Aanzuigfilter voor een Pomp - Voetklep

Een voetklep is een belangrijk onderdeel van elk pompsysteem, omdat het schade aan de pomp helpt voorkomen en ervoor zorgt dat deze geprimed blijft. Een niet-aanzuigende pomp kan snel oververhit raken en stuk gaan. De voetklep, die op de inlaat van de zuigleiding wordt geïnstalleerd, verhindert dat het water in de put terugstroomt en houdt zo de pomp geprimed. Dit artikel behandelt de werking, het ontwerp en de installatie van voetkleppen

Inhoudsopgave

• Werking van een voetklep
• Voetklep ontwerp
• Stromingsprincipes van voetkleppen
• Materialen
• Voetklep installatie
• Veel voorkomende problemen bij een voetklep
• Onderhoud van voetkleppen
• Voetklep toepassingen
• Voordelen van een voetklep
• FAQs

Werking van een voetklep

Een voetklep werkt op dezelfde manier als een terugslagklep: hij laat media in één richting stromen door te sluiten als er terugstroming optreedt. Wanneer de pomp wordt ingeschakeld, beweegt het water in de zuigleiding zich in de richting van de pomp, waardoor een vacuüm ontstaat bij de uitlaat van de voetklep. Het vacuüm creëert een zuigkracht, die water uit de put, door de klep, naar de pomp trekt. Wanneer de pomp wordt uitgeschakeld, keert het water in de zuigleiding om en begint het terug te vallen in de richting van de voetklep. De druk van de terugstroming sluit de voetklep en verhindert dat de waterkolom opnieuw de put instroomt.

Het belangrijkste kenmerk van een voetklep is de zeef die op de inlaatpoort is geïnstalleerd. Deze zeef voorkomt dat grote vuildeeltjes de klep binnendringen en deze openplakken of beschadigen.

Figuur 2 illustreert een algemeen pompsysteem. Merk op dat de terugslagkleppen (figuur 2, label B) niet nodig zijn voor systemen ondieper dan 8 meter. Bij diepere putsystemen worden terugslagkleppen gebruikt om de druk op de voetklep te verlichten wanneer de pomp niet draait.

Voetklep ontwerp

Er zijn vijf soorten voetkleppen: kogeltype (met of zonder veer), kleptype, membraantype, en veertype.

• Kogeltype met veer: Een bolvormige kogel wordt door een veer op de klepzitting gehouden wanneer de klep gesloten is. Dit type voetklep is optimaal voor viskeuze en rioolmedia.
• Kogeltype zonder veer: Zoals te zien is in figuur 2, rust een kogel op een zitting met o-ring (figuur 2, label A). De stroom door de klep (figuur 2 met opschrift B) duwt de kogel van de zitting en in een zijkamer (figuur 2 met opschrift C). Wanneer het debiet vermindert, valt de kogel terug naar de zitting. Deze klep is geschikt voor lagedruktoepassingen.

• Klep type: Een platte, scharnierende schijf rust op de klepzitting. Wanneer de pomp aanslaat en de druk in de zuigleiding afneemt, duwt de stroming door de klep de schijf open. Als de pomp afslaat, sluit de terugstroming de klep. De juiste werking van deze klep is afhankelijk van de zwaartekracht, zodat installatie niet in elke richting mogelijk is.
• Membraan type: Zoals op figuur 3 te zien is, zit er een rubberen membraan in de zeef van de klep, dat verhindert dat er water binnenkomt. Wanneer de pomp werkt en er aanzuiging plaatsvindt, wordt het membraan verplaatst, waardoor de vloeistof door de klep kan stromen. Wanneer het zuigen stopt, keert het membraan terug naar zijn oorspronkelijke positie en sluit de klep.

• Veertype: Dit type voetklep heeft een veer en een schotelklep. Wanneer de klep gesloten is, houdt de veer de klepschotel tegen de klepzitting. Installatie is mogelijk in elke richting.

