Wat zijn kleppen?

Kleppen zijn mechanische apparaten die de stroom en druk binnen een systeem of proces regelen. Het zijn essentiële componenten van een leidingsysteem dat vloeistoffen, gassen, dampen, slurries enz. transporteert.

Er zijn verschillende soorten kleppen beschikbaar: schuif-, bol-, plug-, kogel-, vlinder-, terugslag-, membraan-, knijp-, drukontlastings-, regelkleppen etc. Elk van deze typen heeft een aantal modellen, elk met verschillende kenmerken en functionele mogelijkheden. Sommige kleppen zijn zelfbediend, terwijl andere handmatig of met een actuator of pneumatisch of hydraulisch worden bediend.

Functies van Valves zijn:

• Het stoppen en starten van de stroom
• Verminder of verhoog een stroom
• Controle van de stroomrichting
• Regelen van een flow- of procesdruk
• Een leidingsysteem van een bepaalde druk ontlasten

Er zijn veel klepontwerpen, -typen en -modellen, met een breed scala aan industriële toepassingen. Ze voldoen allemaal aan een of meer van de hierboven genoemde functies. Kleppen zijn dure artikelen en het is belangrijk dat een juiste klep wordt gespecificeerd voor de functie, en moet zijn vervaardigd van het juiste materiaal voor de procesvloeistof.

Ongeacht het type hebben alle kleppen de volgende basisonderdelen: het huis, de motorkap, de trim (interne elementen), de actuator en de pakking. De basisonderdelen van een klep worden weergegeven in de afbeelding rechts.

Kleplichaam

Het kleplichaam, ook wel de schaal genoemd, is de primaire grens van een drukklep. Hij fungeert als het belangrijkste element van een klepsamenstel omdat het het raamwerk is dat alle onderdelen bij elkaar houdt.

Het lichaam, de eerste drukgrens van een klep, is bestand tegen vloeistofdrukbelastingen van verbindende leidingen. Het ontvangt inlaat- en uitlaatleidingen via schroefdraad-, bout- of lasverbindingen.

De uiteinden van het kleplichaam zijn ontworpen om de klep te verbinden met de leidingen of het mondstuk van de apparatuur door middel van verschillende soorten eindverbindingen, zoals stomp- of mofgelast, van schroefdraad of van een flens voorzien.

Kleplichamen worden in verschillende vormen gegoten of gesmeed en elk onderdeel heeft een specifieke functie en is vervaardigd uit een materiaal dat geschikt is voor die functie.

Ventiel motorkap

De afdekking voor de opening in het lichaam is de motorkap en is de op een na belangrijkste grens van een drukventiel. Net als kleplichamen zijn motorkappen in vele uitvoeringen en modellen verkrijgbaar.

Een kap fungeert als afdekking op het kleplichaam en is gegoten of gesmeed uit hetzelfde materiaal als het lichaam. Het wordt gewoonlijk met het lichaam verbonden door een schroefdraad-, bout- of lasverbinding. Tijdens de vervaardiging van de klep worden de interne componenten, zoals de steel, de schijf enz., in het lichaam geplaatst en vervolgens wordt de motorkap bevestigd om alle onderdelen binnenin bij elkaar te houden.

In alle gevallen wordt de bevestiging van de motorkap aan de carrosserie beschouwd als een drukgrens. Dit betekent dat de lasverbinding of bouten die de motorkap met de carrosserie verbinden, drukhoudende onderdelen zijn. Klepkappen zijn weliswaar noodzakelijk voor de meeste kleppen, maar vormen een reden tot zorg. Motorkappen kunnen de vervaardiging van kleppen bemoeilijken, de klepgrootte vergroten, een aanzienlijk deel van de klepkosten vertegenwoordigen en een bron van potentiële lekkage zijn.

Klepversiering

De verwijderbare en vervangbare interne onderdelen van de klepdie in contact komen met het stromingsmedium worden gezamenlijk aangeduid alsKlepbekleding. Deze onderdelen omvatten klepzitting(en), schijf, pakkingbussen, afstandsstukken, geleidingen, bussen en interne veren. Het kleplichaam, de motorkap, de pakking et cetera die ook in contact komen met het stromingsmedium worden niet als kleptrim beschouwd.

