Schuifafsluiter vs Vlinderklep

Op het eerste gezicht is het niet eenvoudig om te kiezen tussen een schuifafsluiter en een vlinderklep voor een toepassing. Daarom is het belangrijk de verschillen tussen deze twee ventieltypes te begrijpen om onnodige tegenslagen in een operatie te voorkomen. In dit artikel worden de fundamentele overeenkomsten en verschillen tussen een schuifafsluiter en een vlinderklep uiteengezet, zoals te zien is in figuur 1, en worden hun toepassingsgeschiktheid, voordelen en nadelen besproken.

Schuifafsluiters en vlinderkleppen worden beide gebruikt om de stroom in en uit te schakelen, maar vlinderkleppen kunnen de stroom ook regelen via gedeeltelijke sluiting van de schijf. Vlinderkleppen behoren tot de kwart-draai familie van kleppen en kunnen veel sneller worden afgesloten dan schuifafsluiters, die multi-turn kleppen zijn. Schuifafsluiters werken goed voor hogedruksystemen, terwijl vlinderkleppen te verkiezen zijn voor grotere poortafmetingen. Lees meer over de verschillen tussen kwartslag- en meerslag-afsluiters in ons artikel dat hendelventielen vergelijkt met handwielventielen.

Inhoudsopgave

• Schuifafsluiters
• Vlinderkleppen
• Schuifafsluiters vs. vlinderkleppen
• FAQs

Schuifafsluiters

Hoe werkt een schuifafsluiter?

Een schuifafsluiter is genoemd naar zijn schijf, die zich als een poort gedraagt door de materiaalstroom te stoppen of door te laten. Hij heeft een eenvoudige bediening in vergelijking met andere regelkleppen, waardoor hij een van de meest gebruikte kleppen is. Omdat een schuifafsluiter een full-port afsluiter is, wat betekent dat de poorten van de afsluiter even groot zijn als de binnendiameter van de verbindingsbuizen, is er zeer weinig weerstand tegen vloeibare of gasvormige media die er rechtstreeks doorheen stromen. Daarom is de drukval door de klep vrij laag. Voor een meer uitgebreid begrip, lees ons artikel over schuifafsluiters.

Bediening van een schuifafsluiter

Schuifafsluiters zijn multi-turn kleppen, wat betekent dat het handwiel meer dan 360° moet draaien om de klep volledig te openen of te sluiten. Door het handwiel in de ene of de andere richting te draaien, gaat de poort via de spindel omhoog of omlaag. Wanneer de poort volledig omhoog staat, is de doorgang vrij en kan het medium stromen. Als de poort omlaag staat, wordt de media geblokkeerd en kunnen ze niet stromen. Schuifafsluiters kunnen het debiet niet moduleren of smoren omdat er een niet-lineair verband bestaat tussen de slag van de schuif en het debiet. Als de klep gedeeltelijk open is, botst de stroom er tegenaan terwijl hij door de klep loopt, waardoor de stroom met een hogere snelheid beweegt en turbulentie ontstaat, die beide leiden tot verhoogde slijtage van de schijf en de zittingen.

De drie gebruikelijke middelen om een schuifafsluiter te bedienen zijn manueel, pneumatisch of elektrisch. Bij de manuele methode moet de gebruiker ter plaatse aan het handwiel draaien om de klep te openen of te sluiten. Deze methode is de meest kosteneffectieve, aangezien schuifafsluiters doorgaans niet vaak worden geopend of gesloten. De pneumatische en elektrische oplossingen maken het mogelijk een schuifafsluiter op afstand te bedienen. Pneumatische bediening vereist een pneumatisch systeem ter plaatse en elektrische bediening vereist elektrische stroom ter plaatse.

Typen schuifafsluiters

Zoals hierboven vermeld, bestaan er verschillende stijlen schuifafsluiters. Drie factoren bepalen doorgaans de stijl van een schuifafsluiter: het type schuif, het type bovendeel en het type spindel.

Poorttype verwijst naar de schijf die de stroom blokkeert wanneer de klep gesloten is, bijvoorbeeld:

• Wigschijf: Het hek heeft de vorm van een wig en staat op twee schuine zittingen. Dit zorgt voor een hoge wigkracht die helpt bij het afdichten.
• Mes schijf: De poort is een stuk metaal met een afgeschuinde rand als een mes. Hij kan worden gebruikt om door dikke vloeistoffen en droge vaste stoffen te snijden.
• Dubbele disc: De poort bestaat uit twee schijven die op twee zittingen zijn geplaatst. De schijven zetten zich van elkaar af en zorgen voor een goede afdichting.

