Vlinderkleppen en schuifafsluiters zijn twee soorten kleppen die veel worden gebruikt in industriële en gemeentelijke waterbeheertoepassingen. Ze verschillen duidelijk in structuur, functie en toepassing. Dit artikel bespreekt de verschillen tussen vlinderkleppen en schuifafsluiters in detail, met name wat betreft principe, samenstelling, kosten, duurzaamheid, debietregeling, installatie en onderhoud.
1. Beginsel
Principe van de vlinderklep
Het grootste kenmerk vanvlinderklepis de eenvoudige structuur en het compacte ontwerp. Het werkingsprincipe is dat de cirkelvormige vlinderklep rond de klepsteel draait als centrale as om de vloeistofstroom te regelen. De klepplaat fungeert als een controlepunt en kan alleen worden gepasseerd met toestemming van de vlinderklep. Wanneer de vlinderklep parallel aan de vloeistofstroomrichting staat, is de klep volledig open; wanneer de vlinderklep loodrecht op de vloeistofstroomrichting staat, is de klep volledig gesloten. De openings- en sluitingstijd van de vlinderklep is zeer kort, omdat deze slechts 90 graden hoeft te draaien om de volledige opening of sluiting te voltooien. Dit is ook de reden waarom het een roterende klep en een kwartslagklep is.
Principe van de afsluiter
De klepplaat van deafsluiterbeweegt verticaal op en neer naar het klephuis. Wanneer de schuif volledig omhoog is, is de binnenholte van het klephuis volledig geopend en kan de vloeistof er ongehinderd doorheen stromen; wanneer de schuif volledig omlaag is, is de vloeistof volledig geblokkeerd. Het ontwerp van de schuifafsluiter zorgt ervoor dat deze vrijwel geen stromingsweerstand heeft wanneer deze volledig geopend is, waardoor deze geschikt is voor toepassingen die volledig openen of volledig sluiten vereisen. Hierbij moet worden benadrukt dat de schuifafsluiter geschikt is voor volledig openen en volledig sluiten! De schuifafsluiter heeft echter een trage reactiesnelheid, dat wil zeggen dat de openings- en sluittijd langer is, omdat het meerdere omwentelingen kost om het handwiel of wormwiel volledig te openen en te sluiten.
2. Samenstelling
Samenstelling van de vlinderklep
Zoals hierboven vermeld, is de structuur van de vlinderklep relatief eenvoudig, inclusief de belangrijkste componenten zoals het klephuis, de klepplaat, de klepas, de klepzitting en de aandrijving. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Klephuis:
Het klephuis van de vlinderklep is cilindrisch en heeft een verticaal kanaal aan de binnenkant. Het klephuis kan van verschillende materialen zijn gemaakt, zoals gietijzer, nodulair gietijzer, roestvrij staal, koolstofstaal, aluminiumbrons, enz. De materiaalkeuze hangt uiteraard af van de gebruiksomgeving van de vlinderklep en de aard van het medium.
Klepplaat:
De klepplaat is het bovengenoemde schijfvormige openende en sluitende deel, dat qua vorm vergelijkbaar is met een schijf. Het materiaal van de klepplaat is meestal hetzelfde als dat van het klephuis, of hoger dan dat van het klephuis, omdat de vlinderklep in direct contact staat met het medium, in tegenstelling tot de vlinderklep met middenlijn, waarbij het klephuis direct van het medium is gescheiden door een klepzitting. Sommige speciale media moeten slijtvastheid, corrosiebestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid verbeteren.
Ventielsteel:
De klepsteel verbindt de klepplaat met de aandrijving en is verantwoordelijk voor het overbrengen van het koppel om de klepplaat te laten draaien. De klepsteel is meestal gemaakt van roestvrij staal 420 of andere hoogwaardige materialen om voldoende sterkte en duurzaamheid te garanderen.
Klepzitting:
De klepzitting bevindt zich in de binnenholte van het klephuis en maakt contact met de klepplaat om een afdichting te vormen die ervoor zorgt dat er geen medium lekt wanneer de klep gesloten is. Er zijn twee soorten afdichtingen: zachte afdichting en harde afdichting. Zachte afdichting biedt betere afdichtingsprestaties. Veelgebruikte materialen zijn onder andere rubber en PTFE, die veel worden gebruikt in vlinderkleppen met middenlijn. Harde afdichtingen zijn geschikt voor omgevingen met hoge temperaturen en hoge druk. Veelgebruikte materialen zijn onder andere SS304+Flexible Graphite, die veel voorkomen indrievoudig excentrische vlinderkleppen.
