Inleiding tot vlinderkleppen
Vlinderkleppen
Een vlinderklep is een kwartslag roterende bewegingsklep, die wordt gebruikt om de stroom te stoppen, te regelen en te starten.
Vlinderkleppen zijn eenvoudig en snel te openen. Een rotatie van 90° van de hendel zorgt voor een volledige sluiting of opening van de klep. Grote vlinderkleppen zijn doorgaans voorzien van een zogenaamde tandwielkast, waarbij het handwiel middels tandwielen is verbonden met de spindel. Dit vereenvoudigt de bediening van de klep, maar gaat ten koste van de snelheid.
Soorten vlinderkleppen
Vlinderkleppen hebben een kort rond lichaam, een ronde schijf, metaal-op-metaal of zachte zittingen, lagers aan de boven- en onderkant en een pakkingbus. De constructie van een vlinderklephuis varieert. Een veelgebruikt ontwerp is het wafeltype dat tussen twee flenzen past. Een ander type, het nokwaferontwerp, wordt op zijn plaats gehouden tussen twee flenzen door bouten die de twee flenzen verbinden en door gaten in de buitenbehuizing van de klep gaan. Vlinderkleppen zijn zelfs verkrijgbaar met flens-, draad- en stomplaseinden, maar worden niet vaak toegepast.
Vlinderkleppen hebben veel voordelen ten opzichte van schuif-, bol-, plug- en kogelkranen, vooral voor grote kleptoepassingen. Besparingen in gewicht, ruimte en kosten zijn de meest voor de hand liggende voordelen. De onderhoudskosten zijn doorgaans laag omdat er een minimaal aantal bewegende delen is en er geen holtes zijn waarin vloeistoffen kunnen worden opgevangen.
Vlinderkleppen zijn vooral geschikt voor het verwerken van grote stromen vloeistoffen of gassen bij relatief lage drukken en voor het verwerken van slurries of vloeistoffen met grote hoeveelheden zwevende vaste stoffen.
Vlinderkleppen zijn gebouwd volgens het principe van een buisdemper. Het stroomregelelement is een schijf met ongeveer dezelfde diameter als de binnendiameter van de aangrenzende buis, die roteert om een verticale of horizontale as. Wanneer de schijf evenwijdig aan het leidingtraject ligt, is de klep volledig geopend. Wanneer de schijf de loodrechte positie nadert, wordt de klep gesloten. Tussenposities, voor smoordoeleinden, kunnen op hun plaats worden vastgezet door middel van hendelvergrendelingen.
Vlinderklep Zittingconstructie
Het stoppen van de stroming wordt tot stand gebracht doordat de klepschijf afdicht tegen een zitting die zich aan de binnendiameter van het kleplichaam bevindt. Veel vlinderkleppen hebben een zitting van elastomeer waartegen de schijf afdicht. Andere vlinderkleppen hebben een afdichtingsring die gebruik maakt van een klemring en steunring op een rubberen ring met gekartelde randen. Dit ontwerp voorkomt extrusie van de O-ringen.
In vroege ontwerpen werd een metalen schijf gebruikt om af te dichten tegen een metalen zitting. Deze opstelling zorgde niet voor een lekdichte afsluiting, maar zorgde wel voor voldoende afsluiting in sommige toepassingen (zoals waterdistributieleidingen).
Constructie van het vlinderkleplichaam
De constructie van het vlinderklephuis varieert. Het meest economisch is het wafertype dat tussen twee pijpleidingflenzen past. Een ander type, het nokwaferontwerp, wordt op zijn plaats gehouden tussen twee pijpflenzen door bouten die de twee flenzen verbinden en door gaten in de buitenbehuizing van de klep gaan. Vlinderkleppen zijn verkrijgbaar met conventionele flenseinden voor bevestiging aan pijpflenzen, en in een constructie met schroefdraadeinden.
Zittingschijf en steel van een vlinderklep
De steel en schijf voor een vlinderklep zijn aparte stukken. De schijf is geboord om de stengel te ontvangen. Er worden twee methoden gebruikt om de schijf aan de steel te bevestigen, zodat de schijf roteert terwijl de steel wordt gedraaid. Bij de eerste methode wordt de schijf doorgeboord en met bouten of pennen aan de stuurpen bevestigd. De alternatieve methode omvat het boren van de schijf zoals voorheen, en vervolgens het vormen van de bovenste steelboring zodat deze op een vierkante of zeshoekige steel past. Met deze methode kan de schijf ‘zweven’ en zijn middelpunt in de zitting zoeken. Er wordt een uniforme afdichting bereikt en externe steelbevestigingen zijn geëlimineerd. Deze montagewijze is voordelig bij afgedekte schijven en bij corrosieve toepassingen.
