Selectiegids voor kogelkranen

Een kogelklep is een afsluitklep die een roterende kogel met een boring gebruikt om de stroom van een vloeistof of gas te regelen. De roterende kogel wordt een kwartslag (90°) rond zijn as gedraaid om de stroom door de klep toe te laten of te blokkeren. Kogelkranen worden geprefereerd vanwege hun langere levensduur en betrouwbare afdichtingseigenschappen. Het brede scala aan bedieningstypen, verbindingstypen, circuitfuncties, behuizingsmaterialen en andere criteria maken het selectieproces van kleppen complex. Dit artikel begeleidt u door dit proces om het voor onze lezers gemakkelijker te maken.

Inhoudsopgave

• Bedieningstypen
• Circuitfuncties
• Stroomcoëfficiënt (Kv)
• Behuizingsmateriaal
• Afdichting
• Verbindingstypen en maten
• Druk
• Temperatuur
• Goedkeuringen & normen
• Toepassingsvoorbeeld
• Veelgestelde vragen

Bedieningstypen

Kogelkranen kunnen handmatig (Figuur 2 links), elektrisch (Figuur 2 midden) of pneumatisch (Figuur 2 rechts) worden bediend, elk met zijn eigen voor- en nadelen.

Automatische bediening houdt in dat er gekozen moet worden tussen elektrische en pneumatische kogelkranen. Deze beslissing hangt meestal af van de beschikbaarheid van elektriciteit of perslucht op de installatieplaats en de koppelvereisten, aangezien pneumatische kogelkranen een hoger koppel bieden en dus geschikt zijn voor grotere kleppen. Hoewel elektrische kogelkranen hogere initiële kosten hebben, hebben ze doorgaans lagere operationele kosten dan pneumatische kogelkranen.

Handmatige kogelkranen zijn ideaal voor situaties met een laag budget, afwezigheid van elektriciteit of perslucht, of wanneer automatisering niet vereist is. Ze worden echter niet aanbevolen als de klep vaak moet worden bediend of als het systeem automatisering vereist.

Lees ons artikel over elektrische vs pneumatische kogelkranen voor een meer gedetailleerde analyse.

Circuitfuncties

Kogelkranen hebben doorgaans 2-weg of 3-weg circuitfuncties:

• 2-weg: 2-weg kogelkranen (Figuur 4 links) zijn het meest voorkomend. Deze kleppen bieden een rechte stroomweg van de ingang naar de uitgang.
• 3-weg: 3-weg kogelkranen (Figuur 4 rechts) hebben drie poorten en zijn verkrijgbaar met een L- of T-boring. De L- en T-aanduidingen verwijzen naar het ontwerp van de interne boring, die de stroomrichting bepaalt. Een 3-weg kogelklep met een T- of L-poort maakt mengen, distributie of omleiding van de stroomrichting mogelijk voor verschillende toepassingen. Dit maakt deze klep geschikt voor verwarmings- of koelingsapplicaties voor water, chemicaliën en oliën.

Lees ons artikel over de circuitfunctie van kogelkranen om meer over dit onderwerp te leren.

Stroomcoëfficiënt (Kv)

De stroomcoëfficiënt, of Kv-waarde, wordt uitgedrukt als de stroom in m³/h van water bij 20°C met een drukval van 1 bar. De stroomcoëfficiënt kan als volgt worden berekend:

Waar:

• Kv = stroomcoëfficiënt
• Q = stroom (m³/uur)
• dP = Drukverschil (bar)
• SG = Soortelijk gewicht (water=1)

Gebruik onze dimensioneringscalculator om de Kv-waarde van een toepassing en de bijbehorende klepgrootte te vinden. Onze kleppen zijn voorzien van een Kv-waarde zodat klanten gemakkelijk de juiste maat kunnen selecteren.

Behuizingsmateriaal

Het behuizingsmateriaal van de klep moet compatibel zijn met het gebruikte vloeistofmedium voor de toepassing. Veelvoorkomende materialen en hun kenmerken zijn:

Messing

• Geschikt voor neutrale en niet-corrosieve media.
• Messing is veelzijdig, duurzaam en bestand tegen hoge temperaturen.
• Niet geschikt voor zout water (zeewater), gedestilleerd water, zuren en chloriden.

Roestvrij staal

• Zeer goede algemene chemische bestendigheid tegen bijna elk medium.
• Zeer slijtvast en bestand tegen hoge temperaturen en drukken.
• Niet geschikt voor zoutzuur, chloriden, broom en bleekmiddel. Aan de andere kant heeft zwembadwater een lage chlorideconcentratie, dus het gebruik van roestvrij staal is hier mogelijk.

Kunststof

Kunststof kogelkranen zijn lichtgewicht, eenvoudig te installeren en bieden uitstekende corrosiebestendigheid, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in corrosieve omgevingen. Ze zijn kosteneffectief voor veel toepassingen, maar zijn over het algemeen niet geschikt voor hoge druk- of hoge temperatuuromstandigheden in vergelijking met metalen kleppen.