Aandrijving:
De actuator wordt gebruikt om de klepsteel te laten draaien. Veelgebruikte vormen zijn handmatig, elektrisch, pneumatisch of hydraulisch. Handmatige actuatoren worden meestal bediend met hendels of tandwielen, terwijl elektrische, pneumatische en hydraulische actuatoren op afstand bediend en geautomatiseerd kunnen worden.
Samenstelling van afsluiters
De constructie van de schuifafsluiter is relatief complex. Naast het klephuis, de klepplaat, de klepas, de klepzitting en de aandrijving, zijn er ook de pakking, het klepdeksel, enz. (zie onderstaande afbeelding).
Klephuis:
Het klephuis van de schuifafsluiter is meestal tonvormig of wigvormig, met een recht kanaal aan de binnenkant. Het materiaal van het klephuis is meestal gietijzer, gietstaal, roestvrij staal, messing, enz. Het juiste materiaal moet eveneens worden gekozen op basis van de gebruiksomstandigheden.
Kleppendeksel:
Het klepdeksel is verbonden met het klephuis en vormt zo een gesloten klepholte. Op het klepdeksel bevindt zich meestal een pakkingbus voor het plaatsen van de pakking en het afdichten van de klepsteel.
Schuifafsluiter + klepzitting:
De schuif is het openende en sluitende deel van de schuifafsluiter, meestal wigvormig. De schuif kan een enkele schuif of een dubbele schuifconstructie hebben. De schuifafsluiter die we doorgaans gebruiken is een enkele schuif. Het schuifmateriaal van de elastische schuifafsluiter is GGG50, bekleed met rubber, en de schuif van de schuifafsluiter met harde afdichting is het materiaal van de behuizing + messing of roestvrij staal.
Ventielsteel:
De klepsteel verbindt de schuif met de actuator en beweegt de schuif omhoog en omlaag via een schroefdraadoverbrenging. De klepsteel is over het algemeen gemaakt van hoogwaardige materialen zoals roestvrij staal of koolstofstaal. Afhankelijk van de beweging van de klepsteel kunnen schuifafsluiters worden onderverdeeld in schuifafsluiters met een stijgende spindel en schuifafsluiters met een niet-stijgende spindel. De schroefdraad van de schuifafsluiter met een stijgende spindel bevindt zich buiten het klephuis en de open en gesloten toestand is duidelijk zichtbaar; de schroefdraad van de schuifafsluiter met een niet-stijgende spindel bevindt zich in het klephuis. De constructie is relatief compact en de inbouwruimte is kleiner dan die van de schuifafsluiter met een stijgende spindel.
Verpakking:
De pakking bevindt zich in de pakkingbus van het klepdeksel en wordt gebruikt om de opening tussen de klepsteel en het klepdeksel af te dichten en zo lekkage van medium te voorkomen. Veelgebruikte pakkingmaterialen zijn onder andere grafiet, PTFE en asbest. De pakking wordt door de pakkingbus samengedrukt om de afdichting te garanderen.
Aandrijving:
• Het handwiel is de meest voorkomende handmatige actuator. Deze actuator drijft de schroefdraad van de klepsteel aan door het handwiel te draaien en de schuif omhoog en omlaag te bewegen. Voor schuifafsluiters met een grote diameter of hoge druk worden vaak elektrische, pneumatische of hydraulische actuatoren gebruikt om de bedieningskracht te verminderen en de openings- en sluitsnelheid te verhogen. Dit is natuurlijk een ander onderwerp. Als u geïnteresseerd bent, lees dan het artikelHoeveel slagen zijn er nodig om een vlinderklep te sluiten?Hoe lang duurt het?
3. Kosten
Kosten van vlinderklep
Vlinderkleppen zijn doorgaans goedkoper dan schuifafsluiters. Dit komt doordat vlinderkleppen een korte constructielengte hebben, minder materiaal nodig hebben en een relatief eenvoudig productieproces kennen. Bovendien zijn vlinderkleppen lichter, wat ook de transport- en installatiekosten verlaagt. Het kostenvoordeel van vlinderkleppen is vooral duidelijk bij leidingen met een grote diameter.
