Ontwerp Verschillen Bij Vlinderkleppen

Vlinderkleppen behoren tot de meest populaire industriële kwartslagkleppen die verschillende doorstroomsystemen van vloeibare media regelen. Ze zijn er in verschillende uitvoeringen en bieden uiteenlopende voordelen, zoals de kwartdraai bediening, kleine afmetingen voor gebruik in ruimten met beperkte ruimte, en uitstekende regelmogelijkheden. Zij zijn ook licht, goedkoper en hebben een hoge stromingscoëfficiënt, waardoor zij in vele toepassingen kunnen worden gebruikt. Door hun ontwerp zijn ze echter moeilijk te reinigen en gevoelig voor cavitatie en verstikking. Smoring is beperkt tot lage differentiële druk. Dit artikel bespreekt de verschillende ontwerpmogelijkheden voor vlinderkleppen.

Inhoudsopgave

• Wat is een vlinderklep?
• Typen vlinderkleppen
• Voordelen en nadelen van vlinderkleppen
• Vlinderklep toepassingen
• FAQs

Wat is een vlinderklep?

Een vlinderklep is een kwartslagklep die op dezelfde manier werkt als een kogelkraan. Zoals de naam al doet vermoeden, is de vlinder een schijf die verbonden is met een stang of spindel en die open en dicht gaat op een manier die doet denken aan het flapperen van de vleugels van een vlinder. De vlinderklep sluit wanneer de stang de schijf 90° draait naar een positie loodrecht op de stromingsrichting, waardoor de stroming wordt beperkt. Hij gaat open wanneer de schijf terugdraait om de toevoer van media mogelijk te maken. Vlinderkleppen worden in vele industrieën gebruikt voor smoren, aan-uit, of modulerende diensten om de stroom van media (gas, vloeistof, of slurries) door industriële systemen te regelen. Ze laten slechts in één richting vloeistof toe. Lees ons artikel over vlinderkleppen voor meer informatie.

Typen vlinderkleppen

Vlinderkleppen hebben verschillende ontwerpen, elk voor specifieke toepassingen en drukbereiken. Zij worden op verschillende manieren ingedeeld, onder meer wat betreft het ontwerp van de schijfsluiting, de functie, het ontwerp van de aansluiting, de aandrijvingsmethode, de snelheid van de aandrijving en het materiaal van de zitting.

Concentrisch of excentrisch

Vlinderkleppen kunnen concentrisch of excentrisch zijn, afhankelijk van de positie van de spindel of stang ten opzichte van de schijf en het zittingoppervlak waarop de schijf sluit.

Centrische of concentrische vlinderkleppen

Concentrische vlinderkleppen zijn geschikt voor lage-druktoepassingen. Een concentrische vlinderklep is het basistype. De spindel loopt door de middellijn van de schijf, die zich in het midden van de pijpboring bevindt. De klepzitting bevindt zich in de binnenste omtrek van het klephuis. De schijf raakt de zitting bij een draaiing van 90° op ongeveer 85°. Dit ontwerp staat bekend als veerkrachtig, omdat het afhankelijk is van de rubberen zitting om de stroom in gesloten toestand efficiënt af te dichten.

Excentrische vlinderkleppen

Bij excentrische vlinderkleppen loopt de stang achter de middellijn van de schijf, aan de andere kant van de schijf dan de stroomrichting. Deze kleppen kunnen enkelvoudig, dubbelvoudig of drievoudig zijn.

• Enkelvoudige offset: De stuurpen bevindt zich vlak achter de middellijn.
• Dubbel-offset: Deze kleppen, ook wel dubbel excentrisch genoemd, hebben de stang achter de schijf met een extra afwijking naar één kant, waardoor de schijf tijdens het sluiten slechts 1-3° over de zitting kan schuren.
• Drievoudige offset vlinderklep (Engelse afkorting TOV of TOBV): Deze zijn vergelijkbaar met kleppen met dubbele offset, maar de derde offset maakt deze kleppen efficiënter en beter bestand tegen slijtage.

