Damit hält die Klappe

Absperrklappen mit aufblasbarer Dichtung

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05.03.2020 Die mitunter stark beanspruchten Materialien in der Schüttguttechnik müssen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Gleichzeitig sollen empfindliche Medien besonders geschont werden und die Prozesse sicher durchlaufen. Absperrklappen mit aufblasbarer Dichtung ermöglichen beides.

Entscheider-Facts

  • Absperrklappen sind im Betrieb mit abrasiven Materialien auf verschleißfeste Werkstoffe angewiesen. Umgekehrt können die Klappen empfindliche Schüttgüter beschädigen.
  • Ein System mit aufblasbarer Dichtung vermindert die Reibung. Dies verringert Schäden am Schüttgut sowie Verschleiß an der Dichtung selbst.
  • Mit derartigen Dichtungen versehene Absperrklappen sind in Ausführungen mit verschiedenen Dichtungsmaterialien sowie mit Ex-Zulassung erhältlich und somit für zahlreiche Anwendungsfälle geeignet.

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Das Dichtelement lässt sich einfach in kurzer Zeit warten und wechseln. Bilder: Warex Valve

Ein Wechselspiel aus sich ändernden mechanischen Eigenschaften der Medien und dem Anpassen der Anlagen daran stellt Verfahrenstechniker und Anlagenbetreiber vor große Herausforderungen, nicht zuletzt aus Kostengründen. Neue Rohstoffe und Einsatzzwecke ändern die Parameter kontinuierlich und stellen gleichermaßen hohe Anforderungen an Material und Funktionalität. Durchdachte Lösungen müssen dabei eine vernünftige Preis-Leistungs-Relation bieten, denn einerseits ist das Umrüsten der Anlagen bei neuen zu verarbeitenden Materialien zwar erforderlich, um Ausfällen, starkem Verschleiß und aufwendigen Reparaturen vorzubeugen, andererseits müssen die Kosten in Relation bleiben.

Absperrung mit minimaler Reibung

Diesen Spagat zu schaffen, gehört zu den Zielen und Prioritäten der Produktentwickler des Ventil- und Absperrklappen-Anbieters Warex Valve. Die speziellen Absperrklappen des Herstellers verfügen über eine Klappenscheibe, die kleiner als die dazu gehörende Dichtungsmanschette ist. Wenn die Klappe geschlossen ist, wird die Dichtung gleichmäßig mit Luft aufgeblasen, was für eine sichere und schonende Absperrung mit minimaler Reibung sorgt. Besonders bei aggressiven Schüttgütern ist dies ein wichtiger Vorteil. Diese sogenannten APS-Klappen (Air-Pressure-Sealing) erreichen trotz ihrer schonenden Funktionsweise eine konstante, zuverlässige Druckdichtheit, sogar bei leichten Verschleißerscheinungen.

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Das Design mit verkleinerter Klappenscheibe und aufblasbarer Dichtung ermöglicht ein nahezu reibungsfreies Abdichten und somit weniger Verschleiß durch abrasive Schüttgüter.

Durch das APS-System ist eine Beschädigung empfindlicher Medien durch Einklemmung praktisch ausgeschlossen. Bei Materialien, welche besonders feinkörnig sind oder zum Plastifizieren neigen, konnte bei der exzentrischen Ausführung in Kombination mit der luftumspülten Welle eine dauerhafte Lösung gefunden werden, da die Wellendurchführung außerhalb des Dichtelements liegt. Bevor die Klappenscheibe geöffnet wird, erfolgt die Entlüftung der Kammer hinter der Dichtung. So entsteht ein schmaler Spalt zwischen Scheibe und Manschette – die Armatur öffnet mit minimalem Drehmoment. Ein einfacher Wechsel des Dichtelements vom Tragring ist vor Ort ohne Demontage des Antriebs und der Klappenscheibe möglich. Das Lösen von lediglich vier Halteschrauben ist notwendig, um die Kombination aus Dichtelement und Tragring zu lösen und den Austausch vorzunehmen. Für aggressive chemische Schüttgüter ist eine Sonderausführung lieferbar. Möglich sind ebenfalls Dichtelemente aus Perfluorelastomer.

