Vlinderkleppen en schuifafsluiters zijn twee veelgebruikte afsluiters in industriële en gemeentelijke waterleidingsystemen. Ze verschillen duidelijk in structuur, functie en toepassing. Dit artikel bespreekt de verschillen tussen vlinderkleppen en schuifafsluiters in detail, vanuit de perspectieven van principe, samenstelling, kosten, duurzaamheid, debietregeling, installatie en onderhoud.
1. Principe
Werkingsprincipe van een vlinderklep
Het belangrijkste kenmerk vanvlinderklepEen kenmerk van een vlinderklep is de eenvoudige structuur en het compacte ontwerp. Het werkingsprincipe is dat de ronde vlinderklep rond de klepstang draait, die als centrale as fungeert, om de vloeistofstroom te regelen. De vlinderklep fungeert als een controlepunt; vloeistof kan er alleen doorheen als de klep de juiste beweging maakt. 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 er slechts 90 graden rotatie nodig is om de volledige openings- of sluitingshandeling te voltooien. Dit is ook de reden waarom het een draaiklep en een kwartslagklep wordt genoemd.
Werkingsprincipe van een schuifafsluiter
De klepplaat van deschuifafsluiterDe schuif beweegt verticaal op en neer ten opzichte van 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, wordt de vloeistof volledig geblokkeerd. Het ontwerp van de schuifafsluiter zorgt ervoor dat er vrijwel geen stromingsweerstand is wanneer deze volledig open staat, waardoor deze geschikt is voor toepassingen die volledig openen of volledig sluiten vereisen. Het is belangrijk om hier te benadrukken 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 sluitingstijd langer is, omdat het meerdere omwentelingen kost om het handwiel of wormwiel volledig te draaien om de klep volledig te openen en te sluiten.
2. Samenstelling
Samenstelling van de vlinderklep
Zoals hierboven vermeld, is de structuur van de vlinderklep relatief eenvoudig en bestaat deze uit de belangrijkste onderdelen zoals het klephuis, de klepplaat, de klepas, de klepzitting en de aandrijving. Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.
Kleppenhuis:
De klepbehuizing van de vlinderklep is cilindrisch en heeft een verticaal kanaal aan de binnenzijde. De klepbehuizing kan van verschillende materialen gemaakt zijn, 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 op een schijf lijkt. Het materiaal van de klepplaat is meestal hetzelfde als dat van het klephuis, of van een hogere kwaliteit, omdat de vlinderklep in direct contact staat met het medium, in tegenstelling tot een vlinderklep met een middenlijnsluiting waarbij het klephuis door een klepzitting direct van het medium is gescheiden. Voor sommige speciale media is een verbeterde slijtvastheid, corrosiebestendigheid en hoge temperatuurbestendigheid vereist.
Ventielstang:
De klepstang verbindt de klepplaat met de aandrijving en is verantwoordelijk voor het overbrengen van het koppel dat de klepplaat laat draaien. De klepstang is meestal gemaakt van roestvrij staal 420 of andere zeer sterke 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, zodat er geen medium lekt wanneer de klep gesloten is. Er zijn twee soorten afdichtingen: zachte afdichtingen en harde afdichtingen. Zachte afdichtingen hebben betere afdichtingsprestaties. Veelgebruikte materialen zijn onder andere rubber en PTFE, die vaak worden toegepast in vlinderkleppen met een centrale leiding. Harde afdichtingen zijn geschikt voor omgevingen met hoge temperaturen en hoge drukken. Veelgebruikte materialen zijn onder andere roestvrij staal (SS304) met flexibel grafiet, die vaak worden toegepast in vlinderkleppen met een centrale leiding.drievoudige excentrische vlinderkleppen.
Actuator:
De actuator wordt gebruikt om de klepstang te laten draaien. Veelgebruikte varianten zijn handmatige, elektrische, pneumatische of hydraulische actuatoren. Handmatige actuatoren worden meestal bediend met een hendel of tandwiel, terwijl elektrische, pneumatische en hydraulische actuatoren bediening op afstand en geautomatiseerde werking mogelijk maken.
