De keuze van de juiste afsluiters is een zeer belangrijke stap bij het ontwerp van elk vloeistoftransportsysteem, omdat het verkeerde type afsluiter tot tal van problemen kan leiden. Van alle soorten afsluiters behoren de schuifafsluiter en de kogelkraan tot de meest gebruikte in de techniek en technologie. Hoewel beide worden gebruikt om de vloeistofstroom te regelen, verschillen ze qua ontwerp, functionaliteit en toepassing. Het is van cruciaal belang om deze verschillen te begrijpen om in tal van sectoren de beste resultaten te behalen op het gebied van systeemprestaties, productiviteit en veiligheid. Dit artikel gaat dieper in op schuifafsluiters en kogelkranen, zodat u de juiste keuze kunt maken voor uw toepassing.
Wat is een schuifafsluiter?
In zijn eenvoudigste vorm is een schuifafsluiter een afsluiter met lineaire beweging die de waterstroom of een andere vloeistofstroom opent of afsluit. De belangrijkste toepassing is het volledig openen of afsluiten van de vloeistofstroom, waardoor in de open stand een doorstroom met volledige doorsnede mogelijk is en in de gesloten stand geen doorstroming plaatsvindt. Enkele van de meest voorkomende typen schuifafsluiters zijn de parallelle schuifafsluiters, wigafsluiters (met vaste wig, flexibele wig en gespleten wig) en doorlopende schuifafsluiters, die zijn ontwikkeld om aan verschillende hoge druk- en temperatuuromstandigheden te voldoen.
Wat is een kogelkraan?
Een kogelkraan is een soort draaikraan die een kwartslag draait om de kraan te openen of te sluiten met behulp van een bolvormige schijf met een gat in het midden. Kogelkranen worden gekenmerkt door hun vermogen om snel af te sluiten, een goede afdichting te bieden en zijn relatief klein van formaat, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in watervoorzieningssystemen. Er zijn verschillende soorten kogelkranen, zoals kogelkranen met volledige doorlaat, beperkte doorlaat, V-doorlaat en op draaipennen gemonteerde kogelkranen, en elk type heeft verschillende doorstroomcoëfficiënten en drukwaarden. Het belangrijkste onderdeel is een holle kogel met een draaibare boring.
Schuifafsluiter versus kogelkraan: hoe verhouden ze zich tot elkaar?
Aan het werk
Ontwerp en structuur
De constructie van schuifafsluiters en kogelkranen vertoont ook enkele verschillen, die als volgt kunnen worden samengevat: Een schuifafsluiter bestaat uit een behuizing, een deksel, een schuif, zittingringen, een spindel en een aandrijving, die een handwiel of een automatische aandrijving kan zijn. De schuif schuift langs de spindel met behulp van de zittingringen om de doorstroming te regelen. Kogelkranen daarentegen bestaan doorgaans uit een behuizing, een kogel, zittingen, een spindel en een aandrijving. De kogel met zijn unieke doorlaat is het belangrijkste onderdeel voor de stromingsregeling; deze draait om de zittingen te openen of te sluiten, waardoor de doorstroming van vloeistoffen wordt toegestaan of verhinderd. Schuifafsluiters zijn over het algemeen groter en zwaarder dan kogelkranen van dezelfde afmetingen en drukklasse, voornamelijk vanwege de benodigde ruimte voor de beweging van de schuif.
Debietregeling
Wat de debietregeling betreft, worden schuifafsluiters voornamelijk gebruikt voor aan/uit-toepassingen in grote watertoevoerleidingen. Ze zijn niet erg effectief bij het regelen of beheren van het debiet. Enkele problemen die kunnen ontstaan bij het gedeeltelijk openen van een schuifafsluiter zijn onder meer door de stroming veroorzaakte trillingen, erosie van de schuif en de zittingen als gevolg van de hoge snelheid van de vloeistof die door de vernauwde opening stroomt, en schade aan de afsluiter. Kogelkranen worden voornamelijk gebruikt voor open/dicht-toepassingen, maar ze kunnen in zekere mate ook dienen voor het regelen van de doorstroming, vooral wanneer de kogel een V-vormige doorlaat heeft. Het regelen van de doorstroming met een standaard kogelkraan kan echter ook slijtage aan de zitting veroorzaken als dit gedurende lange tijd gebeurt. Wat betreft debietregeling wordt het gebruik van regelkleppen meer aanbevolen dan zowel schuifafsluiters als kogelkranen.