Das „System APS“ unterscheidet sich durch zwei Baureihen: der preisgünstigen DKZ 110/103 APS mit zentrisch im Gehäuse gelagerter Klappenscheibe, welche Nennweiten von DN 50 bis DN 1200 bedient, und der Baureihe DKZE 103/110 APS mit exzentrisch gelagerter Klappenscheibe. Diese Weiterentwicklung der zentrischen Absperrklappe bietet der Hersteller in Nennweiten von DN 150 bis 600 mit Baulängen nach DN 3202, Reihe K1 an. Die Absperrklappen sind auch in Ex-Ausführung für Zone 0/20 und wahlweise in druckstoßfester Ausführung erhältlich.

Die Klappen sind mit diversen weißen Dichtungswerkstoffen wie NBR, EPDM, NK-SBR oder Silikon lieferbar, die alle FDA-konform sind bzw. der Richtlinie VO (EG) Nr. 1935/2004 entsprechen. Auch die Vorgaben der „Positive List“ nach §177.2600, „Rubber Articles Intended For Repeated Use“ der FDA werden komplett abgedeckt.

Da die weißen, nicht leitfähigen/nicht ableitfähigen Qualitäten im Gas-Ex-Bereich nicht eingesetzt werden können, sind hier ableitfähige Dichtungen notwendig, die in der Regel schwarz sind. Auch hier kann der Anbieter einen Großteil in FDA-konformer Qualität liefern. So wurde zum Beispiel speziell für einen Kunden eine neue ableitfähige Sondermischung FPM entwickelt, welche den FDA-Bestimmungen entspricht.

Explosionsgefahr ausgeschlossen

In geschlossenen industriellen Anlagen zur Herstellung, Verarbeitung und Abfüllung von feinstaubigen Schüttgütern lauert häufig Explosionsgefahr durch Zündung eines Staub-Luft-Gemisches. Der Prozessbetreiber hat die Wahl: Um den Bestimmungen zu entsprechen, kann er entweder das eingesetzte Klappensystem selbst von einer benannten Stelle abnehmen lassen – was mit Kosten und Zeitaufwand verbunden ist – oder er bezieht geeignete Systeme, die schon beim Hersteller von der benannten Stelle abgenommen wurden. Auch wenn für bestimmte Prozessteile keine Atex-Zertifizierung explizit vorgeschrieben ist, liefert der Hersteller generell nur nach Atex baumustergeprüfte Produkte, um eine Explosionsgefahr auszuschließen.

So sind sämtliche Absperrklappen der Firma Warex Valve bereits der EG-Baumusterprüfung unterzogen worden und nach entsprechenden Tests von der Dekra Exam BBG Prüf- und Zertifizierungs-GmbH zertifiziert. Auch bei kundenspezifischen Lösungen – zum Beispiel die Integration von speziellen Bauteilen wie einer Fluid-Scheibe zur Dosierung von Schüttgut – lässt der Hersteller selbst entsprechende Nachträge zur Baumusterprüfung fertigen.

Die Einsatzmöglichkeiten für Absperrklappen der APS-Baureihe sind vielfältig. So sind diese besonders als Einlaufklappen für pneumatische Sendegefäße zur Schüttgutförderung geeignet, denn eine gasdichte Absperrung ist hier absolut erforderlich. In der Praxis konnten in diesem Zusammenhang sehr gute Ergebnisse mit schwierigen Produkten wie Siliziumoxyd erzielt werden. Auch im Vakuumbereich, zum Beispiel als Austrag aus Vakuumtrocknern, werden diese Klappen vorzugsweise als Absperrorgan eingesetzt. Das Funktionsprinzip verbessert auch hier die Abdichtung und verlängert die Lebensdauer der Dichtung.

Solids 2020 Halle 4 – E12

Heftausgabe: März 2020

Über den Autor

Christopher Alexi, RSB Design, für Warex Valve
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