Leer over schuifafsluiters

Een schuifafsluiter is ontworpen om de vloeistofstroom te regelen door de doorgang volledig te openen of te sluiten. Het wordt een schuifafsluiter genoemd omdat het een platte of wigvormige schuif gebruikt om de stroom te blokkeren of toe te staan. De schuif beweegt loodrecht op de stroomrichting, vergelijkbaar met hoe een poort opent en sluit om de doorgang te controleren. Het belangrijkste voordeel van een schuifafsluiter is het rechte, onbelemmerde pad dat het biedt, waardoor drukverlies wordt geminimaliseerd en pijpleidingen kunnen worden gereinigd met pigs, in tegenstelling tot vlinderkleppen. Hoewel ze langzamer zijn dan kwartslag afsluiters, zijn schuifafsluiters ideaal voor toepassingen die weinig bediening vereisen en mogen ze niet worden gebruikt voor smoren. Ze zijn verkrijgbaar in handmatige versies, die kosteneffectief zijn, of geautomatiseerd met elektrische of pneumatische actuatoren voor meer gemak.

Inhoudsopgave

• Diagram van een schuifafsluiter en zijn onderdelen
• Symbool van een schuifafsluiter
• Werking
• Types
• Toepassingen
• Veelgestelde vragen

Diagram van een schuifafsluiter en zijn onderdelen

Zoals te zien in Figuur 2, heeft een schuifafsluiter zeven hoofdonderdelen: handwiel (A), spindel (B), pakking (C), bonnet (D), kleplichaam (E), flens (F), en schuif (G). Een schuifafsluiter met flens of schroefdraad is het meest voorkomende verbindingstype om de klep aan te sluiten op een toepassing. Afhankelijk van de specifieke bouwvorm en toepassing kunnen het handwiel, de spindel, de bonnet en de schuif verschillende ontwerpen hebben om aan verschillende toepassingen te voldoen. De hoofdfunctie van de onderdelen van de schuifafsluiter blijft echter hetzelfde. Lees verder om die secties te vinden.

Symbool van een schuifafsluiter

Het symbool van een schuifafsluiter heeft twee driehoeken die naar het midden van een verticale lijn wijzen, zoals te zien in Figuur 3. Dit symbool wordt vaak gebruikt in leidingen- en instrumentatieschema's (P&ID's). Lees ons artikel over klepsymbolen voor meer informatie.

Werking

Een schuifafsluiter werkt vergelijkbaar met andere kleppen. Om de klep te openen, draai je aan het handwiel (Figuur 2, aangeduid met A), wat de schuif (Figuur 2, aangeduid met G) omhoog of omlaag beweegt op de spindel (Figuur 2, aangeduid met B) via de schroefdraad. Een schuifafsluiter vereist meer dan één 360° draai van het handwiel om de klep volledig te openen of te sluiten. Wanneer de schuif omhoog wordt getild, opent deze de inlaat naar de uitlaat, waardoor een onbelemmerde doorgang voor de media ontstaat. Wanneer de schuif wordt neergelaten, sluit deze en blokkeert de mediastroom.

De relatie tussen de verticale beweging van de schuif en het debiet is niet-lineair voor een schuifafsluiter, waarbij de grootste veranderingen optreden bij bijna volledige sluiting. Bij gebruik voor stroomregeling resulteert de relatief hoge snelheid van de stroom bij gedeeltelijke opening in slijtage van de schuif en zitting, wat, samen met mogelijke trillingen van de schuif, de levensduur van de klep verkort. Daarom moet een schuifafsluiter alleen worden gebruikt voor aan/uit-regeling.

Een schuifafsluiter is het beste voor aan/uit-regeling met minimale drukval wanneer volledig geopend. Hij is niet geschikt voor smoren. Ter vergelijking, kogelkranen zijn uitstekend voor aan/uit-regeling met lage drukval en snelle bediening. Ze kunnen worden gebruikt voor het regelen van de stroom, maar zijn niet zo nauwkeurig als andere klepsoorten, zoals naaldafsluiters. Lees meer in ons artikel over schuifafsluiter vs. kogelkraan.

Een klepafsluiter is het beste voor nauwkeurige stroomregeling en smoren, maar heeft een hogere drukval. Meer over de verschillen tussen klepafsluiter vs. schuifafsluiter is te vinden in ons artikel.

Ten slotte zijn vlinderkleppen veelzijdig voor aan/uit- en smoortoepassingen, met een compact ontwerp en lage drukval. Voor meer informatie, lees ons artikel over schuifafsluiter vs. vlinderklep. Elk type klep heeft zijn eigen voordelen en is geschikt voor verschillende toepassingen op basis van de specifieke vereisten van het systeem.