Samenstelling van schuifafsluiters
De structuur van een schuifafsluiter is relatief complex. Naast het klephuis, de klepplaat, de klepas, de klepzitting en de aandrijving, zijn er ook nog pakkingen, een klepdeksel, enz. (zie onderstaande afbeelding).
Kleppenhuis:
De klepbehuizing van een schuifafsluiter is meestal tonvormig of wigvormig, met een recht kanaal aan de binnenzijde. Het materiaal van de klepbehuizing is meestal gietijzer, gegoten staal, roestvrij staal, messing, enz. Ook hier geldt dat het juiste materiaal moet worden gekozen op basis van de gebruiksomstandigheden.
Kleppendeksel:
Het klepdeksel is met het klephuis verbonden 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 klepstang.
Schuifklep + klepzitting:
De schuif is het openende en sluitende deel van de schuifafsluiter, meestal in de vorm van een wig. De schuif kan enkelvoudig of dubbelvoudig zijn. De schuifafsluiter die wij het meest gebruiken, is enkelvoudig. Het schuifmateriaal van de flexibele schuifafsluiter is GGG50, bekleed met rubber, terwijl de schuif van de schuifafsluiter met harde afdichting bestaat uit het behuizingsmateriaal + messing of roestvrij staal.
Ventielstang:
De klepstang verbindt de schuif met de actuator en beweegt de schuif via een schroefdraadoverbrenging op en neer. De klepstang is doorgaans gemaakt van zeer sterke materialen zoals roestvrij staal of koolstofstaal. Afhankelijk van de beweging van de klepstang kunnen schuifafsluiters worden onderverdeeld in schuifafsluiters met een opgaande klepstang en schuifafsluiters met een niet-opgaande klepstang. Bij een schuifafsluiter met een opgaande klepstang bevindt de schroefdraad zich aan de buitenkant van het klephuis, waardoor de open en gesloten stand duidelijk zichtbaar is. Bij een schuifafsluiter met een niet-opgaande klepstang bevindt de schroefdraad zich aan de binnenkant van het klephuis, waardoor de constructie relatief compact is en de benodigde installatieruimte kleiner is dan bij een schuifafsluiter met een opgaande klepstang.
Verpakking:
De pakking bevindt zich in de pakkingbus van het klepdeksel en dient om de opening tussen de klepstang en het klepdeksel af te dichten en lekkage van het medium te voorkomen. Veelgebruikte pakkingmaterialen zijn onder andere grafiet, PTFE en asbest. De pakking wordt door de pakkingbus samengedrukt om een goede afdichting te garanderen.
Actuator:
• Het handwiel is de meest voorkomende handmatige bediening, waarmee de klepstangoverbrenging wordt aangedreven door aan het handwiel te draaien om de schuifklep omhoog en omlaag te bewegen. Voor schuifkleppen 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 hierin geïnteresseerd bent, kunt u het betreffende artikel raadplegen.Hoeveel slagen zijn er nodig om een vlinderklep te sluiten?Hoe lang duurt het?
3. Kosten
Kosten van een vlinderklep
Vlinderkleppen zijn doorgaans goedkoper dan schuifafsluiters. Dit komt doordat vlinderkleppen een kortere constructie hebben, minder materiaal vereisen en een relatief eenvoudig productieproces kennen. Bovendien zijn vlinderkleppen lichter, wat ook de transport- en installatiekosten verlaagt. Het kostenvoordeel van vlinderkleppen is met name merkbaar bij leidingen met een grote diameter.
Kosten van een schuifafsluiter
De productiekosten van schuifafsluiters liggen doorgaans hoger, met name voor toepassingen met een grote diameter of hoge druk. De structuur van schuifafsluiters is complex en de bewerkingsnauwkeurigheid van de schuifplaten en klepzittingen is hoog, wat meer bewerkingsstappen en tijd vergt tijdens het productieproces. Bovendien zijn schuifafsluiters zwaarder, wat de transport- en installatiekosten verhoogt.
