Stroomrichting van terugslagkleppen: van pijlregels tot aankoopspecificaties

Wat een terugslagklep is en waar de stroomrichting is aangegeven

Een pomp die stil draait, stroom verbruikt en toch geen water verpompt, heeft meestal een alledaagse oorzaak. Ergens in de afvoerleiding is een terugslagklep in de verkeerde richting gemonteerd. Het medium kan de klep niet openduwen, waardoor de leiding geblokkeerd blijft en de pomp tegen een onzichtbare barrière blijft werken.

Een terugslagklep is een eenrichtingsklep. Bij voorwaartse stroming wordt het sluitelement opengedrukt, en bij achterwaartse stroming wordt het weer tegen de zitting gedrukt. Er is geen externe bediening nodig: geen hendel, geen aandrijving, geen signaal. Juist dat automatische gedrag is de kern van de zaak. De klep bevindt zich tussen een pomp en de waterkolom die terug zal stromen zodra de pomp stopt.

Omdat de klep maar op één ding let, geeft de fabrikant je één markering. Een pijl, of de woorden “flow to”, gegoten of gestempeld op het huis. De stromingsrichting door een terugslagklep volgt altijd die pijl, van de inlaatzijde naar de uitlaatzijde. Stem de pijl af op de richting waarin het medium moet stromen, niet op de toevallige loop van de leiding, en dan is de klep op het meest basale niveau correct georiënteerd.

Als de klep achterstevoren wordt gemonteerd, lekt hij niet en maakt hij geen ratelgeluid. Hij blokkeert simpelweg de voorwaartse stroming. Het systeem stopt met pompen en de pomp kan door de verstopping beschadigd raken. Op forums over sanitair wordt precies dit resultaat beschreven, waaronder pompen die al kort na een omgekeerde montage doorbranden (r/Plumbing op Reddit, 2015).

Twee verduidelijkingen zorgen ervoor dat de rest van dit artikel overzichtelijk blijft. Een kleine plastic terugslagklep in een luchtleiding van een aquarium of in een waterfilter is hetzelfde apparaat op consumentenniveau, en de pijlregel is hierop op identieke wijze van toepassing. Een terugslagklep voor afvoerleidingen, die in zoekresultaten soms wordt verward met een terugslagklep, is een ander product dat bedoeld is voor afvoerleidingen in gebouwen, en niet voor terugslagbeveiliging in pijpleidingen. Vanaf hier gaat dit artikel over de industriële praktijk.

Waarin verschillen de sluitmechanismen van terugslagkleppen?

De pijl geeft aan in welke richting het medium door de klep stroomt. Het sluitmechanisme geeft aan of die constructie bestand is tegen uw leidingtraject, uw debiet en uw afsluitoperaties. Terugslagkleppen verschillen onderling op precies één fundamenteel punt: welke kracht zorgt ervoor dat ze daadwerkelijk sluiten.

Schommelterugslagkleppen: worden gesloten door tegenstroming en zwaartekracht

Een zwenkterugslagklep maakt gebruik van een schijf die aan een scharnierpen is opgehangen. Bij voorwaartse stroming zwaait de schijf open, en wanneer de stroming stopt, valt de schijf terug op de zitting. Om volledig te sluiten zijn zowel zwaartekracht als tegenstroming nodig; daarom staan traditionele zwenkontwerpen bekend als een bron van waterslag. Het voordeel is een vrijwel recht stromingspad in geopende toestand en een lage weerstand, wat verklaart waarom zwenkterugslagkleppen de standaard blijven bij toepassingen met schoon water. Industriële versies met flenzen zijn verkrijgbaar in maten van klein tot DN600 (24″) en tot 40 bar, met behuizingen met metalen zitting die bestand zijn tegen temperaturen tot 425 °C. De lange slag van de schijf is tevens het zwakke punt: tijdens een langzame sluiting heeft de tegenstroom de tijd om te versnellen, waardoor de schijf uiteindelijk hard neerkomt.

Liftterugslagkleppen: een geleide schijf met strikte regels

Een lift-terugslagklep maakt gebruik van een schijf die verticaal in een geleide boring beweegt. Bij voorwaartse stroming wordt de schijf omhooggetild; wanneer de stroming afneemt, zakt de schijf direct weer naar beneden. De geleide beweging zorgt voor een betrouwbare en herhaalbare sluiting, en de behuizing is compact. De nadelen zijn een hogere stromingsweerstand dan bij een zwenkschijf en een strikte regel met betrekking tot de oriëntatie. De schijf vertrouwt op de zwaartekracht om te sluiten, dus de voorwaartse stroming moet hem tegen zijn eigen gewicht in omhoog tillen. Daardoor is de klep geschikt voor horizontale leidingen en voor verticale leidingen met opwaartse stroming. Bij een neerwaarts stromende leiding komt de schijf aan de verkeerde kant van de zwaartekracht te staan: hij zou omhoog moeten vallen om te openen.

