Luchtbediende slangafsluiters: complete gids

Hoe luchtbediende slangafsluiters werken

Luchtbediende slangafsluiters controleer de stroom door persluchtdruk uit te oefenen op de buitenkant van een flexibele rubberen huls, waardoor de huls naar binnen klapt en tegen zichzelf dichtknijpt. Wanneer de luchtdruk wordt opgeheven, keert de natuurlijke elasticiteit van de hoes terug naar zijn volledig open positie, waardoor de onbeperkte stroom door de klepboring wordt hersteld. Dit werkingsprincipe verschilt fundamenteel van kogelkranen, schuifafsluiters of vlinderkleppen: er zijn geen interne mechanische componenten, zittingen, schijven of stelen die in contact komen met de procesmedia. De huls is het enige bevochtigde onderdeel en de volledige stroomcontrolefunctie wordt bereikt door zijn elastische vervorming.

Dit ontwerp geeft luchtbediende slangafsluiters een reeks prestatiekenmerken die geen enkel ander kleptype kan nabootsen in dezelfde reeks toepassingen. De open positie met volledige doorlaat zorgt voor geen stroombeperking en geen turbulentie wanneer de klep open is, waardoor deze ideaal is voor schurende slurries, stroperige vloeistoffen en media die vaste stoffen bevatten die conventionele interne kleponderdelen zouden verstoppen, eroderen of blokkeren. De zelfreinigende werking van de huls bij het openen en sluiten voorkomt de ophoping van deeltjes op het afdichtingspunt - een aanhoudend probleem bij kleppen van het zittingtype die bezinkende of kristalliserende media hanteren.

Twee activeringsconfiguraties: open type en gesloten type

Luchtbediende slangafsluiters worden vervaardigd in twee verschillende behuizingsconfiguraties, elk geschikt voor verschillende bedrijfsomstandigheden en mediatypen. Het begrijpen van het verschil is essentieel voor een correcte specificatie.

Open-body-knijpventielen

Bij een open ontwerp wordt de rubberen huls blootgelegd tussen twee eindflenzen of eindverbindingen, waarbij het bedieningsmechanisme - meestal een mechanische staaf of luchtdrukblaas - van buitenaf contact maakt met de huls. Deze configuratie maakt visuele inspectie van de toestand van de huls tijdens bedrijf mogelijk en vergemakkelijkt een snelle vervanging van de huls zonder de klep uit de pijpleiding te verwijderen. Luchtbediende slangafsluiters met open behuizing worden doorgaans gespecificeerd in toepassingen waar de slijtage van de huls naar verwachting aanzienlijk zal zijn, zoals bij het overbrengen van keramische slurry of de verwerking van mineralen, waar snelle toegang voor onderhoud de stilstandtijd vermindert.

Knijpventielen met gesloten behuizing

Luchtbediende knijpkleppen met een gesloten lichaam huisvesten de huls in een stijf metalen of versterkt lichaam, waarbij samengeperste lucht in de ringvormige ruimte tussen de buitenwand van de huls en de binnenkant van het lichaam wordt ingebracht. Wanneer luchtdruk op deze ringvormige kamer wordt uitgeoefend, werkt deze gelijkmatig rond de gehele omtrek van de huls, waardoor een zeer consistente en symmetrische knijpsluiting ontstaat. Deze configuratie biedt een superieure drukbeheersing, waardoor ontwerpen met gesloten behuizingen de standaardkeuze zijn voor toepassingen met hogere druk en media die zelfs niet tijdelijk aan de atmosfeer kunnen worden blootgesteld, zoals giftige, ontvlambare of steriele processtromen.

Mouwmaterialen en hun procescompatibiliteit

De mof is het meest kritische onderdeel van elke luchtbediende slangafsluiter; het is het enige onderdeel dat in contact komt met de procesmedia, en het materiaal ervan moet chemisch compatibel zijn met de vloeistof, fysiek duurzaam zijn onder de verwachte slijtage- en drukomstandigheden, en in staat zijn tot herhaalde elastische cycli zonder vermoeidheidsscheuren. De keuze van het mouwmateriaal is daarom net zo belangrijk als elke andere specificatieparameter.