De trimprestaties van een klep worden bepaald door de schijf- en stoelinterface en de relatie tussen de schijfpositie en de stoel. Door de trim zijn basisbewegingen en flowcontrol mogelijk. Bij trimontwerpen met rotatiebeweging glijdt de schijf dicht langs de zitting om een ​​verandering in de stroomopening teweeg te brengen. Bij trimontwerpen met lineaire beweging wordt de schijf loodrecht van de zitting weg getild, zodat een ringvormige opening ontstaat.

Kleptrimonderdelen kunnen uit diverse materialen zijn vervaardigd vanwege de verschillende eigenschappen die nodig zijn om verschillende krachten en omstandigheden te weerstaan. Bussen en pakkingbussen ondergaan niet dezelfde krachten en omstandigheden als de klepschotel en zitting(en).

Vloeimediumeigenschappen, chemische samenstelling, druk, temperatuur, stroomsnelheid, snelheid en viscositeit zijn enkele van de belangrijke overwegingen bij het selecteren van geschikte trimmaterialen. Trimmaterialen kunnen al dan niet van hetzelfde materiaal zijn als het klephuis of de motorkap.

API 600-kleptrimnr

Klepschijf en zitting(en)

Schijf

De schijf is het onderdeel dat de stroom mogelijk maakt, smoort of stopt, afhankelijk van zijn positie. Bij een plug of kogelkraan wordt de schijf plug of kogel genoemd. De schijf is de derde belangrijkste primaire drukgrens. Als de klep gesloten is, wordt de volledige systeemdruk over de schijf uitgeoefend en om deze reden is de schijf een drukgerelateerd onderdeel.

Schijven zijn meestal gesmeed en bij sommige ontwerpen hebben ze een hard oppervlak om goede slijtage-eigenschappen te bieden. De meeste kleppen worden genoemd naar het ontwerp van hun schijven.

Stoel(en)

De zitting- of afdichtingsringen vormen het zitoppervlak voor de schijf. Een klep kan één of meer zittingen hebben. In het geval van een bol of een terugslagklep is er meestal één zitting, die een afdichting vormt met de schijf om de stroming te stoppen. Bij een schuifafsluiter zijn er twee zittingen; één aan de stroomopwaartse zijde en de andere aan de stroomafwaartse zijde. Een schuifafsluiterschijf heeft twee zittingoppervlakken die in contact komen met de klepzittingen om een ​​afdichting te vormen voor het stoppen van de stroom.

Om de slijtvastheid van de afdichtringen te verbeteren, wordt het oppervlak vaak hard gemaakt door het lassen en vervolgens machinaal bewerken van het contactoppervlak van de afdichtring. Een fijne oppervlakteafwerking van het zitgedeelte is noodzakelijk voor een goede afdichting als de klep gesloten is. Afdichtingsringen worden doorgaans niet als drukgrensonderdelen beschouwd, omdat het lichaam voldoende wanddikte heeft om de ontwerpdruk te weerstaan ​​zonder afhankelijk te zijn van de dikte van de afdichtringen.

Klepsteel

De klepsteel zorgt voor de nodige beweging naar de schijf, plug of kogel voor het openen of sluiten van de klep, en is verantwoordelijk voor de juiste positionering van de schijf. Het is aan het ene uiteinde verbonden met het handwiel van de klep, de actuator of de hendel en aan de andere kant met de klepschijf. Bij schuif- of klepafsluiters is een lineaire beweging van de schijf nodig om de klep te openen of te sluiten, terwijl bij plug-, kogel- en vlinderkleppen de schijf wordt gedraaid om de klep te openen of te sluiten.

Stengels worden meestal gesmeed en met schroefdraad of andere technieken met de schijf verbonden. Om lekkage te voorkomen is ter plaatse van de afdichting een fijne oppervlakteafwerking van de spindel noodzakelijk.