Terugslagkleppen met dubbele plaat: de vering zorgt voor het sluiten

Een terugslagklep met dubbele plaat bestaat uit twee helften die via een scharnier in het midden met elkaar zijn verbonden en elk door een torsieveer worden vastgehouden. De stroming duwt de platen open; zodra de stroming afneemt, sluiten de veren de platen met een zeer korte slag. Door de korte slag en de opgeslagen veerenergie sluiten de platen al voordat er sprake is van een noemenswaardige tegenstroming, waardoor een harde klap grotendeels wordt voorkomen. De waferbehuizingen worden tussen leidingflenzen geklemd, wat de inbouwlengte en het gewicht drastisch vermindert, met gangbare maten van DN15 tot DN300 (1/2″ tot 12″) en een drukklasse tot 40 bar. De veer is ook van belang voor het onderhoud: bij media met vaste deeltjes heeft een veerondersteunde klep stroomopwaartse filtratie nodig, anders raakt de veerholte verstopt en gaat deze vastzitten.

Voor de minder gangbare mechanismen nog één zin per stuk, zodat het overzicht compleet is. Bij kogelterugslagkleppen wordt gebruikgemaakt van een vrije kogel die van zijn zitting wordt getild; deze komen vaak voor in kleine water- en doseerleidingen. Membraanterugslagkleppen sluiten een flexibele huls af, wat handig is wanneer het medium geen contact mag maken met metalen onderdelen. Eendenbekterugslagkleppen zijn elastomeerhulzen die slurries en slib doorlaten waar een harde schijf aan zou vastlopen. Een voetklep is een terugslagklep met zeef voor de zuigzijde van de pomp, en de pijl wijst altijd in de richting van de pompinlaat.

Lees de tabel als volgt: als je leiding naar beneden loopt, is het mechanisme bepalend, niet het merk of de prijs. Als je leiding vaak stopt en weer begint, is de sluitsnelheid bepalend. Al het andere, zoals het type aansluiting en de materialen, kan worden bepaald nadat het juiste mechanisme is gekozen.

Is de oriëntatie van belang? Horizontaal, verticaal omhoog, verticaal omlaag

De oriëntatie is iets anders dan de pijl. De pijl bepaalt de richting door de klep heen. De oriëntatie geeft aan hoe het leidingtraject die richting door de ruimte voortzet, en deze bepaalt of een bepaald mechanisme überhaupt kan functioneren.

Horizontale leidingen zijn de standaardopstelling. Elk terugslagklepmechanisme werkt in een horizontale leiding, dus de keuze hangt af van het sluitgedrag en de drukval in plaats van de haalbaarheid.

Verticale leidingen met opwaartse stroming komen veel voor op plaatsen waar een pomp water omhoog pompt, zoals in afvoerleidingen van putten, pompputten en ontwateringsleidingen in mijnen. De haalbaarheid is hier niet het probleem. Het gaat om verontreiniging. Eventuele vaste deeltjes in het medium kunnen zich op een gesloten schijf afzetten en ervoor zorgen dat deze niet meer goed opent of sluit. Mechanismen die afhankelijk zijn van de zwaartekracht verdienen een tweede blik voordat ze in een afvoerleiding worden geïnstalleerd.

Verticale trajecten met neerwaartse stroming vormen het moeilijkste geval in deze hele categorie. De zwaartekracht trekt het sluitelement weg van zijn zitting, een hefschijf gaat mogelijk helemaal niet open en een zwenkschijf moet tegen zijn eigen gewicht in weer omhoog bewegen om te sluiten. In de praktijk betekent dit dat de meeste mechanismen hier niet goed geschikt zijn, en dat de juiste oplossingen een ontwerp met veerondersteuning zijn of het verplaatsen van de klep naar een horizontaal segment.

De plaatsing van de pomp maakt een einde aan de verwarring over “vóór of na de pomp” die in forumdiscussies steeds weer terugkomt. De afvoerstoter zit net stroomafwaarts van de pomp, waar hij bij uitschakeling de terugstromende kolom blokkeert. De voetklep zit ondergedompeld bij de aanzuiginlaat, waar hij ervoor zorgt dat de aanzuigleiding gevuld blijft. Beide zijn terugslagkleppen die de doorstroming in één richting regelen; elk onderdeel biedt bescherming tegen een andere storing. Ook de combinatie is belangrijk: een softstarter of frequentieregelaar laat de pomp geleidelijk afremmen en vertraagt de terugstromende kolom, waardoor de waterhamerbelasting wordt gedeeld met de klep in plaats van deze te vervangen.