De dikte van de mouwwand en het aantal weefselversterkingslagen hebben ook een aanzienlijke invloed op de prestaties. Hoezen met een zwaardere wand en meerdere verstevigingslagen kunnen hogere interne drukken aan en bieden een grotere weerstand tegen externe slijtage, maar vereisen een hogere bedieningsluchtdruk om volledige sluiting te bereiken. Dunnerwandige hulzen sluiten bij lagere luchtdrukken en bieden een grotere gevoeligheid voor smoortoepassingen, maar hebben lagere drukwaarden. Specificeer de hulsconstructie altijd in combinatie met het werkdrukbereik en de op de installatieplaats beschikbare bedieningsluchttoevoer.

Industrieën en toepassingen waar luchtbediende slangafsluiters excelleren

Het unieke werkingsprincipe van luchtbediende slangafsluiters maakt ze tot de geprefereerde (en in veel gevallen de enige praktische) keuze in een reeks industrieën die omgaan met moeilijke media die conventionele klepontwerpen snel zouden vernietigen.

Mijnbouw en minerale verwerking

Mijnbouwactiviteiten vertegenwoordigen de grootste afzonderlijke toepassingssector voor luchtbediende slangafsluiters. Ertsslurries, residuen, kolenwaswater en mineraalconcentraten zijn zeer schurend en bevatten vaak grove vaste stoffen die binnen enkele weken na gebruik de metalen klepzittingen en schijven zouden eroderen. De rubberen huls van een slangafsluiter absorbeert de impact van schurende deeltjes op elastische wijze, waardoor de slijtage over het gehele hulsoppervlak wordt verdeeld in plaats van deze te concentreren op een zittinglijn. In goed ontworpen mijnbouwinstallaties bereiken slangafsluiterhulzen routinematig een levensduur, gemeten in maanden, terwijl concurrerende kleptypen binnen enkele dagen defect raken.

Water- en afvalwaterzuivering

Gemeentelijke en industriële waterzuiveringsinstallaties specificeren luchtbediende slangafsluiters voor slibverwerking, afvoer van de gritkamer, regeling van de filterterugspoeling en doseerleidingen voor chemicaliën. De zelfreinigende sluiting voorkomt dat slib zich ophoopt bij de klepzitting – een chronisch onderhoudsprobleem bij schuif- en vlinderkleppen in deze toepassingen. EPDM-mouwen bieden de chemische weerstand die nodig is voor contact met chlooroplossingen, ijzersulfaat en polymeervlokmiddelen die worden gebruikt in behandelingsprocessen.

Voedsel, drank en farmaceutica

Bij hygiënische procestoepassingen voldoet de gladde, spleetvrije boring van een slangafsluiterhuls aan de eisen van Clean-in-Place (CIP) en Sterilize-in-Place (SIP) waaraan veel conventionele kleppen niet kunnen voldoen. Food-grade en FDA-conforme hoesmaterialen maken direct contact met voedingsmiddelen, dranken en farmaceutische tussenproducten mogelijk zonder besmettingsrisico. De volledige afwezigheid van interne klepcomponenten elimineert de dode zones en productinsluitingspunten die microbiële opsluiting in membraan- en zittingkleppen veroorzaken.

Chemische en industriële verwerking

Chemische fabrieken gebruiken luchtbediende knijpkleppen voor corrosieve zuur- en alkalislurries, kristalliserende media en zeer viskeuze vloeistoffen waarbij conventionele interne kleponderdelen zouden worden aangetast of geblokkeerd. De mogelijkheid om het materiaal van de huls onafhankelijk van het lichaamsmateriaal te specificeren, stelt ingenieurs in staat de chemische weerstand voor de specifieke proceschemie te optimaliseren, terwijl de structurele integriteit van het kleplichaam in de omringende omgeving behouden blijft.

Maatvoering en bedieningsdruk: belangrijkste specificatieparameters

Voor de juiste maatvoering van luchtbediende slangafsluiters moet rekening worden gehouden met verschillende onderling samenhangende parameters. Als u deze al in de specificatiefase goed op orde heeft, voorkomt u zowel prestatieproblemen als voortijdige slijtage van de hulzen tijdens gebruik.