Toepassingen
Schuifafsluiters worden gebruikt in processen waarbij een grote en onbelemmerde doorstroming van het medium vereist is en waarbij de afsluiter niet vaak wordt geopend of gesloten. Voorbeelden hiervan zijn:
-
Water- en afvalwaterzuiveringsinstallaties
-
Olie- en gaspijpleidingen
-
Energiecentrales
-
Mijnbouwactiviteiten
-
Vervoer van bulkgoederen
Kogelkranen worden vanwege hun snelle werking en hun vermogen om af te sluiten en af te dichten gebruikt in een breed scala aan toepassingen, zoals:
-
HVAC-systemen
-
Aardgasdistributie
-
Chemische verwerking
-
Voedingsmiddelen- en drankenindustrie
-
Geneesmiddelen
-
Geautomatiseerde procesbesturingssystemen
Dat hangt vooral af van de eisen die aan het systeem worden gesteld, bijvoorbeeld of het snel moet kunnen worden gesloten, goed moet afsluiten of een lage drukval moet hebben.
Afdichtingsprestaties
Dichtheid is een van de belangrijkste aspecten van de prestaties van afsluiters, en zowel schuifafsluiters als kogelkranen hebben een verschillende mate van afdichting. Kogelkranen, met name die met zachte zittingen (PTFE of elastomeer), zijn relatief effectiever wat betreft afdichting dan schuifafsluiters. Dit komt door de bolvorm van de kogel en het gelijkmatige contact met de zittingen langs het afdichtingsvlak. Schuifafsluiters zijn voor het afdichten afhankelijk van het sluiten van de schuif op de zittingen. Na verloop van tijd kunnen de afdichtingsvlakken van schuifafsluiters slijtage vertonen, afhankelijk van de gebruiksfrequentie van de afsluiter of als de vloeistof die door de afsluiter stroomt schurende stoffen bevat, wat lekkage kan veroorzaken.
Levensduur
De levensduur van zowel schuifafsluiters als kogelkranen hangt af van het materiaal waarvan de afsluiter is vervaardigd, de bedrijfsomstandigheden (druk, temperatuur, soort vloeistof) en de gebruiksfrequentie. Over het algemeen zijn kogelkranen minder complex van opbouw en hebben ze minder bewegende onderdelen; daardoor hebben ze doorgaans een langere levensduur, met name bij cyclisch gebruik. De kwartslagbediening vermindert bovendien de slijtage van de interne onderdelen. Schuifafsluiters kunnen, vanwege de schuifbeweging, meer slijtage vertonen aan de schuif en de zittingen, vooral als de afsluiter wordt gebruikt voor het regelen van de doorstroming. Niettemin kunnen schuifafsluiters, wanneer ze voornamelijk in de volledig geopende of volledig gesloten stand worden gebruikt en niet worden blootgesteld aan zware omstandigheden, ook lange tijd dienst doen en de duurzaamheid van het systeem als geheel waarborgen.
Onderhoud en reiniging
Het onderhoud van schuifafsluiters en kogelkranen verschilt vanwege de constructie van beide. Schuifafsluiters stellen over het algemeen hogere eisen aan het onderhoud vanwege het aantal bewegende onderdelen en de slijtage aan de schuif en de zittingen. Het onderhoud van de spindel kan regelmatige smering vereisen, terwijl de pakking mogelijk moet worden gecontroleerd op eventuele lekkage. Het reinigen kan bij schuifafsluiters ook ingewikkelder zijn vanwege de holte waarin zich doorgaans vuil kan ophopen, wat tot vervuiling leidt. Kogelkranen zijn relatief minder complex en hebben daarom minder onderhoud nodig. Toch kunnen de zittingen van kogelkranen verslijten door schurende vloeistoffen of hoge druk. Het reinigen van een kogelkraan is doorgaans eenvoudig; soms volstaat het om de kraan te openen en door te spoelen.
Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze tussen schuifafsluiters en kogelkranen
Vloeistofsoort
De aard van de vloeistof die door het systeem moet worden verwerkt, is een cruciale factor bij de keuze van de afsluiter. Voor schone, niet-viskeuze vloeistoffen kunnen zowel schuifafsluiters als kogelkranen een goede keuze zijn. Voor vloeistoffen die zwevende deeltjes of slurries bevatten, zijn schuifafsluiters echter gevoeliger voor verstopping of schade aan de zitting als gevolg van de schuifbeweging van de schuif. Kogelkranen, die zichzelf reinigen terwijl de kogel draait, kunnen in dergelijke toepassingen de voorkeur genieten. Voor sterk corrosieve vloeistoffen is het materiaal waarvan de kleponderdelen (behuizing, zittingen, afdichtingen) zijn vervaardigd van cruciaal belang; beide soorten kleppen worden vervaardigd uit diverse corrosiebestendige materialen en zijn geschikt voor gassen.
Installatieruimte
De grootte van de inbouwruimte kan ook bepalend zijn voor de keuze tussen een schuifafsluiter of een kogelkraan. Kogelkranen zijn over het algemeen compacter van opbouw dan schuifafsluiters met dezelfde nominale diameter en drukklasse. Hierdoor krijgen kogelkranen in veel systemen de voorkeur, aangezien ze in veel gevallen minder inbouwruimte vergen. Schuifafsluiters hebben een grotere lineaire slag nodig om de schuif volledig op te heffen wanneer ze volledig open staan, en dit kan in sommige toepassingen een beperking vormen.