Leidingfilter

Een voetklep heeft een zeef, ook wel filter of zeef genoemd, aan de inlaatzijde. De zeef voorkomt dat grote brokstukken in de put in de klep terechtkomen en deze open blijft. Afhankelijk van de mogelijke vervuiling in de put, kunnen het filtermateriaal en de grootte van de opening per toepassing worden gespecificeerd om een goede filtering te garanderen.

Verbindingstypes:

Er zijn twee gebruikelijke verbindingstypes voor voetkleppen: met schroefdraad en met flens.

• Schroefdraad: Een belangrijk verschil tussen voetkleppen en terugslagkleppen is dat voetkleppen alleen aan de uitlaatzijde schroefdraad hebben. De inlaatzijde heeft een zeef. Er zijn drie draadtypes. Lees meer over elk type in ons artikel over draadontwerp.
• Binnendraad: Met schroefdraad aan de binnenkant voor aansluiting op buizen met buitendraad.
• Buitendraad: Met schroefdraad aan de buitenkant voor aansluiting op leidingen met schroefdraad aan de binnenkant.
• Dubbel: Schroefdraad aan de binnen- en buitenzijde voor aansluiting op elk type schroefdraad.
• Flensverbindingen: Flensverbindingen zijn meer geschikt voor industriële, hoge-druktoepassingen. Twee gangbare klassen voor voetkleppen zijn ANSI 125 en 150.
• ANSI 125: Gietijzeren flenzen geschikt voor 8,6 bar bij 178 °C.
• ANSI 150: Kneedbare ijzeren, stalen of roestvrijstalen flenzen geschikt voor ongeveer 10,3 bar bij 315 °C.

Stromingsprincipes van voetkleppen

Voetklepen hebben drie stromingssystemen, elk met zijn eigen toepasbaarheid voor specifieke toepassingseisen.

Microflow systeem voetkleppen

Voetkleppen van het Microflow-systeem worden gebruikt in microputten met direct push technologie (een procedure voor bodemonderzoek onder de grond). Deze kleppen zijn meestal gemaakt van RVS en bestaan uit FEP-buizen (Florotherm) of HDPE-buizen (polyethyleen met hoge dichtheid).

Voetkleppen voor systemen met hoge debieten

Voetkleppen voor systemen met hoog debiet zijn ontworpen om bestand te zijn tegen hoge pompsnelheden en diepe putten. Deze kleppen worden in het algemeen gebruikt op putten met een diameter van 2 duim of meer.

Low flow systeem voetkleppen

Voetkleppen voor systemen met laag debiet worden gebruikt in piëzometers met kleine diameter die tot ongeveer 30 meter water omhoog brengen.

Materialen

Een voetklep blijft gedurende zijn hele levensduur onder water. Daarom moet het gekozen materiaal roest- en corrosiebestendig zijn. Gangbare materialen voor voetkleppen zijn gietijzer voor zwaar gebruik, RVS, brons en PVC.

Metalen materialen zijn meer geschikt voor hogedruktoepassingen. PVC heeft echter inwendige drukwaarden tot 84 bar. PVC is ook niet corrosief, dus als de systeemdruk van een toepassing binnen de drukcategorie van het PVC-voetklep ligt, verdient PVC de voorkeur.

Voetklep installatie

Voetkleppen zijn geschikt voor ondiepe en diepe putten, ongeacht of een pomp met één of twee leidingen wordt gebruikt (figuur 2). Ook dompelpompen gebruiken terugslagkleppen.

