1. Wat is een pneumatische vlinderklep?
Een pneumatische vlinderklep is een kwartslagklep die wordt gebruikt om de vloeistofstroom in een pijpleiding te regelen of te isoleren. Hij bestaat uit een ronde schijf (vaak een "schijf" genoemd) die op een spindel is gemonteerd en in de klepbehuizing roteert. "Pneumatisch" verwijst naar het bedieningsmechanisme dat perslucht gebruikt om de klep te bedienen, waardoor bediening op afstand of geautomatiseerde bediening mogelijk is.
Een pneumatische vlinderklep kan worden onderverdeeld in twee hoofdonderdelen: de pneumatische actuator en de vlinderklep.
· Vlinderklephuis: Bestaat uit het klephuis, de schijf (disc), de spindel en de zitting. De schijf draait rond de spindel om de klep te openen en te sluiten.
· Pneumatische actuator: gebruikt perslucht als energiebron en drijft een zuiger of schoep aan om een lineaire of roterende beweging te produceren.
Belangrijkste componenten
*Vlinderklep:
- Klephuis: De behuizing waarin de schijf is ondergebracht en die is aangesloten op de leiding.
- Schijf (disc): Een vlakke of licht verhoogde plaat die de stroming regelt. Wanneer de klep parallel aan de stromingsrichting wordt gehouden, opent hij; wanneer hij loodrecht op de stroming wordt gehouden, sluit hij.
- Spindel: De stang die verbonden is met de schijf en die de rotatiekracht van de actuator overbrengt.
- Afdichtingen en zittingen: Zorgen voor een goede afsluiting en voorkomen lekkage.
*Actuator
- Pneumatische actuator: meestal een zuiger- of membraantype, die luchtdruk omzet in mechanische beweging. Deze kan dubbelwerkend zijn (luchtdruk voor zowel openen als sluiten) of enkelwerkend (lucht voor één richting, veer voor retour).
2. Werkingsprincipe
De werking van een pneumatische vlinderklep is in wezen een aaneengeschakeld proces van "persluchtbediening"→actuatorbediening→schijfrotatie om de stroming te regelen." Simpel gezegd wordt pneumatische energie (samengeperste lucht) omgezet in roterende mechanische beweging om de schijf te positioneren.
2.1. Actuatieproces:
- Perslucht van een externe bron (zoals een compressor of besturingssysteem) wordt naar de pneumatische actuator gevoerd.
- Bij een dubbelwerkende actuator stroomt er lucht in de ene poort om de klepsteel met de klok mee te draaien (d.w.z. om de klep te openen), en in de andere poort om deze tegen de klok in te draaien. Dit genereert een lineaire beweging in de zuiger of het membraan, die door een tandheugel- of yoke-mechanisme wordt omgezet in een rotatie van 90 graden.
- Bij een enkelwerkende actuator duwt de luchtdruk de zuiger tegen de veer om de klep te openen. Door het vrijlaten van de lucht kan de veer de klep automatisch sluiten (fail-safe ontwerp).
2.2. Klepwerking:
- Wanneer de actuator de klepsteel draait, draait de schijf in de klepbehuizing.
- Open stand: De schijf loopt parallel aan de stroomrichting, waardoor de weerstand minimaal is en een volledige doorstroming door de pijpleiding mogelijk is. - Gesloten stand: De schijf draait 90 graden, loodrecht op de stroomrichting, waardoor de doorgang wordt geblokkeerd en de zitting wordt afgedicht.
- De tussenliggende stand kan de doorstroming beperken, hoewel vlinderkleppen meer geschikt zijn voor open/dicht-bedrijf dan voor nauwkeurige regeling vanwege hun niet-lineaire stromingskarakteristieken.
2.3. Controle en feedback:
- De actuator wordt doorgaans gecombineerd met een magneetventiel of positioneerder voor nauwkeurige regeling via elektrische signalen.
- Een sensor kan feedback geven over de kleppositie om een betrouwbare werking in geautomatiseerde systemen te garanderen.
3. Enkelwerkend en dubbelwerkend
3.1 Dubbelwerkende actuator (geen veerretour)
De actuator heeft twee tegenover elkaar gelegen zuigerkamers. De perslucht wordt aangestuurd door een magneetventiel, dat afwisselend de 'openende' en 'sluitende' kamers bedient:
Wanneer perslucht de "openende" kamer binnenkomt, duwt deze de zuiger naar voren, waardoor de klepsteel met de klok mee draait (of tegen de klok in, afhankelijk van het ontwerp), waardoor de schijf gaat draaien en de pijpleiding opengaat.
Wanneer perslucht de "afsluitende" kamer binnenkomt, duwt deze de zuiger in de tegenovergestelde richting, waardoor de klepsteel de schijf tegen de klok in draait en de leiding wordt afgesloten. Kenmerken: Bij verlies van perslucht blijft de schijf in zijn huidige positie ("fail-safe").
3.2 Enkelwerkende actuator (met veerretour)
De actuator heeft slechts één luchtinlaatkamer, met aan de andere kant een terugslagveer:
Wanneer er lucht stroomt: Perslucht komt de inlaatkamer binnen en overwint de veerkracht om de zuiger voort te duwen, waardoor de schijf naar de "open" of "gesloten" positie draait;
Wanneer er lucht verloren gaat: De veerkracht valt weg, waardoor de zuiger terug wordt geduwd en de schijf terugkeert naar de vooraf ingestelde "veiligheidspositie" (meestal "gesloten", maar kan ook "open" zijn).
Kenmerken: Het beschikt over een "fail-safe"-functie en is geschikt voor gebruik in toepassingen waarbij veiligheidsmaatregelen vereist zijn, zoals toepassingen met ontvlambare, explosieve en giftige media.
4. Voordelen
Pneumatische vlinderkleppen zijn geschikt voor snelle bediening en vereisen doorgaans slechts een kwartslag. Hierdoor zijn ze geschikt voor sectoren als waterzuivering, HVAC en chemische verwerking.
- Snelle reactietijd dankzij pneumatische bediening.
- Goedkoper en eenvoudiger onderhoud vergeleken met elektrische of hydraulische alternatieven.
- Compact en lichtgewicht ontwerp.