Poortklep - Gedetailleerde gids

Schuifafsluiter - Hoe ze werken

schuifafsluiter

Figuur 1: Schuifafsluiter

Een schuifafsluiter is een regelklep die media ongehinderd laat doorstromen of de vloeistofstroom stopt. Het belangrijkste voordeel van een schuifafsluiter is de rechtdoorgaande, onbelemmerde doorgang, die een minimaal drukverlies over de afsluiter veroorzaakt. De onbelemmerde doorgang van een schuifafsluiter maakt ook pigging mogelijk, oftewel een leidinginspectie van binnenuit, in tegenstelling tot vlinderkleppen. Schuifafsluiters zijn echter langzamer dan kwartslagafsluiters en mogen alleen worden gebruikt in de volledig open of gesloten stand, niet om de doorstroming te regelen. Er bestaan geautomatiseerde schuifafsluiters met een elektrische of pneumatische aandrijving, maar een handbediende schuifafsluiter is kosteneffectief omdat schuifafsluiters gewoonlijk niet vaak worden gebruikt. Schuifafsluiters worden gewoonlijk ook schuifklep of plaatafsluiter genoemd.

Inhoudsopgave

Bekijk onze online selectie van schuifafsluiters!

Symbool schuifafsluiter

Het symbool van de schuifafsluiter bestaat uit twee driehoeken die naar het midden van een verticale lijn wijzen, zoals te zien is in figuur 2. Deze figuur wordt vaak gebruikt in pijpleiding- en instrumentatiediagrammen (P&ID's). Lees ons artikel over ventielsymbolen voor meer informatie.

Symbool schuifafsluiter

Figuur 2: Symbool schuifafsluiter

Schema en onderdelen van schuifafsluiters

De hoofdcomponenten van een schuifafsluiter zijn te zien in figuur 3, dit zijn het handwiel (A), bedieningsas (B), afsluiter (C), bovendeel (D), klepbehuizing (E), flens (F), en de afsluitschuif (G). Een poortklep met flens of schroefdraad is het meest gebruikelijke verbindingstype om de klep op een toepassing aan te sluiten. Bovendien kunnen, afhankelijk van het specifieke ontwerp en de toepassing, het handwiel, de spindel, het bovendeel en de klep verschillende ontwerpen hebben om aan verschillende toepassingen tegemoet te komen. De hoofdfunctie van de onderdelen van de schuifafsluiter blijft echter dezelfde. Lees verder om die secties te vinden.

schuifafsluiter

Figuur 3: Onderdelen van de schuifafsluiter: handwiel (A), stang (B), pakking (C), bovendeel (D), klepbehuizing (E), flens (F) en klepafsluiter (G).

De werking van een schuifafsluiter

Een schuifafsluiter werkt net als andere afsluiters. Om de klep te openen, draait u aan het handwiel (A), dat de klep (G) via de schroefdraad op de spindel (B) omhoog of omlaag beweegt. Een schuifafsluiter heeft meer dan één draai van 360° nodig om de klep volledig te openen of te sluiten. Wanneer de klep wordt opgetild, opent zij de inlaat naar de uitlaat, waardoor een onbelemmerde doorgang voor de media mogelijk wordt. Wanneer de poort neergelaten wordt, sluit ze en blokkeert ze de mediastroom.

Het verband tussen de verticale slag van de klep en de stroomsnelheid is bij een klep niet-lineair, waarbij de grootste veranderingen optreden in de buurt van de volledige sluiting. Wanneer de klep wordt gebruikt om het debiet te regelen, leidt de relatief hoge stroomsnelheid bij gedeeltelijke opening tot slijtage van de klep en de zitting, wat, samen met mogelijke trillingen van de klep, de levensduur van de klep verkort. Daarom mag een schuifafsluiter alleen worden gebruikt voor aan/uit-regeling.

Methode voor de bediening van schuifafsluiters

Er zijn drie hoofdtypen methoden voor de bediening van schuifafsluiters:

  1. Handbediende schuif: Een handbediende schuifafsluiter heeft een met de hand bediend handwiel om de klep te openen of te sluiten, zoals afgebeeld in figuur 3. Dit vereist een gebruiker ter plaatse om het wiel te laten draaien. Een handbediende schuifafsluiter is het meest economisch, vooral omdat het gebruik van schuifafsluiters, eenmaal geïnstalleerd, doorgaans laag is.
  2. Pneumatische schuifafsluiter: Een pneumatische schuifafsluiter maakt gebruik van een pneumatische aandrijving in plaats van een handwiel. Door gebruik te maken van perslucht kan de actuator de stang laten draaien om de poort omhoog of omlaag te brengen. Hierdoor kan hij op afstand worden bediend zonder dat er een gebruiker ter plaatse is, maar is er wel een pneumatisch systeem ter plaatse vereist.
  3. Elektrische schuifafsluiter: Een elektrische schuifafsluiter gebruikt een elektrische motor in plaats van een handwiel. Door gebruik te maken van elektrische energie, laat de actuator de spindel draaien om de poort omhoog of omlaag te brengen. Hierdoor kan hij op afstand worden bediend zonder dat de gebruiker ter plaatse is, maar is ter plaatse wel elektrische voeding nodig. Deze worden ook wel gemotoriseerde schuifafsluiters genoemd.