Er zijn vijf soorten klepstelen:

• Stijgende stuurpen met buitenschroef en juk
  De buitenkant van de steel is voorzien van schroefdraad, terwijl het gedeelte van de steel in de klep glad is. De spindeldraden zijn door de spindelpakking geïsoleerd van het stromingsmedium. Er zijn twee verschillende stijlen van deze ontwerpen beschikbaar; één met het handwiel aan de steel bevestigd, zodat ze samen omhoog kunnen komen, en de andere met een schroefdraadhuls die ervoor zorgt dat de steel door het handwiel omhoog gaat. Dit type klep wordt aangegeven met “O. S. en Y.” is een gebruikelijk ontwerp voor NPS 2 en grotere kleppen.
• Stijgende stuurpen met binnenschroef
  Het van schroefdraad voorziene deel van de steel bevindt zich in het kleplichaam en de steelpakking langs het gladde gedeelte dat is blootgesteld aan de buitenlucht. In dit geval zijn de steeldraden in contact met het stromingsmedium. Wanneer ze worden gedraaid, gaan de steel en het handwiel samen omhoog om de klep te openen.
• Niet-stijgende stuurpen met binnenschroef
  Het schroefdraadgedeelte van de steel bevindt zich in de klep en komt niet omhoog. De klepschijf beweegt langs de steel, als een moer als de steel wordt gedraaid. Stamdraden worden blootgesteld aan het stromingsmedium en zijn als zodanig onderworpen aan de impact. Dat is de reden waarom dit model wordt gebruikt wanneer de ruimte beperkt is om lineaire beweging mogelijk te maken, en het stromingsmedium geen erosie, corrosie of slijtage van het stengelmateriaal veroorzaakt.
• Glijdende stam
  Deze klepsteel draait of draait niet. Het schuift in en uit de klep om de klep te openen of te sluiten. Dit ontwerp wordt gebruikt in handbediende snelopenende kleppen. Het wordt ook gebruikt in regelkleppen die worden bediend door hydraulische of pneumatische cilinders.
• Roterende stam
  Dit is een veelgebruikt model in kogel-, plug- en vlinderkleppen. Een kwartslagbeweging van de steel opent of sluit de klep.

In het hoofdmenu “Kleppen” vindt u enkele links naar gedetailleerde (grote) afbeeldingen van Rising en NON Rising Stem-kleppen.

Klepsteelpakking

Voor een betrouwbare afdichting tussen de stuurpen en de motorkap is een pakking nodig. Dit heet een Pakking en is onder andere voorzien van de volgende onderdelen:

• Wartelvolger, een huls die de pakking samendrukt, door middel van een pakkingbus in de zogenaamde pakkingbus.
• Gland, een soort bus, die de pakking in de pakkingbus samendrukte.
• Pakkingbus, een kamer waarin de pakking wordt samengedrukt.
• Verpakking, verkrijgbaar in verschillende materialen, zoals Teflon®, elastomeer materiaal, vezelmateriaal etc..
• Een achterbank is een zitplaats in de motorkap. Het zorgt voor een afdichting tussen de steel en de motorkap en voorkomt dat er systeemdruk ontstaat tegen de kleppakking wanneer de klep volledig open is. Achterbanken worden vaak toegepast in schuif- en klepafsluiters.

Een belangrijk aspect van de levensduur van een klep is de afdichting. Bijna alle kleppen, zoals standaard kogel-, bol-, schuif-, plug- en vlinderkleppen, hebben hun afdichting op basis van schuifkracht, wrijving en scheuren.

Daarom moet de klepverpakking op de juiste manier gebeuren, om schade aan de steel en vloeistof- of gasverlies te voorkomen. Wanneer een pakking te los zit, zal de klep gaan lekken. Als de pakking te strak zit, heeft dit invloed op de beweging en mogelijke schade aan de stuurpen.

Onderhoudstip: 1. Een pakkingbus installeren

Onderhoudstip: 2. Een pakkingbus installeren

Klepjuk en jukmoer

Juk

Een juk verbindt het kleplichaam of de motorkap met het bedieningsmechanisme. De bovenkant van het juk met een jukmoer, steelmoer of jukbus en de klepsteel gaat er doorheen. Een juk heeft meestal openingen die toegang bieden tot de pakkingbus, actuatorverbindingen, enz.. Structureel moet een juk sterk genoeg zijn om krachten, momenten en koppel te weerstaan ​​die door de actuator worden ontwikkeld.