Bovendelen heeft betrekking op de wijze waarop het bovendeel op de klepbehuizing is bevestigd. Dat kan het zijn:

• Geschroefd: Ingeschroefde bovendelen zijn het eenvoudigst van constructie. Ze zijn gebruikelijk in kleine kleppen en zorgen voor een duurzame lekvrije afdichting.
• Vastgebout: Schuifafsluiter met bouten bevestigde bovendelen zorgen voor afdichting bij grotere kleppen en toepassingen met hogere druk.
• Gelast: Het bovendeel is van schroefdraad voorzien en de verbinding tussen carrosserie en motorkap is gelast. Dit biedt extra bescherming tegen lekken.
• Druk verzegeld: De afdichting van de behuizing en het bovendeel wordt beter naarmate de druk in de klep toeneemt. Gewoonlijk gebruikt voor hogedruktoepassingen boven 100 bar.

Spindeltype verwijst naar de plaats en de werking van de spindel.

• Stijgend versus niet stijgend: Schuifafsluiters met stijgende klep hebben meer ruimte boven de klep nodig dan schuifafsluiters zonder stijgende klep.
• Blijft binnen de klep en komt er bij het openen weer uit: Door uit de klep te komen, is de spindel gemakkelijker te smeren.

Materialen

Het juiste materiaal hangt af van de vloeistofdienst en de temperatuur van de toepassing. Veel gebruikte materialen voor een schuifafsluiter zijn:

• Behuizing en motorkap: gietstaal, roestvrij staal, gietijzer, brons, messing en PVC
• Schijf: roestvrij staal, polypropyleen, teflon, met rubber bekleed (bv. wigschijf)
• Afdichting: EPDM, NBR, Teflon

Deze materialen maken een waaier van toepassingen mogelijk, zodat schuifafsluiters van toepassing zijn op relatief milde toepassingen zoals huishoudelijk loodgieterswerk tot meer corrosieve toepassingen zoals gebruik in zoutwateromgevingen. Voor meer informatie, lees onze gids over chemische weerstand.

Vlinderkleppen

Hoe werkt een vlinderklep?

De werking van een vlinderklep wordt bereikt door de hendel 90° te draaien of met behulp van een pneumatische of elektrische aandrijving. Hierdoor draait de spindel van de klep, waardoor de schijf draait. In de volledig gesloten stand staat de schijf loodrecht op de stroming, en in de volledig geopende stand staat de schijf evenwijdig aan de stroming. Door de schijf gedeeltelijk te openen of te sluiten kan een proportioneel of gesmoord debiet worden bereikt. In het geval van een grote vlinderklep of een klep die wordt gebruikt in een vloeistoftoepassing waarbij een snelle sluiting waterslag zou kunnen veroorzaken, kan een vlinderklep via een tandwielkast worden bediend (figuur 2, rechts). Het handwiel van de versnellingsbak moet echter meer dan 90° worden gedraaid, waardoor de relatief snelle sluitsnelheid van de vlinderklep wegvalt. Voor een beter begrip, lees ons artikel over vlinderkleppen.

Typen vlinderkleppen

Er zijn twee hoofdthema's bij het bespreken van types vlinderkleppen: lichaam en spindel offset. Behuizing verwijst naar de manier waarop de behuizing van de klep met de pijpleiding is verbonden, en de spindel-offset verwijst naar het feit of de spindel door het midden van de schijf loopt of verschoven is.

De types vlinderkleppen zijn:

• Met dubbele flens: Dit ontwerp wordt meestal gebruikt voor grotere vlinderkleppen.
• Wafer: Meest kosteneffectieve ontwerp; ingeklemd tussen twee pijpflenzen.
• Enkele flens: Dit ontwerp maakt gebruik van bouten en moeren die door de gaten van de klep worden gestoken om aan beide zijden van het leidingwerk te worden aangesloten.
• Lugtype: Deze vlinderklep heeft schroefdraadinzetstukken (lugs) buiten de behuizing. Twee sets bouten verbinden buisflenzen zonder moeren met elke zijde van de boutinzetstukken. Dit ontwerp maakt de ontkoppeling van de ene kant mogelijk zonder de andere te beïnvloeden.
• Flensloos: Net als de wafer stijl, is dit ontwerp ingeklemd tussen twee pijpflenzen.
• Stuiklaseinden: Voorbereid voor rechtstreeks lassen aan pijpwerk.
• U-sectie: Ook geklemd tussen pijpflenzen en geschikt voor end-of-line service.