Aandrijfmethode van schuifafsluiters

Er zijn drie hoofdtypen aandrijfmethoden voor schuifafsluiters:

1. Handmatige schuifafsluiter: Een handmatige schuifafsluiter heeft een handmatig gedraaid handwiel om de klep te openen of te sluiten, zoals getoond in Figuur 2. Dit vereist een gebruiker ter plaatse om aan het wiel te draaien. Een handmatige schuifafsluiter is het meest economisch, vooral omdat het gebruik van schuifafsluiters, eenmaal geïnstalleerd, doorgaans laag is.
2. Pneumatische schuifafsluiter: Een pneumatische schuifafsluiter gebruikt een pneumatische actuator in plaats van een handwiel. Door gebruik te maken van perslucht kan de actuator de spindel draaien om de schuif omhoog of omlaag te bewegen. Dit maakt bediening op afstand mogelijk zonder dat er een gebruiker ter plaatse is, maar vereist wel een pneumatisch systeem ter plaatse.
3. Elektrische schuifafsluiter: Een elektrische schuifafsluiter gebruikt een elektromotor in plaats van een handwiel. Door gebruik te maken van elektrische stroom draait de actuator de spindel om de schuif omhoog of omlaag te bewegen. Dit maakt bediening op afstand mogelijk zonder dat er een gebruiker ter plaatse is, maar vereist wel elektrische stroom ter plaatse. Deze worden ook wel gemotoriseerde schuifafsluiters genoemd.

Types

De afsluiter komt in verschillende bouwvormen en technologieën om effectieve afdichting te produceren voor verschillende toepassingen.

Schuifafsluiter

Een schuifafsluiter wordt gebruikt voor dikke vloeistoffen en droge bulkgoederen. De afsluiter bestaat uit slechts één stuk metaal, dat meestal puntig is als een mes. Deze afsluiters zijn zelfreinigend omdat ze elke keer dat ze openen en sluiten langs de zittingen gaan.

Wigafsluiter

Een wigafsluiter heeft een afsluiter in de vorm van een wig die op twee schuine zittingen rust, zoals te zien in Figuur 4, Gelabeld A. Naast de primaire kracht die wordt gecreëerd door vloeistofdruk, helpt een hoge wigkracht op de zittingen, gecreëerd door het aandraaien van de spindel, bij de afdichting. De wigvormige afsluiter blijft niet aan de zitting plakken in geval van hoge verschildruk van de vloeistof en heeft een langere levensduur door minder "wrijving" op de zittingen. Wigvormige afsluiters hebben echter een extra compressiebelasting op de zittingen die kan resulteren in thermische binding en beperkte klepopening door uitzetting.

Parallelle schuifafsluiter

Een parallelle schuifafsluiter heeft een vlakke afsluiter en zittingen die er parallel aan lopen. Parallelle schuifafsluiters gebruiken lijndruk en positionering om een dichte afdichting te maken. Vlakke afsluiters bestaan uit twee delen en hebben een veer in het midden. De veer duwt de delen naar de zittingen voor verbeterde afdichting. Door hun inherente ontwerp hebben parallelle afsluiters een veiligheidsvoordeel bij toepassingen met hogere temperaturen. Bovendien zijn, omdat er geen wigwerking is bij parallelle afsluiters, de sluitkoppels vergelijkenderwijs kleiner, wat resulteert in kleinere, goedkopere actuatoren of minder handmatige inspanning. Doordat ze in positie schuiven, houden parallelle afsluiters vuil weg van de afdichtingsoppervlakken.

Platte schuifafsluiters

Platte schuifafsluiters, ook wel doorlaat-schuifafsluiters genoemd, zijn afsluiters uit één stuk met een boring ter grootte van de doorlaat. De boring ligt in lijn met de twee zittingringen in de open toestand. Deze uitlijning zorgt voor een soepele stroming met minimale turbulentie. Dit unieke ontwerp zorgt voor minimaal drukverlies in het systeem en is perfect voor het transport van ruwe olie en vloeibare aardgassen (NGL's). De klepzittingen blijven schoon. De schijfholte kan echter vreemd materiaal opvangen. Daarom heeft de holte meestal een ingebouwde plug voor onderhoudsdoeleinden om het opgehoopte vreemde materiaal af te voeren.

Parallelle expanderende afsluiters

Expanderende afsluiters hebben twee op elkaar afgestemde platte schuiven die afdichting bieden door de mechanische expansie van de afsluiter, zoals te zien in Figuur 5. Wanneer ze worden opgetild, laten de holtes van beide platte schuiven het medium stromen. De opwaartse kracht op één platte schuif en de stopzetting van de tweede platte schuif door een stap in het klephuis, zorgen voor een uitwaartse mechanische expansie voor een goede afdichting. In gesloten toestand blokkeren de platte schuiven de mediumstroom, en de neerwaartse kracht (spindel) op één platte schuif en opwaartse kracht (stap in klephuis) zorgen voor een uitwaartse mechanische expansie voor een goede afdichting.

Deze afsluiters bieden een effectieve afdichting voor zowel de stroomopwaartse als stroomafwaartse zittingen tegelijkertijd. Deze afdichting maakt ze ideaal voor toepassingen zoals isolatieafsluiters in energiecentrales, blokafsluiters in processystemen en hogetemperatuurafsluiters in raffinaderijen.