Van bedrijfsomstandigheden tot aankoopspecificaties

Alles komt tot nu toe neer op een korte reeks: medium, doorstroming, oriëntatie, vervolgens het mechanisme en daarna de rest van het gegevensblad. Als je meteen naar de prijs en de afmetingen springt, krijg je kleppen die op papier wel kloppen, maar in de leiding niet werken.

Sluitgedrag en waterslag

Wanneer een pomp stopt, keert de waterkolom om. Een klep waarvan de schijf op dat moment nog ver van de zitting verwijderd is, slaat met volle omkeersnelheid dicht, en de daaropvolgende drukpiek verspreidt zich door de gehele leiding. Dit is het mechanisme achter de meeste waterslagverschijnselen bij terugslagkleppen. Traditionele zwenkmodellen hebben zwaartekracht en omgekeerde stroming nodig om te sluiten, waardoor ze op het slechtst mogelijke moment altijd te laat zijn. Een klapvrije werking is geen luxe-optie. Hoge stijgleidingen, lange transportleidingen, verdeelstukken met meerdere pompen en elke leiding in de buurt van bewoonde ruimtes rechtvaardigen het gebruik van een veerondersteunde afsluiting met korte slag. Een praktijkvoorbeeld op Eng-Tips toont deze combinatie in actie (Enkele tips, 2014). Een pompstation voor een waterput bleef de terugslagklep in de afvoer herhaaldelijk met een klap sluiten, totdat er een zachte starter werd ingesteld die de motor in ongeveer 3 seconden afremde. Na die aanpassing hield het kloppen op.

Schijfstabiliteit en minimale stroomsnelheid

Een terugslagklep wordt gedimensioneerd op basis van de kleinste normale doorstroming, niet op basis van de grootste. De klepschijf heeft een minimale stroomsnelheid nodig om volledig op te gaan en in die stand te blijven. Bij een te groot gedimensioneerde klep blijft de klepschijf half open hangen, schommelt mee met de stroming, en slijten het scharnier, de rand van de klepschijf en de zitting voortdurend tegen elkaar. In de praktijk wordt het stabiliteitsbereik voor veel klepschijfontwerpen geschat op ongeveer 2,4 tot 3,8 m/s (Enkele tips, 2004). Beschouw dit als een orde van grootte ter controle, niet als een garantie uit het gegevensblad. De te nemen maatregel is concreet. Controleer de klep zowel bij het ontwerpdebiet als bij het minimale debiet dat daadwerkelijk in de leiding voorkomt, inclusief nachten met een lage vraag en stand-bybedrijf. Pas de afmetingen aan als de klepschijf geen stabiele open stand kan behouden.

De specificatiechecklist: waar je op moet letten voordat je bestelt

Een specificatielijst kost weinig. Herstelwerk kost veel. De onderstaande checklist is het eindresultaat van dit hele artikel: elke regel is iets wat je vóór een aanvraag opschrijft, niet pas nadat er iets mis is gegaan.

Drie regels in het bestek doen het meeste werk: de oriëntatie-instructie, het sluitgedrag en de aansluitnorm. Leg die al in de ontwerpfase vast, dan hoeft er ter plaatse niets meer te worden aangepast.

Naast die checklist gelden twee beperkingen. Veren die ervoor zorgen dat de klep niet met een klap sluit, zullen vastlopen in media die vaste deeltjes bevatten; filter daarom stroomopwaarts of kies voor een veerloos mechanisme. Metalen zittingen bieden een groter temperatuurbereik, maar zijn iets minder dicht in vergelijking met zachte zittingen; kies dus op basis van het medium, niet uit gewoonte. De cataloguswaarden achter deze rijen zijn gangbare industriële bereiken. Wafer-behuizingen beginnen bij DN15 en lopen op tot DN300; flensbehuizingen reiken tot DN600. De drukclassificaties lopen op tot 40 bar, zachte zittingen zijn geschikt voor -20 tot 150 °C en metalen zittingen tot 425 °C, met flenzen volgens GB, DIN, ASME en JIS. Leveranciers in deze categorie bieden standaard maatwerk op het gebied van materialen en markering aan, dus ongebruikelijke toepassingen zijn een kwestie van overleg, geen beperking.