Typen schuifafsluiters

De poort is verkrijgbaar in verschillende ontwerpen en technologieën om een doeltreffende afdichting te bieden voor verschillende toepassingen.

Mesafsluiter

Een mesafsluiter wordt gebruikt voor dikke vloeistoffen en droge bulkgoederen. De poort bestaat uit slechts één stuk metaal, dat meestal puntig is als een mes. Deze kleppen zijn zelfreinigend omdat zij de zittingringen passeren telkens als zij open en dicht gaan.

Wigvormige afsluitschuiven

In de meeste schuifafsluiters heeft de afsluitschuif een wigvorm en sluit af op twee schuine zittingen (figuur 4). In dit type klep helpt de klemkracht op de zittingen gecreëerd door het aandraaien van de bedieningsas bij de afdichting. De wigvormige afsluitschuif kleeft niet aan de zittingen in geval van een hoge vloeistofdruk en heeft een hoge levensduur door minder "wrijving" op de zittingen. Wigvormige schuifafsluiters hebben echter een extra drukbelasting op de zittingen die kan resulteren in thermische binding en beperkte klepopening als gevolg van expansie.

Wedge schuifafsluiter vs. parallelle schuifafsluiter

Figuur 4: Wigafsluiter (A) vs. parallelle afsluiter (B)

Parallelle afsluitschuiven

Een parallelle schuifafsluiter heeft een vlakke poort en zittingen die er evenwijdig aan lopen. Parallel schuifafsluiters gebruiken leidingdruk en positionering om een goede afdichting te maken. Platte poorten bestaan uit twee delen en hebben een veer in het midden. De veer duwt de stukken naar de zittingen voor een betere afdichting. Door hun inherente ontwerp hebben parallelle schuifafsluiters een veiligheidsvoordeel bij toepassingen met hogere temperaturen. Aangezien er bij parallelle poorten geen wigvorming optreedt, zijn de sluitkoppels verhoudingsgewijs kleiner, wat resulteert in kleinere, minder dure actuatoren of minder manuele inspanningen. Doordat zij in positie schuiven, houden parallelhekken vuil weg van de zitoppervlakken.

Slab afsluitschuiven

Slab afsluitschuiven, ook wel through-conduit gate valves genoemd, zijn één-unit afsluiters die een boring hebben. De boring ligt in het verlengde van de tweezitsringen in geopende toestand. Deze uitlijning creëert een soepele stroming met minimale turbulentie. Dit unieke ontwerp zorgt voor een minimaal drukverlies in het systeem en is perfect voor het vervoer van ruwe olie en aardgasvloeistoffen (NGL's). De klepzittingen blijven schoon. De discusholte kan echter vreemd materiaal opvangen. Daarom heeft de holte gewoonlijk een ingebouwde stop voor onderhoudsdoeleinden om het opgehoopte vreemde materiaal af te voeren.

Parallel uitbreidende poorten

Parallelle expanderende afsluitschuiven hebben twee op elkaar afgestemde kleppen die voor afdichting zorgen door de mechanische expansie van de klep, zoals te zien is in figuur 5. Wanneer opgeheven, laten beide holtes van de slab gate de media stromen. De opwaartse kracht op de ene plaat en de blokkering van de tweede plaat, door een trap in het ventiellichaam, maakt een naar buiten gerichte mechanische expansie mogelijk voor een goede afdichting. In gesloten toestand blokkeren de klepafsluiters de mediastroom, en de neerwaartse kracht (spindel) op één klep en de opwaartse kracht (trap in de klepbehuizing) zorgen voor een buitenwaartse mechanische expansie voor een goede afdichting.

Deze kleppen zorgen gelijktijdig voor een doeltreffende afdichting van zowel de stroomopwaartse als de stroomafwaartse zittingen. Deze afdichting maakt ze ideaal voor toepassingen zoals isolatiekleppen in elektriciteitscentrales, blokkleppen in processystemen en hogetemperatuurkleppen in raffinaderijen.

Poort in gesloten stand (A) en in geopende stand (B)

Figuur 5: Poort in gesloten stand (A) en in geopende stand (B)

Bovendelen

Het bovendeel van een schuifafsluiter beschermt de interne onderdelen van de schuifafsluiter door een lekvrije afdichting te creëren. Daarom is hij verwijderbaar voor reparatie- of onderhoudsdoeleinden. Deze schuifafsluiters kunnen, afhankelijk van de toepassing, voorzien zijn van inschroef-, wartel-, geboute of drukafdichtingsbovenstukken.