Kosten
De aanschafkosten van schuifafsluiters en kogelkranen kunnen variëren, afhankelijk van de maat, de drukklasse, het constructiemateriaal en het merk. Over het algemeen liggen de kosten van kogelkranen bij kleine maten en lage drukklassen mogelijk iets hoger dan die van schuifafsluiters. Bij grote maten en hoge drukklassen is het prijsverschil echter vaak niet zo groot en zijn schuifafsluiters soms zelfs goedkoper. Bij de totale kosten moet ook rekening worden gehouden met de kosten op lange termijn, zoals de kosten voor het onderhoud van de apparatuur en de kosten voor vervanging ervan in de nabije toekomst.
Druk
Voor lage tot middelhoge druk tot en met ANSI-klasse 300 kunnen zowel schuifafsluiters als kogelkranen worden gebruikt, maar kogelkranen hebben de voorkeur vanwege de betere afdichting en snelle bediening. Bij hogedruktoepassingen (ANSI-klasse 600+) zijn voor beide speciale uitvoeringen vereist. Schuifafsluiters worden gebruikt voor toepassingen met zeer hoge druk, maar er zijn ook hogedruk-kogelkranen met draaipuntbevestiging. Het is altijd belangrijk om ervoor te zorgen dat de drukklasse van de afsluiter hoger is dan de maximale druk en de hydraulische schok van het systeem.
Temperaturen
Een andere factor die van invloed is op de keuze van de klep, is de temperatuur van de verwerkte vloeistof. Schuifafsluiters en kogelkranen kunnen worden besteld met verschillende materialen voor het huis, de zittingen en de afdichtingen, die geschikt zijn voor verschillende temperatuurbereiken. De temperatuur speelt een belangrijke rol in de prestaties en levensduur van de afsluiter en kan daarom zowel hoog als laag zijn. Hoge temperaturen kunnen bijvoorbeeld leiden tot aantasting van bepaalde zachte zittingmaterialen die in kogelkranen worden gebruikt. De volgende tabel toont de geschatte temperatuurgrenzen voor de meest gebruikte materialen voor afsluiters:
| Materiaal | Typisch temperatuurbereik (°C) | Typisch temperatuurbereik (°F) |
| Koolstofstaal | -29 tot 427 | -20 tot 800 |
| Roestvrij staal | -196 tot 538 | -320 tot 1000 |
| PTFE (Teflon) | -200 tot 260 | -328 tot 500 |
| EPDM | -50 tot 150 | -58 tot 302 |
| Buna-N (nitril) | -40 tot 121 | -40 tot 250 |
Klepbediening: de volgende stap voor schuif- en kogelkranen
Hoewel schuif- en kogelkranen doorgaans met een handwiel of hendel worden bediend, zijn er tal van toepassingen waarbij bediening op afstand of automatische regeling noodzakelijk is. Hier komen klepaandrijvingen om de hoek kijken. Zowel bij schuifafsluiters als bij kogelkranen kunnen pneumatische, elektrische en hydraulische aandrijvingen worden gebruikt. Pneumatische aandrijvingen werken op basis van perslucht om de benodigde kracht voor de bediening van de afsluiter te leveren, waardoor ze voor veel toepassingen een kosteneffectieve en efficiënte oplossing vormen. Elektrische aandrijvingen maken gebruik van een elektromotor om het vereiste koppel voor de bediening van de afsluiter te leveren, en ze kunnen eenvoudig worden gekoppeld aan besturingssystemen.
Als professionele fabrikant van aangedreven kleppen in China, Vincer zet zich in om de meest innovatieve klepoplossingen aan te bieden. Onze toewijding aan kwaliteit en veiligheid wordt onderstreept door onze diverse certificeringen, waaronder CE, ISO 9001:2015, FDA en RoHS, waarmee we aantonen dat we voldoen aan Europese veiligheidsnormen, internationale kwaliteitsmanagementsystemen en strenge veiligheids- en milieuregels. Bovendien garandeert ons vernieuwde SIL-certificaat dat onze producten voldoen aan strenge veiligheidsintegriteitsniveaus. Wij richten ons op onafhankelijk onderzoek, ontwikkeling, productie en marketing van elektrisch en pneumatisch schuifafsluiters en kogelkranen. Of u nu elektrische kogelkranen Of het nu gaat om nauwkeurige debietregeling of pneumatische schuifafsluiters voor betrouwbare afsluiting: Vincer biedt een breed assortiment producten die aan uw behoeften voldoen.
Conclusie
Het kiezen van de juiste klep is cruciaal voor het succes van elk vloeistoftransportsysteem. De keuze tussen deze twee soorten kleppen hangt af van de aard van de toepassing, het type vloeistof, de druk, de temperatuur, de beschikbare ruimte, de kosten en of de klep moet worden bediend. Alleen door inzicht te krijgen in de verschillen en de sterke punten van beide soorten kan men de juiste keuze maken en zo een beter en efficiënter vloeistoftransportsysteem realiseren.