Bonnetten

De bonnet van een schuifafsluiter beschermt de interne onderdelen door een lekdichte afdichting te creëren. Daarom is deze verwijderbaar voor reparatie of onderhoudsdoeleinden. Afhankelijk van de toepassing kunnen schuifafsluiters inschroef-, union-, bout- of drukafsluitende bonnetten hebben.

Inschroefbonnetten

Inschroefbonnetten hebben de eenvoudigste constructie, zoals getoond in Figuur 1. Ze zijn gebruikelijk in kleine afsluiters en bieden een duurzame lekdichte afdichting.

Unionbonnetten

Unionbonnetten worden op hun plaats gehouden door een unionmoer. De unionmoer zit op de onderrand van de bonnet en schroeft in de schroefdraad van het klephuis. Dit type ontwerp zorgt ervoor dat de lekdichte afdichting die door de moer wordt gecreëerd, niet verslechtert door frequent verwijderen van de bonnet. Daarom zijn unionbonnetten gebruikelijk voor toepassingen die regelmatige inspectie of onderhoud vereisen.

Boutbonnetten

Boutbonnetten zorgen voor afdichting in grotere afsluiters en toepassingen met hogere druk.

Drukafsluitende bonnetten

Schuifafsluiters met drukafsluitende bonnetten zijn ideaal voor toepassingen met hoge druk (meer dan 15 MPa). Ze hebben een naar beneden gerichte cup die in het klephuis is geplaatst. Wanneer de interne vloeistofdruk toeneemt, wordt de cup naar buiten gedrukt, waardoor de afdichting verbetert.

Spindelontwerp

De afsluiter wordt omhoog en omlaag gebracht door het draaien van een spindel met schroefdraad (Figuur 2 Gelabeld B). Zoals besproken, draait een handwiel of actuator de spindel. Afhankelijk van het ontwerp wordt het beschouwd als een schuifafsluiter met stijgende spindel of een schuifafsluiter met niet-stijgende spindel. Dus als je de spindel draait, gaat deze omhoog of blijft op zijn plaats tijdens het draaien.

Outside Screw and Yoke (OS&Y), ook wel stijgende spindels genoemd, zijn bevestigd aan de afsluiter. Daarom zit de schroefdraad aan de bedieningszijde. Dus als de afsluiter omhoog of omlaag wordt gebracht, beweegt de spindel er mee op en neer. Bijgevolg hebben ze ingebouwde visuele indicatoren van de toestand van de afsluiter en zijn ze gemakkelijk te smeren. Omdat ze bewegende onderdelen hebben, kunnen ze niet worden gebruikt met conische tandwielen of actuatoren. Daarom zijn stijgende schuifafsluiters geschikt voor handmatige bediening.

Aan de andere kant is een niet-stijgende spindel bevestigd aan de actuator en geschroefd in de afsluiter. Vaak is een indicator op de spindel geschroefd om de open of gesloten toestand van de afsluiter aan te geven. Niet-stijgende schuifafsluiters zijn gebruikelijk bij ondergrondse installaties en toepassingen met beperkte verticale ruimte.

Toepassingen

Schuifafsluiters hebben talrijke industriële en residentiële toepassingen.

Slurries: Schuifafsluiters worden vaak gebruikt in toepassingen die slurries als medium bevatten. Dit komt omdat een schuifafsluiter een onbelemmerde doorgang heeft voor de vloeistof, zodat de slurry gemakkelijk door de afsluiter kan passeren. Bovendien kunnen schuifafsluiters gemakkelijk door de slurry snijden om te sluiten

Viskeuze media: Schuifafsluiters worden vaak gebruikt voor viskeuze media zoals lichte fette en oliën. De onbelemmerde doorgang zorgt ervoor dat deze media gemakkelijk kunnen stromen. De afsluiter kan worden gepigged, een veelvoorkomende reinigingsmethode voor deze toepassingen. Bovendien zijn afsluiters voor deze toepassingen meestal lange perioden aan of uit.

Waterschuifafsluiters: Voor watertoepassingen worden vaak waterschuifafsluiters gebruikt omdat stroomregeling meestal niet wordt gedaan voor deze toepassingen. De afsluiter kan volledig open of volledig gesloten zijn, wat zorgt voor een goede waterbeheersing.

Veelgestelde vragen

Wat is een schuifafsluiter?

Een schuifafsluiter is een regelafsluiter die ofwel media onbelemmerd laat stromen of de vloeistofstroom stopt.

Hoe werkt een schuifafsluiter?

Een schuifafsluiter werkt door de spindel te draaien (handmatig of met een actuator) om een afsluiter omhoog of omlaag te brengen. De afsluiter laat ofwel onbelemmerde vloeistofstroom toe of stopt deze.

Waarvoor worden schuifafsluiters gebruikt?

Schuifafsluiters worden gebruikt om onbelemmerde vloeistofstroom toe te laten of om de vloeistofstroom te stoppen.