In de sector van de industriële vloeistofregeling,vlinderkleppenspelen een cruciale rol bij het reguleren, sturen en isoleren van de stroming van vloeistoffen, gassen en slurries in pijpleidingen. Een vlinderklep met flens is een type verbinding met geïntegreerde flenzen aan beide uiteinden van de klepbehuizing, waardoor veilige boutverbindingen met pijpflenzen mogelijk zijn.
Het kwartslag-rotatiemechanisme van eengeflensde vlinderkleponderscheidt het van lineaire kleppen zoals schuif- of bolkleppen, doordat het voordelen biedt op het gebied van snelheid en ruimtebesparing.
In dit artikel gaan we dieper in op de details van geflensde vlinderkleppen, waaronder het ontwerp, de typen, de materialen, de toepassingen, de voor- en nadelen, de installatie, het onderhoud, de vergelijking met andere kleppen en toekomstige trends.
1. Definitie en werkingsprincipe
Een vlinderklep met flens is een klep met een rotatiebeweging van 90 graden, gekenmerkt door een schijf die de vloeistofstroom regelt door middel van spindelrotatie. De klepbehuizing is voorzien van flenzen aan beide uiteinden voor directe boutverbindingen met de pijpleiding. Vlinderkleppen met flens hebben verhoogde of vlakke flenzen met boutgaten, wat zorgt voor een robuustere en stabielere verbinding die geschikt is voor toepassingen met lage, gemiddelde en hoge druk, evenals voor kleine, middelgrote en grote diameters.
Het werkingsprincipe is eenvoudig en effectief. Een klep bestaat uit een klephuis, klepschijf, klepsteel, klepzitting en actuator. Wanneer een hendel of tandwiel wordt bediend, of wanneer de klepsteel door een automatische actuator wordt gedraaid, draait de klepschijf van een positie parallel aan de stromingsbaan (volledig open) naar een loodrechte positie (volledig gesloten). In de open positie is de klepschijf uitgelijnd met de as van de pijpleiding, waardoor de stromingsweerstand en het drukverlies worden geminimaliseerd. In gesloten toestand sluit de klepschijf af tegen de zitting in het klephuis.
Dit mechanisme zorgt voor een snelle klepbediening, waarbij doorgaans slechts een rotatie van 90 graden nodig is. Dit maakt de klep sneller dan kleppen met meerdere draairichtingen. Vlinderkleppen met flens kunnen bidirectionele stroming verwerken en zijn doorgaans voorzien van veerkrachtige of metalen zittingen voor een goede afsluiting. Door hun ontwerp zijn ze bijzonder geschikt voor systemen die frequent schakelen vereisen of waar de ruimte beperkt is.
2. Componenten
De belangrijkste onderdelen zijn:
- KlephuisDe buitenste behuizing, meestal een constructie met dubbele flens, zorgt voor structurele verbindingen en huisvest de interne componenten. Koolstofstaal wordt gebruikt voor algemeen gebruik, roestvrij staal voor corrosiebestendigheid, nikkel-aluminiumbrons voor maritieme omgevingen en gelegeerd staal voor extreme omstandigheden.
- Klepschijf:Het roterende element, verkrijgbaar in gestroomlijnde of vlakke uitvoering, regelt de doorstroming. De schijf kan gecentreerd of verplaatst worden voor betere prestaties. Roestvrij staal, aluminiumbrons of gecoat met nylon voor verbeterde slijtvastheid.
- Stang: De as die de klepschijf met de actuator verbindt, brengt de rotatiekracht over. Roestvrij staal of hoogwaardige legeringen zijn bestand tegen torsie.
Meestal worden doorlopende assen of tweedelige assen gebruikt, voorzien van afdichtingen om lekkage te voorkomen.
- Stoel: Het afdichtingsoppervlak is gemaakt van een elastomeer materiaal zoals EPDM of PTFE. EPDM (-20°F tot 250°F), BUNA-N (0°F tot 200°F), Viton (-10°F tot 400°F), of PTFE (-100°F tot 450°F) wordt gebruikt voor zachte afdichtingen; metalen materialen zoals roestvrij staal of Inconel worden gebruikt voor harde afdichtingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen.
- Aandrijving: Handmatig bediend (hendel, tandwiel) of aangedreven (pneumatisch, elektrisch).
- Pakkingen en pakkingen: Zorg voor lekvrije afdichtingen tussen de componenten en bij flensverbindingen.
Deze componenten werken samen om een betrouwbare stroomregeling te bieden.
3. Soorten vlinderkleppen met flens
Geflensde vlinderkleppen kunnen als volgt worden gecategoriseerd op basis van schijfuitlijning, bedieningsmethode en type behuizing.