• PVC (Polyvinylchloride): Ideaal voor watersystemen, PVC is bestand tegen zuren, basen en zouten, maar is niet geschikt voor hoge temperaturen; het is betaalbaar en lichtgewicht.
• PP (Polypropyleen): PP biedt uitstekende chemische bestendigheid en kan matige temperaturen aan, waardoor het geschikt is voor industriële toepassingen.
• PVDF (Polyvinylideenfluoride): PVDF biedt superieure chemische bestendigheid en is geschikt voor hogere temperaturen, vaak gebruikt in toepassingen met hoge zuiverheid.
• PFA (Perfluoroalkoxy): PFA heeft uitstekende chemische bestendigheid en kan zeer hoge temperaturen aan, waardoor het ideaal is voor corrosieve omgevingen.

Afdichting

Afdichtingsmaterialen zijn cruciaal voor het garanderen van lekvrije verbindingen en het behouden van de systeemintegriteit in verschillende toepassingen. Ze worden geselecteerd op basis van hun compatibiliteit met het medium, de temperatuur en de drukomstandigheden. Terwijl sommige afdichtingsmaterialen uitstekende chemische bestendigheid bieden, zijn andere beter geschikt voor omgevingen met hoge temperatuur of hoge druk.

• PTFE (Polytetrafluorethyleen): Bekend om zijn uitzonderlijke chemische bestendigheid, is PTFE ideaal voor gebruik in agressieve chemische omgevingen. Het kan hoge temperaturen weerstaan en wordt vaak gebruikt in toepassingen die een hoge zuiverheid vereisen.
• PA (Polyamide): PA-afdichtingen bieden goede mechanische sterkte en slijtvastheid. Ze zijn geschikt voor toepassingen met matige temperaturen en bieden een kosteneffectieve oplossing voor veel industriële toepassingen.
• EPDM (Ethyleen Propyleen Dieen Monomeer): EPDM is uitstekend voor water- en stoomtoepassingen vanwege zijn superieure bestendigheid tegen verwering, ozon en UV-straling. Het is echter niet geschikt voor gebruik met oliën en koolwaterstoffen.
• FKM (Fluorelastomeer): FKM-afdichtingen bieden uitstekende bestendigheid tegen hoge temperaturen en een breed scala aan chemicaliën, waaronder oliën en brandstoffen, waardoor ze ideaal zijn voor veeleisende toepassingen.
• POM (Polyoxymethyleen): Ook bekend als acetaal, biedt POM goede mechanische eigenschappen en is bestand tegen verschillende chemicaliën. Het is geschikt voor toepassingen die lage wrijving en hoge dimensionale stabiliteit vereisen.

Verbindingstypen en maten

Er zijn verschillende maten en typen kogelklepverbindingen om ze aan een systeem te koppelen. De meest voorkomende zijn:

• Standaard/Geschroefde kogelklep: Geschroefde verbindingen (Figuur 3 boven links) zijn het meest voorkomende type verbinding dat wordt gebruikt in verschillende temperatuur- en druktoepassingen.
• Geflensde kogelklep: Geflensde verbindingen (Figuur 3 onder links) verbinden de poort met het leidingsysteem. Deze kleppen worden vaak gebruikt op grotere leidingen. Het kiezen van een geflensde kogelklep vereist overweging van drukclassificaties en flenscompressieklasse, die de hoogste druk aangeeft die het kan weerstaan.
• True union kogelklep: True union verbindingen (Figuur 3 boven midden) hebben een oplosmiddelbusverbinding bij elke poort. Het middengedeelte van de klep kan eenvoudig worden gedemonteerd en verwijderd terwijl de klep is geïnstalleerd. Dit is geschikt voor snelle reparatie en onderhoud in het stroomssysteem.
• Compressiering kogelklep: Compressieringverbindingen (Figuur 3 boven rechts) verbinden zich met het leidingsysteem door een ring op de pijp te comprimeren, waardoor een strakke afdichting ontstaat. Dit type wordt vaak gebruikt voor pijpen met een kleinere diameter en is geschikt voor systemen die demontage en herassemblage vereisen.
• Snijring kogelklep: Snijringverbindingen omvatten een metalen ring die in de pijp snijdt wanneer deze wordt aangedraaid, waardoor een veilige en lekvrije afdichting ontstaat. Deze verbinding wordt vaak gebruikt in hydraulische systemen omdat het betrouwbaar is onder hoge drukomstandigheden.
• Slangpilaar kogelklep: Slangpilaarverbindingen (Figuur 3 onder rechts) zijn ontworpen voor flexibele slangaansluitingen, met een getande uiteinde (pilaar) waarmee een slang kan worden overgeschoven en vastgezet met een klem. Typisch gebruikt in toepassingen met lage druk en systemen waar flexibiliteit vereist is.
• Gelijmde mof kogelklep: Gelijmde mofverbindingen omvatten het gebruik van een kleefstof om de klep aan het leidingsysteem te binden. Dit type wordt vaak gebruikt met kunststof leidingen en is geschikt voor systemen met een permanente, lekvrije verbinding.
• Gelaste mof kogelklep: Gelaste mofverbindingen omvatten het direct lassen van de klep aan de pijp, waardoor een permanente en robuuste verbinding ontstaat. Geschikt voor toepassingen met hoge druk en hoge temperatuur, wordt het vaak gebruikt in industriële omgevingen waar duurzaamheid en sterkte cruciaal zijn.