Om ervoor te zorgen dat de schijf in de juiste positie wordt gehouden, moet de steel voorbij de onderkant van de schijf uitsteken en in een bus in de bodem van het kleplichaam passen. Een of twee soortgelijke bussen bevinden zich ook langs het bovenste gedeelte van de stuurpen. Deze bussen moeten ofwel bestand zijn tegen de media die worden gehanteerd, ofwel afgedicht zijn, zodat de corrosieve media er niet mee in contact kunnen komen.
Stamafdichtingen worden tot stand gebracht door middel van pakking in een conventionele pakkingbus of door middel van O-ringafdichtingen. Sommige klepfabrikanten, vooral fabrikanten die gespecialiseerd zijn in de omgang met corrosieve materialen, plaatsen een spindelafdichting aan de binnenkant van de klep, zodat geen enkel materiaal dat door de klep wordt verwerkt in contact kan komen met de klepsteel. Als er een pakkingbus of externe O-ring wordt gebruikt, zal de vloeistof die door de klep stroomt in contact komen met de klepsteel.
Typische toepassingen van vlinderkleppen
Een vlinderklep kan in veel verschillende vloeistoftoepassingen worden gebruikt en presteert goed in slurrytoepassingen. Hieronder volgen enkele typische toepassingen van vlinderkleppen:
- Koelwater, lucht, gassen, brandbeveiliging etc.
- Drijfmest en soortgelijke diensten
- Vacuümservice
- Hogedruk- en hogetemperatuurwater- en stoomdiensten
Voordelen van vlinderkleppen
- Compact ontwerp vereist aanzienlijk minder ruimte in vergelijking met andere kleppen
- Licht van gewicht
- Snelle bediening vereist minder tijd om te openen of te sluiten
- Verkrijgbaar in zeer grote maten
- Lage drukval en hoge druk herstel
Nadelen van vlinderkleppen
- De smoorservice is beperkt tot een laag drukverschil
- Cavitatie en verstikte stroming zijn twee potentiële problemen
- De schijfbeweging is ongeleid en wordt beïnvloed door stromingsturbulentie
Vanessa drievoudige offset vlinderklep
Opmerking(en) van de auteur…
Pakkingen en installatie van vlinderkleppen
Op 14 september 2012 ontving ik een e-mail met de volgende opmerking:
Ik heb een suggestie voor u die volgens mij niet op uw site wordt behandeld, namelijk om te beschrijven welk type pakking u moet gebruiken voor verschillende vlinderkleppen (type E of F) en welk type begeleidende flens moet worden gebruikt (RF of FF), en ook wanneer een pakking niet nodig is omdat bepaalde vlinderkleppen integrale pakkingen hebben. Ik heb gemerkt dat er vaak verwarring bestaat over deze kwestie.
Een goede observatie en daarom het volgende:
Installatie-instructies van een leverancier van vlinderkleppen:
De klep is ontworpen voor gebruik tussen alle typen platte of verhoogde flenzen.
GEBRUIK GEEN FLENSPAKKINGEN.Door het vlinderklepontwerp zijn er geen pakkingen meer nodig. Voor een juiste installatie moet de ruimte tussen de flenzen voldoende zijn om het inbrengen van de klep mogelijk te maken zonder de flensafdichting te verstoren. Houd er rekening mee dat de diac-afdichtingsrand in één lijn ligt met de platte kant van de as. Draai de steel om de schijf in het huis te positioneren, plaats de klep tussen de flenzen en draai de bouten met de hand vast.
LANGZAAM OPENdraai de klep tegen de klok in om te controleren of er voldoende schijfspeling is.
DRAAI DE SCHIJF TERUG NAAR 10% OPEN POSITIE& draai alle bouten kruislings vast, controleer opnieuw of er voldoende schijfspeling is.
Onjuist
Schijf in gesloten positie en pakkingen geïnstalleerd
tussen klep en bijpassende flenzen
Juist
Geen flenspakkingen gebruikt en schijf in de
bijna gesloten stand.
Nog een installatie-instructie van een leverancier van vlinderkleppen:
VOORZICHTIGHEID
Voor de installatie van de kleppen in pijpleidingen moeten de volgende pakkingen worden gebruikt.
- Type pakking
Versterkte PTFE-pakking (mantelpakking, spiraalgewonden pakking of metalen pakking kunnen niet worden geïnstalleerd.) - Afmeting van pakking
De afmetingen van de pakking moeten voldoen aan ASME B16.21. (Minimale pakkingdikte is 3 mm.)
De kleppen kunnen niet op stompe uiteinden worden geïnstalleerd. De klep moet worden geïnstalleerd volgens de pijl, voorzien op de zijkant van de montageflens van de aandrijving. De pijl moet van de hogere drukzijde naar de lagere drukzijde wijzen in de gesloten klepstand.