De spindel kan door de middellijn van de schijf gaan (concentrisch) of achter de middellijn liggen (excentrisch). Offset, die enkel-, dubbel- of drievoudig kan zijn, wordt gebruikt om de mate waarin de schijf tegen de zitting wrijft bij het sluiten te verminderen. Hoe groter de offset, hoe meer de schijf naar volledig gesloten gaat voordat hij de afdichting raakt. Elke wrijving tegen de afdichting kan de levensduur van de klep verkorten.

High-performance vlinderkleppen zijn speciaal ontworpen om bestand te zijn tegen meer veeleisende toepassingen op het gebied van druk en temperatuur.

Hieronder wordt een vergelijking gemaakt tussen een vlinderklep met hoge prestaties en een standaard vlinderklep:

• Maximale afsluitdruk: Ongeveer 50 bar versus ongeveer 14 bar
• Strakke afsluiting: Onder 260°C vs onder 120°C
• Afsluiter met toegestane lekkage van de zitting: Onder 538°C vs onder 425°C

Materialen

De materialen van de behuizing en de zitting van de klep moeten zorgvuldig worden gekozen op basis van de behoeften van de toepassing. Gangbare materialen zijn ijzer, roestvrij staal, koolstofstaal, nikkellegering, titaanlegering en nikkelaluminiumbrons. Deze materialen variëren in gewicht en weerstand tegen corrosie en extreme temperaturen.

Gangbare materialen voor zittingen zijn EPDM, EPDM wit, FKM, XNBR, en NBR. Afhankelijk van het materiaal van de zitting kan een vlinderklep worden gebruikt bij temperaturen tussen -10°C en 180°C. Veerkrachtige vlinderkleppen en vlinderkleppen met metalen zitting zijn ook verkrijgbaar, waarbij gebruik wordt gemaakt van dezelfde materialen als hier vermeld, en zijn ontworpen om te werken bij meer extreme temperaturen en drukken.

Schuifafsluiters vs. vlinderkleppen

Er zijn vele factoren te overwegen bij het beslissen of een schuif- of vlinderklep geschikt is voor een bepaalde toepassing. Hieronder staan enkele van de belangrijkste:

• Kostprijs Een vlinderklep is doorgaans minder duur dan een schuifafsluiter, vooral bij grotere poortdiameters.
• Installatieruimte: Een vlinderklep neemt minder installatieruimte in dan een schuifafsluiter.
• Gewicht: Een vlinderklep weegt minder dan een schuifklep; de laatste kan ondersteunende structuren nodig hebben bij grotere poortdiameters.
• Onderhoud: Hoewel een vlinderklep relatief gemakkelijk te onderhouden, te repareren of te installeren is door zijn geringe grootte en lage gewicht, is hij door zijn centrale schijf niet geschikt voor systemen die gebruik maken van pigging en swabbing voor reinigingsdoeleinden. Een schuifafsluiter is daarentegen ideaal voor dergelijk onderhoud.
• Bediening: Een vlinderklep kan sneller sluiten dan een schuifklep met dezelfde poortdiameter. Dit feit betekent echter dat vlinderkleppen gevoeliger zijn voor waterslag.
• Debietregeling: Een vlinderklep kan de stroom moduleren of smoren, terwijl een schuifklep alleen aan/uit kan zijn.
• Stromingsweerstand: Een schuifafsluiter biedt minder stromingsweerstand en dus minder drukverlies dan een vlinderklep.
• Druk Schuifafsluiters kunnen hogere drukken aan dan vlinderkleppen.

Toepassingen

• Schuifafsluiters hebben een hogere afdichtingsdichtheid en zijn daarom meer geschikt voor toepassingen waarbij geen lekkage is vereist.
• Vlinderkleppen zijn meer geschikt voor toepassingen waarbij debietmodulatie of smoren vereist is.
• Als een meststroom niet hoeft te worden gemoduleerd, verdienen schuifafsluiters de voorkeur boven vlinderkleppen.
• Schuifafsluiters zijn meer geschikt voor systemen die een bidirectionele, ononderbroken stroom vereisen.

FAQs

Wat is beter, een schuifafsluiter of een vlinderklep?

Een schuifafsluiter heeft een sterkere afdichting en is meer geschikt voor hogedruktoepassingen. Een vlinderklep is minder duur en verkrijgbaar in zeer grote maten.

Kan een vlinderklep worden gebruikt in plaats van een schuifafsluiter?

Een vlinderklep kan worden gebruikt in plaats van een schuifafsluiter in lagedruksystemen waar enige lekkage geen groot probleem is.