Kosten van een afsluiter
De productiekosten van schuifafsluiters zijn doorgaans hoger, vooral bij toepassingen met een grote diameter of hoge druk. De constructie van schuifafsluiters is complex en de bewerkingsnauwkeurigheid van schuifplaten en klepzittingen is hoog, wat meer processen en tijd tijdens het productieproces vereist. Bovendien zijn schuifafsluiters zwaarder, wat de transport- en installatiekosten verhoogt.
Zoals u in de bovenstaande tekening kunt zien, is de afsluiter bij dezelfde DN100 veel groter dan de vlinderklep.
4. Duurzaamheid
Duurzaamheid van vlinderklep
De duurzaamheid van vlinderkleppen hangt af van de materialen van de klepzitting en het klephuis. Met name de afdichtingsmaterialen van vlinderkleppen met zachte afdichting zijn meestal gemaakt van rubber, PTFE of andere flexibele materialen, die bij langdurig gebruik kunnen slijten of verouderen. Uiteraard zijn de afdichtingsmaterialen van vlinderkleppen met harde afdichting gemaakt van hoogwaardige synthetische materialen of metalen afdichtingen, waardoor de duurzaamheid aanzienlijk is verbeterd.
Over het algemeen zijn vlinderkleppen duurzaam in lage- en middendruksystemen. De afdichtingsprestaties kunnen echter minder zijn in omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen.
Het is ook vermeldenswaard dat vlinderkleppen het medium kunnen isoleren door het klephuis met de klepzitting te omwikkelen, om corrosie van het klephuis te voorkomen. Tegelijkertijd kan de klepplaat volledig worden ingekapseld met rubber en volledig bekleed met fluor, wat de duurzaamheid tegen corrosieve media aanzienlijk verbetert.
Duurzaamheid van afsluiters
Het ontwerp van de elastische afdichting van schuifafsluiters kent hetzelfde probleem als vlinderkleppen: slijtage en veroudering tijdens gebruik. Schuifafsluiters met een harde afdichting presteren echter goed in omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen. Omdat het metaal-op-metaal afdichtingsoppervlak van de schuifafsluiter een hoge slijtvastheid en corrosiebestendigheid heeft, is de levensduur meestal langer.
De schuif van de afsluiter kan echter gemakkelijk vastlopen door verontreinigingen in het medium, wat ook de duurzaamheid ervan kan beïnvloeden.
Bovendien is het uiterlijk en de structuur van de afsluiter bepalend voor het feit dat het lastig is om een volledige bekleding aan te brengen. Voor hetzelfde corrosieve medium is de prijs, ongeacht of de afsluiter geheel van metaal is of volledig bekleed, veel hoger dan die van de afsluiter.
5. Stroomregeling
Stroomregeling van vlinderklep
De vlinderklep met drie excentrische kleppen kan de doorstroming bij verschillende openingen regelen, maar de stromingskarakteristiek is relatief niet-lineair. Vooral wanneer de klep bijna volledig open is, verandert de doorstroming aanzienlijk. Daarom is de vlinderklep alleen geschikt voor situaties met lage eisen aan de instelnauwkeurigheid. Anders kan een kogelkraan worden gekozen.
Stroomregeling van afsluiter
De schuifafsluiter is ontworpen om geschikter te zijn voor volledig openen of sluiten, maar niet voor het regelen van de stroming. In gedeeltelijk geopende toestand veroorzaakt de schuif turbulentie en trillingen in de vloeistof, waardoor de klepzitting en de schuif gemakkelijk beschadigd kunnen raken.
6. Installatie
Installatie van vlinderklep
De installatie van een vlinderklep is relatief eenvoudig. Hij is licht van gewicht, waardoor hij niet veel ondersteuning nodig heeft tijdens de installatie. Door de compacte constructie is hij bijzonder geschikt voor situaties met beperkte ruimte.
De vlinderklep kan in elke richting (horizontaal of verticaal) op leidingen worden geïnstalleerd en er zijn geen strikte eisen aan de stromingsrichting in de leiding. Bij toepassingen met hoge druk of grote diameters moet de vlinderklep tijdens de installatie volledig open staan om schade aan de afdichting te voorkomen.
Installatie van afsluiters
De installatie van afsluiters is complexer, vooral bij afsluiters met een grote diameter en afsluiters met een harde afdichting. Vanwege het grote gewicht van afsluiters zijn tijdens de installatie extra ondersteunings- en bevestigingsmaatregelen nodig om de stabiliteit van de afsluiter en de veiligheid van de installateur te garanderen.