3.1 Uitlijning
- Concentrisch (nul offset): De klepsteel loopt door het midden van de schijf en is voorzien van een veerkrachtige zitting. Deze klep is geschikt voor lagedruktoepassingen met temperaturen tot 250 °C.°F.
- Dubbele offset: De klepsteel is achter de schijf en excentrisch geplaatst, waardoor slijtage van de zitting wordt verminderd. Deze klep is geschikt voor toepassingen met gemiddelde druk en temperaturen tot 400 °C.°F.
- Drievoudige offset: De verhoogde taps toelopende zittinghoek zorgt voor een metaal-op-metaalafdichting. Deze klep is geschikt voor hoge druk (tot klasse 600) en hoge temperaturen (tot 1200).°F) toepassingen en voldoet aan de eisen inzake nullekkage.
3.2 Aandrijfmethode
Er zijn handmatige, pneumatische, elektrische en hydraulische aandrijvingen beschikbaar om aan uiteenlopende bedieningsvereisten te voldoen.
4. Industriële toepassingen
Geflensde vlinderkleppen worden veel gebruikt in de volgende sectoren:
- Water- en afvalwaterbehandeling: wordt gebruikt voor de regeling van de stroming in zuiveringsinstallaties en omleidingssystemen. - Chemische verwerking: voor de verwerking van zuren, logen en oplosmiddelen zijn corrosiebestendige materialen nodig.
- Olie en gas: Leidingen voor ruwe olie, aardgas en raffinageprocessen.
- HVAC-systemen: regelen de lucht- en waterstroom in verwarmings- en koelnetwerken.
- Energieopwekking: beheert stoom, koelwater en brandstof.
- Voedingsmiddelenindustrie: Hygiënisch ontwerp voor aseptische vloeistofbehandeling.
- Farmaceutisch: Nauwkeurige controle in steriele omgevingen.
- Marine & Pulp & Paper: Gebruikt voor zeewater-, pulp- en chemische verwerking.
5. Voordelen en nadelen van flensvlinderkleppen
5.1 Voordelen:
- Compact en lichtgewicht, waardoor installatiekosten en ruimtevereisten worden verlaagd.
- Snelle kwartslagwerking en snelle reactie.
- Lagere kosten voor grotere diameters.
- Laag drukverlies bij opening, energiezuinig en efficiënt.
- Geschikt voor vloeistofschakeling met uitstekende afdichtingsprestaties.
- Eenvoudig te onderhouden en compatibel met automatiseringssystemen.
5.2 Nadelen:
- De klepschotel blokkeert de stromingsweg wanneer deze open is, waardoor er drukverlies optreedt. - Beperkte smoorcapaciteit bij hogedruktoepassingen, waardoor cavitatie kan ontstaan.
- Zachte klepzittingen slijten sneller in schurende media.
- Als u de deur te snel sluit, kan er waterslag ontstaan.
- Sommige ontwerpen vereisen hogere initiële koppels, waarvoor sterkere actuatoren nodig zijn.
6. Hoe een vlinderklep te installeren
Lijn tijdens de installatie de klepflens uit met de buisflens en zorg ervoor dat de boutgaten overeenkomen.
Plaats een pakking ter afdichting.
Zet alles vast met bouten en moeren. Draai ze gelijkmatig aan om vervorming te voorkomen.
Bij dubbelflenskleppen moeten beide zijden gelijktijdig worden uitgelijnd; bij lug-type kleppen kunnen de kleppen aan één zijde tegelijk worden vastgeschroefd.
Controleer de bewegingsvrijheid van de schijf door de klep te bedienen voordat u druk opvoert.
Bij verticale montage moet de klepsteel horizontaal worden geplaatst om ophoping van sediment te voorkomen.
Volg altijd de richtlijnen van de fabrikant en de testnormen, zoals API 598.
7. Normen en voorschriften
Geflensde vlinderkleppenmoeten voldoen aan de veiligheids- en interoperabiliteitsnormen:
- Ontwerp: API 609, EN 593, ASME B16.34. - Testen: API 598, EN 12266-1, ISO 5208.
- Flenzen: ASME B16.5, DIN, JIS.
- Certificeringen: CE, SIL3, API 607(brandveiligheid).
8. Vergelijking met andere kleppen
Vergeleken met afsluiters werken vlinderkleppen met flens sneller en hebben ze een smoorfunctie, maar ze bieden iets minder weerstand tegen stroming.
Vergeleken met kogelkranen zijn ze voordeliger bij grotere diameters, maar er is sprake van een hoger drukverlies bij het openen.
Afsluiters met een afsluiter bieden een nauwkeurigere regeling, maar zijn groter en duurder.
Vlinderkleppen zijn over het algemeen het meest geschikt voor toepassingen waar de ruimte beperkt is en de kosten hoog zijn.