Zoals te zien is in de bovenstaande tekening, is de schuifafsluiter bij dezelfde DN100 veel groter dan de vlinderklep.
4. Duurzaamheid
Duurzaamheid van de vlinderklep
De duurzaamheid van vlinderkleppen hangt af van het materiaal van de klepzitting en het klephuis. Met name de afdichtingsmaterialen van vlinderkleppen met een zachte afdichting zijn meestal gemaakt van rubber, PTFE of andere flexibele materialen, die bij langdurig gebruik kunnen slijten of verouderen. De afdichtingsmaterialen van vlinderkleppen met een harde afdichting zijn daarentegen gemaakt van hoogwaardige synthetische materialen of metalen afdichtingen, waardoor de duurzaamheid aanzienlijk is verbeterd.
Vlinderkleppen hebben over het algemeen een goede duurzaamheid in lagedruk- en middendruksystemen, maar de afdichtingsprestaties kunnen afnemen in omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen.
Het is ook belangrijk te vermelden dat vlinderkleppen het medium kunnen isoleren door de klepbehuizing met de klepzitting te omhullen, waardoor corrosie van de klepbehuizing wordt voorkomen. Tegelijkertijd kan de klepplaat volledig met rubber worden ingekapseld en volledig met fluor worden bekleed, wat de duurzaamheid in corrosieve media aanzienlijk verbetert.
Duurzaamheid van schuifafsluiters
Het ontwerp met elastische zittingafdichting van schuifafsluiters kent hetzelfde probleem als vlinderkleppen, namelijk 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 ervan doorgaans langer.
De schuif van de schuifafsluiter kan echter gemakkelijk verstopt raken door onzuiverheden in het medium, wat ook de levensduur ervan kan beïnvloeden.
Bovendien maken het uiterlijk en de structuur het lastig om een volledige bekleding te realiseren, waardoor de prijs voor hetzelfde corrosieve medium, of het nu volledig van metaal is of volledig bekleed, veel hoger ligt dan die van een schuifafsluiter.
5. Debietregeling
Debietregeling van de vlinderklep
De drievoudige excentrische vlinderklep kan de doorstroming bij verschillende openingsstanden regelen, maar de stroomkarakteristiek is relatief niet-lineair, vooral wanneer de klep bijna volledig open staat, omdat de doorstroming dan sterk verandert. Daarom is de vlinderklep alleen geschikt voor situaties met lage eisen aan de regelnauwkeurigheid; in andere gevallen kan een kogelklep worden gekozen.
Debietregeling van een schuifafsluiter
De schuifafsluiter is ontworpen voor volledig openen of volledig sluiten, maar niet voor het regelen van de doorstroming. In de gedeeltelijk open stand veroorzaakt de schuif turbulentie en trillingen in de vloeistof, wat de klepzitting en de schuif gemakkelijk kan beschadigen.
6. Installatie
Installatie van een vlinderklep
De installatie van een vlinderklep is relatief eenvoudig. Hij is licht van gewicht, waardoor er weinig ondersteuning nodig is tijdens de installatie; door zijn compacte constructie is hij bijzonder geschikt voor situaties met beperkte ruimte.
De vlinderklep kan in elke richting op leidingen worden gemonteerd (horizontaal of verticaal), en er zijn geen strikte eisen aan de stroomrichting in de leiding. Het is belangrijk om te weten dat bij hogedruktoepassingen of toepassingen met een grote diameter de vlinderklep tijdens de installatie volledig open moet staan om beschadiging van de afdichting te voorkomen.
Installatie van schuifafsluiters
De installatie van schuifafsluiters is complexer, vooral bij schuifafsluiters met een grote diameter en harde afdichtingen. Door het hoge gewicht van schuifafsluiters zijn tijdens de installatie extra ondersteunings- en bevestigingsmaatregelen nodig om de stabiliteit van de klep en de veiligheid van de installateur te garanderen.
Schuifafsluiters worden meestal op horizontale leidingen geïnstalleerd en de stroomrichting van de vloeistof moet in acht worden genomen om een correcte installatie te garanderen. Bovendien is de openings- en sluitslag van schuifafsluiters lang, vooral bij schuifafsluiters met een opgaande spindel, en moet er voldoende ruimte worden gereserveerd voor de bediening van het handwiel.