Gebaseerd op behuizing en verbindingsontwerp

Wafer-stijl vlinderkleppen

Een wafer-stijl vlinderklep is het meest economische ontwerp. Hij wordt ingeklemd tussen twee buisflenzen. Dit type aansluiting is ontworpen voor afdichting tegen bidirectionele drukverschillen en om terugstroming te voorkomen in systemen die zijn ontworpen voor stroming in één richting. Hij is licht, waardoor de aankoop kosten en installatiekosten lager zijn.

Deze kleppen kunnen al dan niet flensgaten buiten het huis hebben (figuur 3, links). De buisflenzen worden met lange bouten, die door het gehele klephuis lopen, aan het leidingwerk verbonden. Pakkingen, O-ringen en vlakke klepvlakken zorgen voor de afdichting tussen de klep en de pijpflenzen.

Vlinderkleppen met flens

Vlinderkleppen met flens gebruiken een schijf of schoep die centraal gemonteerd is op een as, stang of flens, die fungeert als de as van de draaiende schijf. Deze kleppen hebben twee flenzen aan elk uiteinde (figuur 3, midden), waardoor zij een grotere face-to-face hebben dan kleppen met lug of wafers. De positie en richting van de schijf ten opzichte van de flenzen bepalen de stroomrichting.

Vlinderkleppen met flens kunnen roterend, pneumatisch of hydraulisch zijn, met toepassingen in onder meer waterdistributie, chemische diensten en ventilatie.

Stomplas vlinderkleppen

Stomplas vlinderkleppen zijn dubbel- of driedubbel-offset en bestand tegen extreme temperaturen, druk en corrossie. Dit maakt ze geschikt voor gebruik in verwarmingssystemen, aardgas, energie, chemie, raffinaderij en chemische diensten.

Lug-style vlinderkleppen

Deze kleptypes hebben schroefdraadbussen (nokken) buiten de klep (figuur 3, rechts). Zij hebben uitstekende poten met boutgaten die overeenkomen met die in de pijp en de flenzen, en de klep wordt geïnstalleerd tussen twee flenzen met een set bouten voor elke flens. Dit ontwerp maakt de ontkoppeling van de ene kant mogelijk zonder de andere te beïnvloeden. Een vergelijking tussen lug-style en wafer-style vlinderkleppen staat in de tabel hieronder.

Lug-style vs wafer-style vlinderkleppen

Lug-style vlinderklep	Wafer-stijl vlinderklep
Geschikt als eindafsluiter	Niet geschikt als eindafsluiter
Gemakkelijker te centreren	Moeilijk te centreren
Minder gevoelig voor extreme temperatuurverschillen	Ongeschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen
Zwaarder bij grotere maten	Lichter
Alleen bouten zijn nodig voor de installatie van de klep	Bouten en moeren vereist voor de installatie van de klep
Duurder	Minder duur
Moeilijk te installeren	Gemakkelijk te installeren

Gebaseerd op materiaal van de zitting

De zitting is waartegen de schijf afdicht om de stroom toe te laten of af te sluiten. Vlinderkleppen hebben zachte of metalen zittingmaterialen, afhankelijk van de toepassing en de kosten. Goedkope kleppen kunnen onvervangbare of onherstelbare zittingen hebben die in het huis zijn gegoten. Deze zijn meestal van metaal. De meeste precisiekleppen daarentegen hebben zachte zittingen. Deze zittingen zijn niet permanent aan de behuizing bevestigd en kunnen worden gerepareerd en vervangen.

Metalen vlinderkleppen

Bij deze kleppen zijn beide zijden van de afdichting gemaakt van een metaal zoals staal, koper, grafiet, combinaties, legeringen, of een ander hard materiaal. Hoewel deze afdichtingen bestand zijn tegen hoge temperaturen, slijtage en corrosie, hebben zij relatief slechte afdichtingsprestaties.