Om meer te leren over kogelklepverbindingstypen, lees ons technische artikel over kogelklepverbindingstypen.

Druk

Bij het selecteren van een kogelklep is het cruciaal om ervoor te zorgen dat deze de minimale en maximale drukken van uw systeem kan weerstaan. Zowel de behuizing als de afdichtingsmaterialen beïnvloeden het drukbereik van de kogelklep aanzienlijk. Roestvrijstalen behuizingen bieden doorgaans de hoogste drukclassificaties, gevolgd door messing en kunststof materialen zoals PVC.

Het afdichtingsmateriaal speelt echter ook een cruciale rol. Bijvoorbeeld, afdichtingen gemaakt van FKM (Fluorelastomeer) bieden uitstekende bestendigheid tegen hoge drukken en een breed scala aan chemicaliën, waardoor ze geschikt zijn voor veeleisende toepassingen. Raadpleeg altijd het datasheet van de kogelklep om het specifieke drukbereik voor een toepassing te bevestigen.

Temperatuur

Het temperatuurbereik dat een kogelklep kan hanteren, wordt bepaald door zowel de behuizing als de afdichtingsmaterialen. Elke combinatie biedt verschillende mogelijkheden:

• Messing kogelklep: Typisch geschikt voor temperaturen variërend van -20 °C tot 160 °C. In combinatie met PTFE-afdichtingen kan de klep hogere temperaturen aan vanwege de uitzonderlijke thermische bestendigheid van PTFE.
• PVC kogelklep: Werkt over het algemeen binnen -10 °C tot 60 °C. Het gebruik van EPDM-afdichtingen kan de prestaties in water- en stoomtoepassingen verbeteren, hoewel ze niet geschikt zijn voor oliën en koolwaterstoffen.
• Roestvrijstalen kogelklep: Biedt een breed temperatuurbereik van -40 °C tot 220 °C. In combinatie met FKM-afdichtingen kan de klep nog hogere temperaturen en een breed scala aan chemicaliën weerstaan.

Goedkeuringen & normen

Afhankelijk van de toepassing moeten kogelkranen mogelijk aan specifieke normen voldoen of goedkeuringen ontvangen van regelgevende instanties voor specifieke toepassingen, zoals drinkwater- of gastoepassingen.

• Drinkwater: Goedkeuringen van WRAS, KIWA of DVGW
• Gas: Goedkeuringen van DVGW of EN-331.
• ATEX: De ATEX-regelgeving bestaat uit twee EU-richtlijnen die minimale veiligheidseisen beschrijven voor werkplekken en apparatuur die in explosieve atmosferen worden gebruikt.

Toepassingsvoorbeeld

Huishoudelijke waterleidingen hebben vaak kogelkranen op verschillende punten. De volgende stappen beschrijven hoe u een kogelklep voor dit type toepassing kiest.

1. Bedieningstype: Kies een handmatige kogelklep, aangezien deze toepassing geen automatisering vereist en handmatig kan worden bediend.
2. Circuitfunctie: Kies een 2-weg kogelklep met een rechte stroomweg.
3. Behuizingsmateriaal: Messing behuizing is geschikt vanwege de compatibiliteit met heet water.
4. Afdichtingsmateriaal: Kies een EPDM-afdichting vanwege de compatibiliteit met drinkwater.
5. Verbindingstype en -grootte: Kies een standaard/geschroefde kogelklep voor drinkwatertoepassingen.
6. Stroomcoëfficiënt (Kv): Bereken de Kv-waarde door de inlaatdruk, uitlaatdruk en stroom in m³ binnen de woning te kennen. Voor typische toepassingen zoals een huishoudelijke waterleiding kan echter vaak gewoon de omringende pijpgrootte worden gebruikt in plaats van de Kv-waarde.
7. Druk: Een messing klep kan een maximale druk van maximaal 80 bar weerstaan, wat voldoende is voor het doel.
8. Temperatuur: Messing kleppen kunnen werken bij temperaturen tot 160 °C, wat hoog genoeg is voor huishoudelijke watersystemen.

Veelgestelde vragen

Wat is een selectiegids voor kogelkranen?

Een selectiegids voor kogelkranen helpt bij het kiezen van de juiste klep op basis van bedieningstype, verbindingstype, materialen en specificaties.

Hoe meet je de grootte van een kogelklep?

Meet de grootte van een kogelklep door de diameter van de pijp of opening te bepalen waarin de klep past, meestal in inches of millimeters.

Welke factoren beïnvloeden de materiaalkeuze voor kogelkranen?

De materiaalkeuze voor kogelkranen hangt af van het type vloeistof, temperatuur, druk en omgevingsomstandigheden om duurzaamheid en prestaties te garanderen.

Hoe kies je het materiaal van de zitting van een kogelklep?

Kies het materiaal van de zitting van een kogelklep op basis van vloeistofcompatibiliteit, temperatuur, druk en slijtvastheid voor optimale afdichting en duurzaamheid.