• Lijngrootte passend — Slangafsluiters zijn verkrijgbaar vanaf DN15 (½ inch) tot DN600 (24 inch) en verder voor maatwerktoepassingen. De klepboring moet exact overeenkomen met de pijpleidingboring om de stromingseigenschappen van de volledige doorlaat te behouden en door turbulentie veroorzaakte slijtage van de hulzen bij maatovergangen te voorkomen.
• Bedrijfsdrukwaarde — De manchetdruk moet groter zijn dan de maximale systeemdruk, inclusief waterslag en piekomstandigheden. Typische luchtbediende slangafsluiters met gesloten behuizing hebben een vermogen van 3 bar tot 10 bar, afhankelijk van de constructie van de huls en de boringgrootte, waarbij grotere boringen over het algemeen lagere drukwaarden hebben vanwege de grotere kracht die nodig is om de huls tegen de lijndruk te sluiten.
• Bedieningsluchtdruk — Om een betrouwbare volledige sluiting te bereiken, moet de bedieningsluchtdruk de lijndruk overschrijden met een door de fabrikant gespecificeerde marge – doorgaans 1,5 tot 2 keer de lijndruk voor ontwerpen met gesloten behuizing. Controleer of de beschikbare instrumentluchttoevoerdruk op het installatiepunt voldoende is voordat u de klep specificeert, aangezien een ontoereikende bedieningsdruk de meest voorkomende oorzaak is van onvolledige sluiting en daaruit voortvloeiende slijtage van de huls.
• Faalveilige positie — Luchtbediende slangafsluiters kunnen fail-open (mof open als de luchttoevoer wegvalt) of fail-closed (mof gesloten als de luchttoevoer wegvalt) worden geconfigureerd, afhankelijk van de veiligheidseisen van het proces. Fail-closed is de meest voorkomende configuratie en wordt bereikt met een normaal gesloten magneetklep op de luchttoevoerleiding. Bij fail-open configuraties is een veerretour- of luchtreservoirsysteem vereist om de huls open te houden bij luchtverlies.
• Cyclusfrequentie — De levensduur van de mouw tegen vermoeidheid houdt rechtstreeks verband met het aantal open-dicht-cycli. Toepassingen die een hoge cyclusfrequentie vereisen, zoals batchdosering of pneumatische transportomleiders, moeten mouwen met hogere cycluswaarden specificeren en preventieve vervanging van de hoezen plannen op basis van het aantal cycli in plaats van op kalendertijd.

Installatie, onderhoud en vervanging van de hoes

Eén van de operationeel belangrijkste voordelen van luchtbediende slangafsluiters is de eenvoud van hun onderhoudsvereisten. Omdat er geen interne metalen componenten zijn die kunnen corroderen, eroderen of vastlopen, beperkt het onderhoudsprogramma zich bijna geheel tot periodieke inspectie en vervanging van de huls; een taak waarvoor geen speciaal gereedschap nodig is en die bij de meeste ontwerpen met open behuizing binnen enkele minuten kan worden voltooid zonder het kleplichaam uit de pijpleiding te verwijderen.

De installatierichting is flexibel: luchtbediende slangafsluiters kunnen worden geïnstalleerd in horizontale, verticale of schuine pijpleidingen zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties, hoewel verticale installatie met neerwaartse stroming de voorkeur heeft voor media die zware vaste stoffen bevatten om te voorkomen dat ze in de huls bezinken wanneer de klep gesloten is. Het kleplichaam moet onafhankelijk van de pijpleiding worden ondersteund om te voorkomen dat er leidingspanning wordt overgebracht op de mofeindverbindingen, wat voortijdige defecten aan de flensafdichting kan veroorzaken.

Routinematige inspecties moeten zich richten op de buitenkant van de huls op barsten, blaarvorming of verharding die duiden op chemische aantasting of thermische degradatie, en op de kwaliteit van de sluiting. Een klep die ondanks de juiste bedieningsdruk niet langer een lekkagevrije afsluiting bereikt, heeft een huls die het einde van zijn levensduur nadert en moet worden vervangen voordat er een volledige storing optreedt. Het aanhouden van een voorraad vervangende manchetten in het juiste materiaal en de juiste maat in de opslagruimte van de fabriek elimineert langdurige stilstand wanneer noodmanchetvervanging nodig is, en wordt beschouwd als de beste praktijk in elke faciliteit die meerdere luchtbediende slangafsluiters gebruikt in kritieke dienst.