Inleiding tot bolkleppen

Bolkleppen

Een bolklep is een lineaire bewegingsklep en is primair ontworpen om de stroom te stoppen, starten en regelen. De schijf van een Globe-klep kan volledig uit het stroompad worden verwijderd of kan het stroompad volledig afsluiten.

Conventionele klepafsluiters kunnen worden gebruikt voor isolatie- en smoringsdiensten. Hoewel deze kleppen een iets grotere drukval vertonen dan gewone kleppen (bijvoorbeeld schuifafsluiters, pluggen, kogels, enz.), kunnen ze worden gebruikt als de drukval door de klep geen controlerende factor is.

Omdat de gehele systeemdruk die op de klep wordt uitgeoefend, wordt overgebracht naar de klepsteel, is de praktische maatlimiet voor deze kleppen NPS 12 (DN 300). Klepafsluiters groter dan NPS 12 (DN 300) zijn eerder uitzondering dan regel. Bij grotere kleppen zouden enorme krachten op de steel moeten worden uitgeoefend om de klep onder druk te openen of te sluiten. Er zijn klepafsluiters in maten tot NPS 48 (DN 1200) vervaardigd en gebruikt.

Bolkleppen worden op grote schaal gebruikt om de stroom te regelen. Bij het ontwerp van de klep moet rekening worden gehouden met het bereik van debietregeling, drukval en belasting om voortijdige uitval te voorkomen en een bevredigende werking te garanderen. Kleppen die worden onderworpen aan een hoge differentiële druksmoring vereisen een speciaal ontworpen kleptrim.

Over het algemeen mag het maximale drukverschil over de klepschijf niet hoger zijn dan 20 procent van de maximale stroomopwaartse druk of 200 psi (1380 kPa), afhankelijk van welke van de twee het laagst is. Afsluiters met een speciale trim kunnen worden ontworpen voor toepassingen die deze verschildruklimieten overschrijden.

Gegoten stalen klepafsluiter voor de olie- en gasindustrie

Lichaamsontwerpen van bolkleppen

Er zijn drie primaire behuizingsontwerpen voor bolkleppen, namelijk: T-patroon of Z-lichaam, hoekpatroon en Wye-patroon of Y-lichaam.

T-stukpatroon Globe-ventielontwerpis het meest voorkomende lichaamstype, met een Z-vormig middenrif. Door de horizontale instelling van de stoel kunnen de stuurpen en schijf loodrecht op de horizontale lijn bewegen. Dit ontwerp heeft de laagste stroomcoëfficiënt en een hogere drukval. Ze worden gebruikt bij ernstige smoortoepassingen, zoals in bypass-leidingen rond een regelklep. T-patroon bolkleppen kunnen ook worden gebruikt in toepassingen waar drukval geen probleem is en smoring vereist is.

 

 

Hoekpatroon Globe kleppen ontwerpis een aanpassing van de basis T-patroon Globe-klep. De uiteinden van deze Globe-klep bevinden zich in een hoek van 90 graden en de vloeistofstroom vindt plaats met een enkele draai van 90 graden. Ze hebben een iets lagere stroomcoëfficiënt dan bolkleppen met Y-patroon. Ze worden gebruikt in toepassingen met perioden van pulserende stroming vanwege hun vermogen om het verstoppingseffect van dit soort stroming op te vangen.

 

 

Wye-patroon Globe-kleppen ontwerp, is een alternatief voor de hoge drukval, inherent aan Globe-kleppen. Zitting en stuurpen zijn onder een hoek van ongeveer 45 graden geplaatst, wat een rechter stromingspad oplevert bij volledige opening en de minste weerstand biedt tegen stroming. Ze kunnen lange tijd worden opengebroken zonder ernstige erosie. Ze worden veelvuldig gebruikt voor throttling tijdens seizoens- of opstartactiviteiten. Ze kunnen worden doorgestoken om vuil te verwijderen bij gebruik in afvoerleidingen die normaal gesproken gesloten zijn.

Schijf en zitting en steel van bolkleppen

Schijf:De meest voorkomende schijfontwerpen voor bolkleppen zijn: kogelschijf, compositieschijf en de plugschijf. Het kogelschijfontwerp wordt voornamelijk gebruikt in lagedruk- en lagetemperatuursystemen. Het is in staat de stroming te smoren, maar wordt in principe toegepast om de stroming te stoppen en te starten.

Het compositieschijfontwerp maakt gebruik van een harde, niet-metalen inzetring op de schijf, die zorgt voor een strakkere sluiting.

Het plug-disk-ontwerp zorgt voor een betere throttling dan bal- of compositie-ontwerpen. Ze zijn verkrijgbaar in veel verschillende uitvoeringen en ze zijn allemaal lang en taps toelopend.