Ingeschroefde bovendelen

Ingeschroefde bovendelen zijn het eenvoudigst van constructie en zijn te zien in figuur 1. Ze zijn gebruikelijk in kleine kleppen en zorgen voor een duurzame lekvrije afdichting.

Met wartelmoer bevestigde bovendelen

Deze wartelmoer wordt op het kleplichaam geschroefd en drukt zo het bovendeel op het kleplichaam. De wartelmoer zit op de onderrand van het bovendeel en wordt in de schroefdraad van het klephuis geschroefd. Dit type ontwerp zorgt ervoor dat de lekvrije afdichting niet verslechtert bij het vaak verwijderen van het bovendeel. Daarom worden wartelmoerbovendelen gebruikt in toepassingen waar regelmatige inspectie en onderhoud vereist is.

Schuifafsluiter met bouten bevestigde bovendelen

Schuifafsluiter met bouten bevestigde bovendelen zorgen voor afdichting bij grotere kleppen en toepassingen met hogere druk.

Schuifafsluiter met geboute motorkap

Figuur 6: Schuifafsluiter met bouten bevestigde bovendelen

Drukafdichtende bovendelen voor schuifafsluiters en drukafdichting

Drukafdichtende bovendelen zijn ideaal voor hogedruktoepassingen (meer dan 15 MPa). Deze hebben een naar beneden gerichte cup die in het ventiellichaam wordt gestoken. Wanneer de interne vloeistofdruk toeneemt, wordt het bovendeel naar buiten geduwd, waardoor de afdichting verbetert.

Spindel ontwerp

De schuif wordt opgetild en neergelaten door het ronddraaien van een spindel (figuur 2 met etiket B). Zoals besproken, draait een handwiel of actuator de stang. Afhankelijk van het ontwerp wordt het beschouwd als een schuifafsluiter met stijgende klepsteel of als een schuifafsluiter zonder stijgende klepsteel. Dus, als je de steel draait, gaat hij omhoog of blijft op zijn plaats met het draaien.

De buitenste schroef en juk (OS&Y), ook wel stijgbeugels genoemd, worden aan de poort bevestigd. Daarom zit de schroefdraad aan de aandrijfzijde. Dus, als de poort omhoog of omlaag gaat, beweegt de stang mee op en neer. Zij hebben dan ook ingebouwde visuele indicatoren van de toestand van de klep en zijn gemakkelijk te smeren. Aangezien zij bewegende onderdelen hebben, kunnen zij niet worden gebruikt met conische tandwielen of actuatoren. Daarom zijn stijgende schuifafsluiters geschikt voor handmatige bediening.

Anderzijds wordt een niet-stijgende spindel aan de actuator bevestigd en in de poort geschroefd. Vaak wordt een indicator op de spindel geschroefd om de open of gesloten toestand van de klep aan te geven. Niet-hellende schuifafsluiters komen vaak voor in ondergrondse installaties en toepassingen met beperkte verticale ruimte.

Schuifafsluiter toepassingen

Schuifafsluiters hebben talrijke industriële en huishoudelijke toepassingen.

  • Slurries: Schuifafsluiters worden vaak gebruikt in toepassingen die slurries als medium bevatten. Dit komt omdat een schuifafsluiter een onbelemmerde doorgang voor de vloeistof heeft, zodat de slurry gemakkelijk door de klep kan stromen. Bovendien kunnen mesafsluiters gemakkelijk dwars door de slurry snijden om te sluiten
  • Viskeuze media: Schuifafsluiters worden algemeen gebruikt voor viskeuze media zoals lichte vetten en oliën. Door de onbelemmerde doorgang kunnen deze media gemakkelijk stromen. De klep kan worden gepigged, een gebruikelijke reinigingsmethode voor deze toepassingen. Bovendien staan kleppen voor deze toepassingen doorgaans gedurende lange perioden aan of uit.
  • Waterkleppen: Voor watertoepassingen worden gewoonlijk waterafsluiters gebruikt, aangezien voor deze toepassingen gewoonlijk geen debietregeling wordt toegepast. De klep kan volledig open of volledig gesloten zijn, zodat het water goed kan worden geregeld.

FAQs

Wat is een schuifafsluiter?

Een schuifafsluiter is een regelklep die media ongehinderd laat doorstromen of de vloeistofstroom stopt.

Hoe werkt een schuifafsluiter?

Een schuifafsluiter werkt door de spindel te verdraaien (handmatig of met een actuator) om een klep te openen of te sluiten. De poort laat een ongehinderde vloeistofstroom toe of stopt de vloeistofstroom.

Waar wordt een schuifafsluiter voor gebruikt?

Een schuifafsluiter wordt gebruikt om een onbelemmerde vloeistofstroom mogelijk te maken of om de vloeistofstroom te stoppen.

Bekijk onze online selectie van schuifafsluiters!