Voordat u een voetklep installeert:

• Zorg ervoor dat de voetklep de juiste maat heeft voor de stromingsomstandigheden, niet de maat van de leiding. Normaal gesproken werken voetkleppen het best bij debieten van minder dan 1,5 meter per seconde. Hogere snelheden kunnen leiden tot cavitatie van de voetklep en vroegtijdig falen.
• Houd rekening met de druk van het hele systeem, niet alleen met de drukinstelling van de pomp.
• Ruim het sediment op. Spuit water onder hoge druk in de bodem van de put om sediment omhoog en uit de put te duwen. Wacht tot het water dat uit de put komt helder is.
• Zorg ervoor dat het binnenste gedeelte van de voetklep vrij is van vreemde voorwerpen zoals metaalsplinters, lasslakken en aanslag op de pijp. Deze kunnen de schijfbeweging belemmeren en de schijf of de zitting beschadigen.

Tijdens de installatie van de voetklep:

• Zorg ervoor dat de pijl op de klep in de richting van de waterstroom wijst (omhoog).
• Installeer het voetklep in verticale positie.
• Voor ondiepe putten moet de voetklep zich maximaal 7,6 meter (25 verticale voet) onder de inlaat van de pomp bevinden.
• In diepe putten waar een dompelpomp wordt gebruikt, moeten terugslagkleppen worden geïnstalleerd om de druk op de voetklep te verlichten. De eerste terugslagklep moet ongeveer 6 meter van de pomp verwijderd zijn. Installeer daarna om de 60 meter leiding een terugslagklep.
• Zorg ervoor dat het scherm zich niet op de bodem van de put bevindt, maar 3 tot 6 meter onder het minimum pompniveau (het niveau tot waar het water daalt terwijl de pomp in werking is).

Veel voorkomende problemen bij een voetklep

Verlies van waterdruk uit een pomp betekent niet noodzakelijk dat er een probleem is met de voetklep. Het is ook mogelijk dat er schade is aan de leidingen tussen de klep en de pomp die ook lucht in de aanzuiging laten. Aangezien alle onderdelen ondergronds liggen, moeten de leidingen en de voetklep worden verwijderd om deze problemen op te lossen.

Voetkleppen hebben drie veel voorkomende problemen: draadtrekken, flutter van de schijf, en sedimentopbouw in de zeef. Voor de eerste twee problemen moet de voetklep worden gerepareerd, maar het derde probleem kan worden opgelost zonder de leidingen op te breken. Daarom is een oplossing voor het probleem van de sedimentophoping wellicht de beste eerste stap die kan worden genomen.

Draadtrekken

Draadtrek ontstaat wanneer water of sediment met hoge snelheid langs een rubberen klepzitting stroomt. Na verloop van tijd, kerft zich een groef in de zitting. Wanneer de klep sluit, blijft de groef bestaan, en kleine stromen ontsnappen uit de klep, waardoor drukkruip ontstaat (toename van de uitlaatdruk). Verminder drukverschuiving door een kraan te laten lopen die op de put is aangesloten. Er kunnen zich echter ernstiger problemen voordoen in systemen die niet vaak draaien. Om draadtrekken te voorkomen:

• Gebruik een RVS zitting.
• Kies het kleinst mogelijke voetklep om de mediastroom door het systeem te verwerken. Kleinere kleppen gaan wijder open, waardoor het sediment wegblijft van de zitting en de stroomsnelheid door de klep afneemt.

Disc flutter

Disc flutter treedt op wanneer een voetklep slechts op een klein gedeelte van zijn volledige capaciteit wordt gebruikt, waardoor na verloop van tijd overmatige slijtage optreedt. Dit probleem kan ook worden ondervangen door zorgvuldig de kleinst mogelijke klep te kiezen om de mediastroom te verwerken.

Sedimentophoping op het scherm

Het doorspoelen van de put is een standaardmethode om overmatige sedimentopbouw in het scherm van de voetklep te voorkomen. Het gebruik van een surge block of een bailer zijn twee preventieve maatregelen die u kunt nemen.