Het is dus aan te raden de instructies van een vlinderklepleverancier op te volgen!
Problemen met vlinderkleppen voorkomen
Het merendeel van alle problemen met vlinderkleppen in het veld houdt rechtstreeks verband met slechte installatieprocedures. Om deze reden is het verstandig om rekening te houden met de beste praktijken bij het aanleggen van leidingwerk en het installeren van de klep zelf.
De zitting van een vlinderklep met veerkrachtige zitting strekt zich gewoonlijk uit naar beide zijden van de klep. Hierdoor zijn er geen pakkingen nodig, aangezien deze zittingen de functie van pakking vervullen. Het zittingmateriaal dat zich voorbij het vlak uitstrekt, wordt tijdens de installatie samengedrukt en stroomt naar het midden van de klepzitting. Elke wijziging in deze configuratie als gevolg van een onjuiste installatie heeft rechtstreeks invloed op de drukwaarde en de koppels voor vastzetten/ontgrendelen.
In tegenstelling tot de meeste kleptypen steekt de schijf van de vlinderklep bij bepaalde openingshoeken (bijvoorbeeld 30° of meer) buiten de voorkant van het klephuis uit wanneer deze tussen flenzen wordt geïnstalleerd. Daarom is het erg belangrijk om er vóór de installatie voor te zorgen dat de schijf vrij kan draaien en de flenzen en het leidingwerk kan binnendringen.
Verzending en opslag
- Plaats de schijven op 10% open, zodat ze niet op hun plaats zitten.
- De oppervlakken van elke klep moeten bedekt zijn om schade aan het zittingvlak, de schijfrand of de binnenkant van de klep te voorkomen.
- Binnen bewaren, bij voorkeur bij een omgevingstemperatuur tussen 5°C en 30°C.
- Open en sluit de kranen elke 3 maanden.
- Verzend en bewaar kleppen zodat er geen zware lasten op de carrosserieën worden uitgeoefend.
Ventiellocatie
- Vlinderkleppen moeten indien mogelijk op minimaal 6 leidingdiameters van andere leidingelementen worden geïnstalleerd, zoals bochten, pompen, kleppen etc. Soms is dit niet haalbaar, maar het is wel belangrijk om een zo groot mogelijke afstand te bewaren.
- Als de vlinderklep is aangesloten op een terugslagklep of pomp, zorg er dan voor dat er voldoende ruimte tussen zit om ervoor te zorgen dat de schijf de aangrenzende apparatuur niet hindert.
Ventieloriëntatie
Als vuistregel geldt dat vlinderkleppen moeten worden geïnstalleerd met de spindel in verticale positie en de actuator verticaal er direct boven gemonteerd. Er zijn echter enkele toepassingen waarbij de spindel horizontaal moet zijn. In onderstaand .pdf-bestand leest u waarom de steel soms horizontaal moet worden geplaatst.
(Vlinderklep Installatie-instructies)
Installatieprocedures
- Zorg ervoor dat de pijpleiding- en flensvlakken schoon zijn. Vreemd materiaal zoals metaalvijlsel, pijpaanslag, lasslakken, lasstaven enz. kan de beweging van de schijf beperken of de schijf of zitting beschadigen.
- Pakkingen zijn niet vereist op kleppen met veerkrachtige zitting, omdat deze zich uitstrekken tot beide zijden van de klep.
- Lijn het leidingwerk uit en spreid de flenzen voldoende uit zodat het klephuis gemakkelijk tussen de flenzen kan worden gestoken zonder contact te maken met de pijpflenzen.
- Controleer of de klepschijf ongeveer 10% open staat, zodat deze niet klem komt te zitten in de volledig zittende positie.
- Steek de klep tussen de flenzen, zoals afgebeeld, en zorg ervoor dat u de zittingvlakken niet beschadigt. Til de klep altijd op aan de bevestigingsgaten of gebruik een nylonband om de nek of het lichaam. Til de klep nooit op aan de actuator of operator die op de klep is gemonteerd.
- Plaats de klep tussen de flenzen, centreer deze, plaats de bouten en draai ze met de hand vast. Open de schijf voorzichtig en zorg ervoor dat de schijf geen contact maakt met de binnenkant van de aangrenzende pijpen.
- Sluit de klepschijf heel langzaam om ervoor te zorgen dat de schijfrand vrij is van de aangrenzende pijpflens.
- Open de schijf volledig en draai alle flensbouten vast zoals afgebeeld.
- Herhaal een volledige, gesloten tot volledig open rotatie van de schijf om voor voldoende speling te zorgen.
Posttijd: 06 mei 2020