Zitplaats:Klepzittingen zijn geïntegreerd of in het kleplichaam geschroefd. Veel bolkleppen hebben een achterbank in de motorkap. De achterbank zorgt voor een afdichting tussen de stuurpen en de motorkap en voorkomt dat er systeemdruk ontstaat tegen de kleppakking wanneer de klep volledig open is. Achterbanken worden vaak toegepast in Globe kleppen.

Stang:Klepafsluiters gebruiken twee methoden voor het verbinden van de schijf en de spindel: de T-gleuf en de schijfmoerconstructie. Bij het T-gleufontwerp schuift de schijf over de steel, terwijl bij het schijfmoerontwerp de schijf in de steel wordt geschroefd.

Constructie van een bolklep

Klepafsluiters hebben meestal stijgende stengels, en de grotere maten hebben een buitenste schroef-en-jukconstructie. Componenten van de Globe-klep zijn vergelijkbaar met die van de schuifafsluiter. Dit type klep heeft zittingen in een vlak evenwijdig aan of hellend ten opzichte van de stromingslijn.

Het onderhoud van bolkleppen is relatief eenvoudig, omdat de schijven en zittingen gemakkelijk kunnen worden opgeknapt of vervangen. Dit maakt Globe-kleppen bijzonder geschikt voor diensten waarbij regelmatig kleponderhoud vereist is. Wanneer kleppen handmatig worden bediend, biedt de kortere slag van de schijf voordelen in het besparen van tijd voor de operator, vooral als de kleppen regelmatig worden afgesteld.

De belangrijkste variatie in het ontwerp van de Globe-klep zit in de soorten schijven die worden gebruikt. Plug-type schijven hebben een lange, taps toelopende configuratie met een breed lageroppervlak. Dit type stoel biedt maximale weerstand tegen de eroderende werking van de vloeistofstroom. Bij de compositieschijf heeft de schijf een plat vlak dat als een dop tegen de zittingopening wordt gedrukt. Dit type stoelopstelling is niet zo geschikt voor het smoren van hoge drukverschillen.

Bij gietijzeren bolkleppen zijn de schijf- en zittingringen meestal van brons. Bij stalen bolafsluiters voor temperaturen tot 399 °C (750 °F) is de bekleding doorgaans gemaakt van roestvrij staal en is daardoor bestand tegen vastlopen en vreten. De pasvlakken worden normaal gesproken met warmte behandeld om verschillende hardheidswaarden te verkrijgen. Er worden ook andere bekledingsmaterialen gebruikt, waaronder legeringen op basis van kobalt.

Het zittingoppervlak is geslepen om volledig contact met het lageroppervlak te garanderen wanneer de klep gesloten is. Voor lagere drukklassen wordt de uitlijning gehandhaafd door een lange schijfborgmoer. Voor hogere drukken zijn schijfgeleiders in het kleplichaam gegoten. De schijf draait vrij rond de stuurpen om te voorkomen dat het schijfvlak en de zittingring worden aangetast. De stuurpen rust tegen een geharde drukplaat, waardoor het beschadigen van de stuurpen en de schijf op het contactpunt wordt voorkomen.

Stroomrichting van bolkleppen

Voor toepassingen met lage temperaturen worden bolkleppen normaal gesproken zo geïnstalleerd dat de druk onder de schijf ligt. Dit draagt ​​bij aan een gemakkelijke bediening en helpt de verpakking te beschermen.

Voor toepassingen met stoom op hoge temperatuur worden bolkleppen zo geïnstalleerd dat de druk boven de schijf ligt. Anders zal de steel bij afkoeling samentrekken en de neiging hebben de schijf van de zitting te tillen.

Voor- en nadelen van bolkleppen

Voordelen:

• Goede afsluitmogelijkheid
• Matig tot goed smoorvermogen
• Kortere slag (vergeleken met een schuifafsluiter)
• Verkrijgbaar in T-, Y- en hoekpatronen, elk met unieke mogelijkheden
• Gemakkelijk te bewerken of opnieuw te bekleden met de stoelen
• Omdat de schijf niet aan de steel is bevestigd, kan de klep worden gebruikt als terugslagklep

Nadelen:

• Hogere drukval (vergeleken met een schuifafsluiter)
• Vereist meer kracht of een grotere actuator om de klep te plaatsen (met druk onder de zitting)
• Smoorstroom onder de stoel en afsluitstroom over de stoel

Typische toepassingen van bolkleppen

Hieronder volgen enkele van de typische toepassingen van Globe-kleppen:

• Koelwatersystemen waarbij de stroming geregeld moet worden
• Stookoliesysteem waarbij de doorstroming wordt geregeld en lekdichtheid van belang is
• Ventilatieopeningen op hoge punten en afvoeren op lage punten wanneer lekdichtheid en veiligheid belangrijke overwegingen zijn
• Voedingswater, chemicaliëntoevoer, condensorluchtafzuiging en afzuigafvoersystemen
• Boileropeningen en -afvoeren, hoofdstoomopeningen en -afvoeren, en verwarmingsafvoeren
• Turbineafdichtingen en afvoeren
• Turbine-smeeroliesysteem en andere