• Overspanningsbeveiliging: Een surge block past als een huls over het voetklep en heeft enigszins de vorm van een donut. De surge block verkleint de afstand tussen de klep en de peilbuis. Vervolgens kan de pijp van de put een paar keer op en neer worden bewogen als een plunjer. Neerwaartse slagen zijn gemakkelijker uit te voeren omdat een deel van het water in de leidingen gaat. Na verloop van tijd kan deze actie een deel of al het sediment op het scherm loswrikken.
• Bailer: Een bailer is een terugslagklep die in een put wordt ondergedompeld om water en bezinksel op te vangen, en vervolgens weer naar boven wordt gehaald om te legen. Dit proces neemt veel tijd in beslag om de put te ontwikkelen, maar zal uiteindelijk veel sediment verwijderen van de plaats waar de voetklep zal komen.
• Perslucht: Een derde methode is mogelijk wanneer de voetklep zich reeds in de put bevindt. Samengeperste lucht wordt in de put gepompt om het waterpeil te verhogen. Wanneer het waterpeil de bovenkant van de peilbuis bereikt, wordt de lucht afgesloten zodat het waterpeil snel kan dalen. Deze actie kan wat sediment van de voetklep loswrikken, maar is niet zo betrouwbaar als het gebruik van een surge block.

Onderhoud van voetkleppen

Nadat u een voetklep uit een put hebt gehaald, moet u van de gelegenheid gebruik maken om de klep te demonteren en na te gaan of er iets in de klep zit dat kan worden gerepareerd. Voordat de klep wordt gedemonteerd, moet echter worden nagegaan of de fabrikant de garantie op de klep al dan niet laat vervallen als hij wordt gedemonteerd.

Het demonteren van een voetklep is een eenvoudig proces. Verwijder eerst het scherm en de zitting, en verwijder dan de schijf. Zodra de schijf is verwijderd:

1. Controleer de binnenkant van de klep.
2. Verwijder kalkaanslag op de spindel en de spindelgeleider met witte azijn.
3. Controleer of er geen elliptische slijtage is op de stang of de geleiders. Als dat zo is, vervang dan een van beide of beide.
4. Zorg ervoor dat de doorgang vrij en vrij is.

Voetklep toepassingen

Behalve voor waterputten zijn voetkleppen geschikt voor meren, rivieren, vijvers en andere watermassa's. Bij toepassingen zonder putten moet echter een ventielstandaard worden gemaakt, zodat het voetklep niet op de bodem rust. Industriële dompelpompen, innamepompen voor rivieren en meren, en pneumatische remleidingen van commerciële vrachtwagens maken ook gebruik van voetkleppen.

Voordelen van een voetklep

Sommigen beweren dat een voetklep onnodig is voor ondiepe putten (ondieper dan 4 meter). Niet aanzuigende pompen kunnen een zuiging creëren en ongeveer 2-4 meter water uit de put omhoog trekken. Hierdoor kan er binnen 45 seconden water in de pomp komen, de tijd dat de meeste pompen droog kunnen lopen zonder schade te veroorzaken.

Voetkleppen kunnen een pomp niet volledig tegen schade beschermen, omdat zij niet het enige onderdeel van het systeem zijn dat defect kan raken. Voetkleppen zijn eenvoudig te installeren en voegen een extra beschermingslaag toe tegen het binnendringen van lucht in de leidingen, wat cavitatie kan veroorzaken.

FAQs

Heeft u een voetklep nodig voor een put?

Voor putten dieper dan 4 meter is een voetklep nodig om de pomp aan de grond te houden. Een droge pomp laten draaien kan de pomp snel beschadigen. Voetklepen worden ook aanbevolen voor ondiepe putten.

Hoe controleer je of een voetklep werkt?

Het is moeilijk te zien of een voetklep werkt, omdat je dat niet kunt zien zonder het eruit te trekken. Als de bronpomp echter niet aanzuigt, is er waarschijnlijk een probleem met de leidingen of de voetklep en moet naar beide worden gekeken.

Wat is het verschil tussen een voetklep en een terugslagklep?

Een terugslagklep is aan beide zijden voorzien van schroefdraad en een voetklep is aan één zijde voorzien van schroefdraad, met een zeef aan de andere zijde.