Juk Noot

Een jukmoer is een moer met interne schroefdraad en wordt in de bovenkant van een juk geplaatst waar de steel doorheen gaat. Bij een schuifafsluiter wordt bijvoorbeeld aan de jukmoer gedraaid en beweegt de steel omhoog of omlaag. Bij bolkleppen wordt de moer vastgezet en wordt de steel erdoorheen gedraaid.

Klepactuator

Handbediende kleppen zijn meestal uitgerust met een handwiel dat is bevestigd aan de klepsteel of jukmoer en dat met de klok mee of tegen de klok in wordt gedraaid om een ​​klep te sluiten of te openen. Op deze manier worden bol- en schuifafsluiters geopend en gesloten.

Handbediende kwartslagkleppen, zoals Ball, Plug of Butterfly, hebben een hendel om de klep te bedienen.

Er zijn toepassingen waarbij het niet mogelijk of wenselijk is om de klep handmatig te bedienen met een handwiel of hendel. Deze toepassingen omvatten:

• Grote kleppen die tegen hoge hydrostatische druk moeten worden bediend
• Kleppen ze moeten vanaf een externe locatie worden bediend
• Wanneer de tijd voor het openen, sluiten, smoren of handmatig bedienen van de klep langer is dan vereist door systeemontwerpcriteria

Deze kleppen zijn doorgaans voorzien van een actuator.
Een actuator in de breedste definitie is een apparaat dat een lineaire en roterende beweging van een krachtbron produceert onder invloed van een besturingsbron.

Basisactuators worden gebruikt om een ​​klep volledig te openen of volledig te sluiten. Aandrijvingen voor het aansturen of regelen van kleppen krijgen een positioneringssignaal om naar een willekeurige tussenpositie te bewegen. Er zijn veel verschillende soorten actuatoren, maar hier volgen enkele veelgebruikte klepactuators:

• Tandwielactuators
• Actuators van elektrische motoren
• Pneumatische aandrijvingen
• Hydraulische actuatoren
• Solenoïde actuatoren

Voor meer informatie over aandrijvingen zie hoofdmenu “Kleppen”-Klepaandrijvingen-

Classificatie van kleppen

Hieronder volgen enkele veelgebruikte klepclassificaties, gebaseerd op mechanische beweging:

• Lineaire bewegingskleppen. De kleppen waarin het sluitorgaan, zoals bij poort-, bol-, diafragma-, knijp- en lift-terugslagkleppen, in een rechte lijn beweegt om de stroom toe te staan, te stoppen of te smoren.
• Roterende bewegingskleppen. Wanneer het klepafsluitorgaan langs een hoekige of cirkelvormige baan beweegt, zoals bij vlinder-, kogel-, plug-, excentrische en terugslagkleppen, worden de kleppen roterende bewegingskleppen genoemd.
• Kwartslagkleppen. Sommige kleppen met roterende beweging vereisen een beweging van de steel van ongeveer een kwartslag, van 0 tot 90°, om vanuit een volledig gesloten positie volledig open te gaan of omgekeerd.

Classificatie van kleppen op basis van beweging

Klassebeoordelingen

De druk-temperatuurwaarden van kleppen worden aangegeven met klassenummers. ASME B16.34, kleppen met flens, schroefdraad en lasuiteinde is een van de meest gebruikte klepstandaarden. Het definieert drie soorten klassen: standaard, speciaal en beperkt. ASME B16.34 omvat kleppen van klasse 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 en 4500.

Samenvatting

Op deze pagina wordt een aantal basisinformatie van afsluiters gedefinieerd.

Zoals u wellicht heeft gezien kunt u in het hoofdmenu “Afsluiters” ook informatie vinden over diverse en veel toegepaste afsluiters in de Petro- en chemische industrie.
Het kan u een indruk en goed inzicht geven in de verschillen tussen de verschillende typen ventielen en hoe deze verschillen de werking van het ventiel beïnvloeden. Het zal bijdragen aan een juiste toepassing van elk type klep tijdens het ontwerp en het juiste gebruik van elk type klep tijdens bedrijf.