueinheit

erfolgt wahlweise mit angebautem

Klemmen- oder Steuerkasten. Zur In-


etriebnahme muss die Einheit einzig

an die Stromversorgung angeschlossen

werden. In wenigen Schritten ist die Armatur

samt Antrieb einsatzbereit. Auch

für den individuellen Einsatz sind die

Antriebe bestens vorbereitet. Stellzeiten

können einfach und individuell vor Ort

eingestellt werden, dabei hilft der einstellbare

Mengenregler.

Einbaurichtlinien für Absperrklappen

Um möglichst beste Strömungsverhältnisse

zu gewährleisten, sollten Absperrklappen

keinesfalls direkt hinter Pumpen

oder Krümmern eingebaut werden.

Hier ist zuerst ein gerades Rohrstück als

Beruhigungsstrecke vorzusehen, das

die mindestens drei- bis fünffache Länge

des Rohrdurchmessers hat. Während

Absperrklappen in horizontal verlaufen-

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den Rohrleitungen sowohl mit waagrechter,

wie auch mit senkrechter Klappenscheibe

eingebaut werden können,

empfiehlt sich bei verschmutztem Wasser

generell der Einbau nur mit waagrecht

angeordneter Klappenscheibe.

Hierdurch wird das Festsetzen von

Schmutzpartikeln an der unteren Lagerbuchse

der Klappenscheibe weitgehend

verhindert.

Wie bei allen Absperrarmaturen, sollen

auch die Flansche von Absperrklappen

beim Einbau gleichmäßig und planparallel

zueinander angezogen werden,

um ein Verspannen der Armaturengehäuse

zu vermeiden. An den Armaturengehäusen

angebrachte Füße sind

nicht zur Übertragung von Längskräften

auf Fundamente geeignet. Zudem sollten

Absperrklappen auch nicht als Festpunkte

zur Aufnahme von Rohrleitungs-

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NE

SE

E

kräften eingesetzt werden. Bei größeren

Absperrklappen ab einem Durchmesser

von DN 1200 empfiehlt es

sich, das Eigengewicht der Armatur

durch ein Betonfundament aufzufangen,

damit es nicht zusammen mit der

Wasserlast auf die Rohrleitungen übertragen

wird.

Peter Oppinger

Leiter Marketing bei der

VAG-Armaturen GmbH

68305 Mannheim

Tel.: + 49 621 749-2106

p.oppinger@vag-group.com

Halle A5

Stand 135/232

und Stand 234

www.vag-group.com

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