Schuifafsluiters worden meestal op horizontale leidingen geïnstalleerd en de stromingsrichting van de vloeistof moet in acht worden genomen om een correcte installatie te garanderen. Bovendien is de openings- en sluitslag van schuifafsluiters lang, met name bij schuifafsluiters met stijgende spindel, en moet er voldoende ruimte worden gereserveerd voor de bediening van het handwiel.
7. Onderhoud en onderhoud
Onderhoud van vlinderkleppen
Vlinderkleppen hebben minder onderdelen en zijn eenvoudig te demonteren en monteren, waardoor ze gemakkelijker te onderhouden zijn. Bij dagelijks onderhoud worden vooral de veroudering en slijtage van de klepplaat en klepzitting gecontroleerd. Als de afdichtring ernstig versleten blijkt te zijn, moet deze tijdig worden vervangen. Daarom raden wij klanten aan om vervangbare vlinderkleppen met zachte achterkant aan te schaffen. Als de oppervlaktevlakheid en de afwerking van de klepplaat moeilijk een goede afdichting bewerkstelligen, moet deze ook worden vervangen.
Daarnaast is er de smering van de klepsteel. Goede smering draagt bij aan de flexibiliteit en duurzaamheid van de werking van de vlinderklep.
Onderhoud van afsluiters
Schuifafsluiters bestaan uit veel onderdelen en zijn moeilijk te demonteren en te monteren, vooral in grote pijpleidingsystemen waar de onderhoudswerkzaamheden veel werk zijn. Tijdens het onderhoud moet er speciaal op worden gelet of de schuif soepel omhoog en omlaag beweegt en of er zich geen vreemde voorwerpen in de groef van het klephuis bevinden.
Als het contactoppervlak tussen de klepzitting en de schuif bekrast of versleten is, moet het gepolijst of vervangen worden. Uiteraard is ook smering van de klepsteel noodzakelijk.
Er moet meer aandacht worden besteed aan het onderhoud van de pakking dan aan de vlinderklep. De pakking van de schuifafsluiter wordt gebruikt om de opening tussen de klepsteel en het klephuis af te dichten en lekkage van medium te voorkomen. Veroudering en slijtage van de pakking zijn veelvoorkomende problemen bij schuifafsluiters. Tijdens het onderhoud is het noodzakelijk om de dichtheid van de pakking regelmatig te controleren en deze indien nodig aan te passen of te vervangen.
8. Conclusie
Samenvattend hebben vlinderkleppen en afsluiters hun eigen voor- en nadelen op het gebied van prestaties, kosten, duurzaamheid, stroomregeling en installatie:
1. Principe: Vlinderkleppen openen en sluiten snel en zijn geschikt voor snelle openings- en sluitingstijden; afsluiters hebben lange openings- en sluittijden.
2. Samenstelling: Vlinderkleppen hebben een eenvoudige structuur en afsluiters hebben een complexe samenstelling.
3. Kosten: Vlinderkleppen zijn goedkoper, vooral bij toepassingen met grote diameters. Schuifafsluiters zijn duurder, vooral bij hoge druk of speciale materiaalvereisten.
4. Duurzaamheid: Vlinderkleppen zijn duurzamer in lage- en middendruksystemen. Afsluiters presteren goed in omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen, maar frequent openen en sluiten kan hun levensduur beïnvloeden.
5. Regeling van de stroming: vlinderkleppen zijn geschikt voor grove stromingsregeling, afsluiters zijn meer geschikt voor volledig open of volledig gesloten werking.
6. Installatie: Vlinderkleppen zijn eenvoudig te installeren en zijn toepasbaar op zowel horizontale als verticale pijpleidingen. Schuifafsluiters zijn complex om te installeren en zijn geschikt voor installatie in horizontale pijpleidingen.
7. Onderhoud: Het onderhoud van vlinderkleppen richt zich op slijtage en veroudering van de klepplaat en klepzitting, en op de smering van de klepsteel. Daarnaast moet de afsluiter ook de pakking onderhouden.
Bij praktische toepassingen moet de keuze voor vlinderkleppen of afsluiters grondig worden overwogen, rekening houdend met de specifieke werkomstandigheden en vereisten, om de beste prestaties en een zo economisch mogelijke werking te garanderen.