Vlinderkleppen met zachte zitting

Eén zijde van de zachte zitting op deze vlinderkleppen is van metaal, zoals staal. De andere heeft een zacht, elastisch, niet-metalen materiaal zoals rubber of tetrafluorethyleen, dat voor een uitstekende afdichting zorgt. Deze afdichting is echter niet bestand tegen hoge temperaturen, slijt snel en heeft slechte mechanische eigenschappen.

Gebaseerd op de bedieningsmethode

De aandrijving van de vlinderklep bedient de stang en de schijf, en regelt zo het openen en sluiten van de klep. De bediening kan manueel (met hendel of handbediend) of automatisch (elektrisch, pneumatisch of hydraulisch) geschieden.

Handmatige bediening

Handbediende vlinderkleppen worden met de hand bediend met een handhendel of een tandwiel om de klep te openen of te sluiten. Ze zijn goedkoop en kunnen op grote schaal worden toegepast in afgelegen systemen die geen toegang hebben tot stroom. Tandwielbediende kleppen zijn echter zelfvergrendelend en worden gebruikt voor iets grotere vlinderkleppen. Een vlinderklep met een handbediening is afgebeeld in figuur 4, figuur A.

Automatische bediening

Dit zijn elektrisch bediende aandrijvingen waarmee vlinderkleppen op afstand kunnen worden bediend. Ze zijn duurder dan handbedieningen en maken een snelle bediening van grotere kleppen mogelijk. Automatische actuators kunnen ook zo worden ontworpen dat zij fail-open of fail-close zijn, zodat de klep gesloten of open blijft in geval van een storing.

Automatische actuators kunnen zijn:

• Elektrisch: Gebruikt een elektromotor en staat handmatige, halfautomatische of automatische bediening toe om de kleppen te bedienen (figuur 4 B).
• Pneumatisch: Automatische of halfautomatische actuators die gebruik maken van perslucht om een zuiger of membraan in beweging te brengen en zo de beweging van de klep te regelen (figuur 4, gelabeld met C).
• Hydraulisch: Vereisen hydraulische druk om een zuiger of membraan te bewegen om een klep automatisch of halfautomatisch te openen of te sluiten.

Voordelen en nadelen van vlinderkleppen

Voordelen vlinderklep

• Verkrijgbaar in grote maten, van DN 40 tot meer dan DN 5000 voor diverse industriële toepassingen
• Compact, lichtgewicht ontwerp
• Het kan worden gebruikt met chemische of corrosieve media onder hoge temperaturen
• Hoge stromingscoëfficiënt
• Minimale drukval en snel drukherstel
• Heeft een luchtbel-dichte afsluiting
• Kwartslag, waardoor sneller sluiten of openen mogelijk is

Nadelen van vlinderkleppen

• Werkt niet goed met slurries
• Alleen lage differentiële druk smoring
• Potentiële cavitatie en verstikking
• Ongeleide schijfbeweging wordt beïnvloed door stromingsturbulentie
• Moeilijk schoon te maken

Vlinderklep toepassingen

Vlinderkleppen kennen een breed scala van toepassingen in:

• Chemische toepassingen
• HVAC
• Olie-, gas- en brandstof
• Water- en afvalbehandeling
• Toepassingen met perslucht of gas
• Vacuüm toepassingen
• Scheepsbouw
• Farmaceutische producten
• Watervoorziening
• Voedselverwerking
• Brandbeveiliging

FAQs

Wat is een vlinderklep?

Een vlinderklep is een kwartslag afsluiter dat de vloeistof- of mediastroom regelt, waardoor een snelle regeling, lage drukval en herstel van hoge druk mogelijk zijn.

Zijn vlinderkleppen bidirectioneel?

Zoals de meeste industriële kleppen, kunnen vlinderkleppen bidirectioneel zijn. Zij hebben echter vaak een voorkeursstromingsrichting die helpt het koppel te verlagen en hun levensduur te verlengen.

Wat is een lug-style vlinderklep?

Lug-style vlinderkleppen hebben op de flenzen nokken met schroefdraad geplaatst voor boutverbindingen. Deze kleppen bestaan meestal uit metaal en zijn geschikt voor diensten aan het einde van de leiding.