Diagnose van storingen in verband met de rijrichting in de praktijk

De symptomen die in de praktijk worden waargenomen, zijn verrassend consistent toe te schrijven aan drie oorzaken: de klep is verkeerd gedraaid, het mechanisme sluit te langzaam, of de klep is te groot voor de werkelijke doorstroming. In de tabel staan de vier patronen die het onthouden waard zijn.

De storingsmeldingen achter die rijen zijn het waard om in het origineel te lezen. In een discussie van huiseigenaren wordt een pomp beschreven die doorbrandde nadat een terugslagklep verkeerd was gemonteerd (r/Plumbing op Reddit, 2015). Ook op kleine schaal treedt de schade net zo snel op. De hierboven genoemde discussie over het pompstation laat dezelfde aanpak zien op installatieniveau. Daar was de oplossing niet een duurdere klep, maar een afgestemde sluitstrategie en een afbouwtijd van 3 seconden (Enkele tips, 2014). Een beperking: corrosie, veroudering van de zitting en vorstschade behoren tot verschillende categorieën van defecten en kunnen niet worden verholpen met de maatregelen in deze tabel.

Wat u bij een leverancier moet controleren voordat u iets koopt

Een vraag waarbij de checklist uit het vorige hoofdstuk wordt gebruikt, geeft een heel andere wending aan het gesprek. De leverancier reageert op vastgestelde parameters in plaats van te moeten raden wat je nodig hebt op basis van een maat en een prijs.

Twee opmerkingen bij die lijst. Standaardmaten in deze categorie worden doorgaans binnen 7 tot 10 werkdagen geleverd. Op maat gemaakte materialen of speciale markeringen duren langer. Vraag om de twee termijnen afzonderlijk en laat ze schriftelijk bevestigen. En als uw opdracht buiten de catalogusbereiken valt, behandel deze dan als een normaal maatwerkverzoek. Ongebruikelijke oriëntaties, corrosieve media en niet-standaard exportmarkeringen zijn dagelijkse kost voor leveranciers van industriële afsluiters. De leveranciers die een plaats op uw shortlist verdienen, geven antwoord in de vorm van parameters in plaats van toezeggingen.

De zakelijke kant: aansturing als een specifieke maatregel, niet als een oplossing ter plaatse

Een terugslagklep is een goedkoop onderdeel met grote gevolgen. Het kost niet veel om dit onderdeel te specificeren. Maar kijk eens wat de gevolgen van defecten zijn: een verstopte pomp, een beschadigde hoofdleiding, een versleten schijf. Dit kost bedrijfstijd en vertraagt de projectplanning, niet de prijs van de klep zelf.

De kosten-batenverhouding is onevenwichtig. De drie specificatiepunten uit de checklist – uitlijning, sluitgedrag en aansluitnorm – kosten slechts enkele minuten om op te schrijven, maar voorkomen storingen die dagen in beslag nemen om op te lossen. Acceptatiebewijzen, markeringen, testverslagen, videobeelden en materiaalcertificaten maken van een belofte een controleerbaar feit.

Dat geeft een heel andere kijk op de manier waarop in deze categorie wordt ingekocht. Het vergelijken van leveranciers op basis van controleerbare parameters is beter dan het vergelijken van catalogusprijzen. Of het mechanisme geschikt is voor het leidingtraject, het sluitgedrag bij het afsluiten, de documentatie bij levering: dit zijn de factoren die bepalen of een klep de installatie overleeft. De draairichting van een terugslagklep wordt op de tekening vastgelegd, of het is een kwestie van geluk op de bouwplaats.

Als je wilt zien hoe een actuele industriële catalogus dit assortiment omvat, Vincer’s wafer-terugslagkleppen Op deze pagina staan de modellen van het type ‘lift’, ‘swing’ en ‘dual-plate’ vermeld, in de maten DN15 tot en met DN300, met behuizingen van WCB, SS304 en SS316.

Bronvermeldingen

1. Eng-Tips-community. “Stille terugslagklep (ja of nee)?” 2004. https://www.eng-tips.com/threads/silent-check-valve-yes-or-no.93123/
2. Eng-Tips-community. “Terugslagklep veroorzaakt waterslag.” 2014. https://www.eng-tips.com/threads/check-valve-causing-water-hammer.357339/
3. r/Plumbing-community. “Zou het plaatsen van een terugslagklep in de verkeerde richting schade veroorzaken?” Reddit, 2015. https://www.reddit.com/r/Plumbing/comments/30ziuv/would_having_a_check_valve_installed_in_the_wrong/