7. Onderhoud en verzorging
Onderhoud van vlinderkleppen
Vlinderkleppen hebben minder onderdelen en zijn eenvoudig te demonteren en te monteren, waardoor ze gemakkelijker te onderhouden zijn. Bij dagelijks onderhoud wordt voornamelijk gecontroleerd op veroudering en slijtage van de klepplaat en de klepzitting. Als de afdichtring ernstig versleten is, moet deze tijdig worden vervangen. Daarom adviseren wij klanten om vlinderkleppen met een vervangbare softback aan te schaffen. Ook als de vlakheid en afwerking van de klepplaat een goede afdichting bemoeilijken, moet deze worden vervangen.
Daarnaast is er de smering van de klepstang. Goede smering draagt bij aan de soepelheid en duurzaamheid van de werking van de vlinderklep.
Onderhoud van schuifafsluiters
Schuifafsluiters bestaan uit veel onderdelen en zijn lastig te demonteren en te monteren, vooral in grote pijpleidingsystemen waar veel onderhoud nodig is. Tijdens het onderhoud moet er speciale aandacht worden besteed aan het soepel openen en sluiten van de schuif en aan de aanwezigheid van vreemde voorwerpen in de groef van het klephuis.
Als het contactoppervlak tussen de klepzitting en de klepstang beschadigd of versleten is, moet het gepolijst of vervangen worden. Uiteraard is ook het smeren van de klepstang noodzakelijk.
Bij schuifafsluiters moet meer aandacht worden besteed aan het onderhoud van de pakking dan bij vlinderkleppen. De pakking dient om de opening tussen de klepstang en het klephuis af te dichten en zo lekkage van het medium te voorkomen. Veroudering en slijtage van de pakking zijn veelvoorkomende problemen bij schuifafsluiters. Tijdens onderhoud is het noodzakelijk om regelmatig de dichtheid van de pakking te controleren en deze indien nodig aan te passen of te vervangen.
8. Conclusie
Samenvattend hebben vlinderkleppen en schuifafsluiters elk hun eigen voor- en nadelen op het gebied van prestaties, kosten, duurzaamheid, debietregeling en installatie:
1. Principe: Vlinderkleppen hebben snelle openings- en sluitingssnelheden en zijn geschikt voor situaties waarin snel geopend en gesloten moet worden; schuifafsluiters hebben langere openings- en sluitingstijden.
2. Samenstelling: Vlinderkleppen hebben een eenvoudige structuur, terwijl schuifafsluiters een complexe samenstelling hebben.
3. Kosten: Vlinderkleppen zijn goedkoper, vooral bij toepassingen met een grote diameter; schuifafsluiters zijn duurder, met name bij hoge druk of voor speciale materiaaleisen.
4. Duurzaamheid: Vlinderkleppen hebben een betere duurzaamheid in lagedruk- en middendruksystemen; schuifafsluiters presteren goed in hogedruk- en hogetemperatuuromgevingen, maar frequent openen en sluiten kan hun levensduur beïnvloeden.
5. Debietregeling: Vlinderkleppen zijn geschikt voor grove debietregeling; schuifafsluiters zijn meer geschikt voor volledig open of volledig gesloten werking.
6. Installatie: Vlinderkleppen zijn eenvoudig te installeren en geschikt voor zowel horizontale als verticale leidingen; schuifafsluiters zijn complexer om te installeren en zijn vooral geschikt voor horizontale leidingen.
7. Onderhoud: Het onderhoud van vlinderkleppen richt zich op slijtage en veroudering van de klepplaat en klepzitting, en de smering van de klepstang. Daarnaast vereist een schuifafsluiter ook onderhoud van de pakking.
In de praktijk moet de keuze voor vlinderkleppen of schuifafsluiters zorgvuldig worden overwogen, rekening houdend met de specifieke bedrijfsomstandigheden en eisen, om optimale prestaties en een economisch voordeel te garanderen.