Soorten afsluiters: wanneer welke toe te passen?

Van kogelkranen tot vlinderkleppen en van gate valves tot globe valves; er zijn diverse soorten afsluiters. Elk type heeft zijn eigen functionaliteit, voordelen en nadelen. Wanneer pas je welke afsluiter toe? Lees het hieronder.

Allereerst moet er een belangrijke kanttekening bij dit verhaal worden opgegeven. De eerlijkheid gebied het ons om te zeggen dat er geen vaste instructie, roadmap of gids is die binnen elke industrie en toepassing eenvoudig aanwijst welk type afsluiter dient te worden gebruikt. De verschillen tussen de verscheidende toepassingen zijn simpelweg te groot om universele oplossingen aan te kunnen wijzen. Binnen deze restrictie kunnen we echter wél de globale vergelijkingen en tegenstellingen tussen de types aangeven. Zodoende kunnen we de meest voorkomende toepassingen waarbinnen deze types worden gebruikt aanwijzen. Zolang deze informatie met een kleine korrel zout wordt genomen, kan er dus wel degelijk een basis inzicht ontstaan met betrekking tot welke afsluiter, wanneer over het algemeen wordt toegepast.

Hieronder vind je de meest voorkomende soorten afsluiters en wanneer deze veelal gebruikt worden (en wanneer niet).

De vlinderklep

We beginnen bij de vlinderklep omdat dit de meest voorkomende afsluiter is in de industrie. De reden hiervan is simpel: in de standaard uitvoering is de vlinderklep vaak de goedkoopste en meest eenvoudige afsluiter. Hiernaast is de vlinderklep leverbaar in zeer grote dimensies. Een vlinderklep is een afsluiter die de stroming van een vloeistof of gas geheel of gedeeltelijk afsluit met een schijf die om haar as draait. Door rotatie over een hoek van 90° beweegt de vlinderklep van open stand naar gesloten stand of omgekeerd. Doordat het ontwerp vrij simpel is, zijn er relatief weinig onderdelen benodigd en is de complexiteit van de gebruikte onderdelen vrij laag. Gecombineerd met het feit dat er weinig materiaal benodigd is, zorgt dit ervoor dat de vlinderklep een goedkope, lichte en compacte oplossing is. De eenvoudigste uitvoering is de centrische uitvoering met een rubber manchet of, in het geval van corroderende media, de uitvoering met kunstof manchet. Naarmate de eisen op het gebied van temperatuur range en drukrange strenger worden, kan een dubbel-, triple-, of zelfs quadrupel excentrische uitvoering worden gebruikt. Het nadeel van een vlinderklep is de vlinder of disc zelf, die een obstructie vormt voor het medium. Dit kan zorgen voor ongewenste drukverliezen en ophoping van het medium als deze vaste delen bevat. Om deze redenen kan men kiezen voor een andere afsluiter.  Voor meer informatie over vlinderkleppen en het aanbod van Hanwel, zie de sectie vlinderkleppen op deze website.

De kogelkraan

Na de vlinderklep is de kogelkraan de meest voorkomende afsluiter in de industrie. De reden hiervoor is dezelfde reden als voor de vlinderklep: een kogelkraan is een compacte, lichte en relatief goedkope oplossing om een medium te reguleren. Een kogelkraan is een afsluiter die de stroming van een vloeistof of gas geheel of gedeeltelijk afsluit met een doorboorde kogel die loodrecht om zijn as draait. Door de kogel 90° te draaien, gaat de kraan van open stand naar gesloten stand of omgekeerd. Een kogelkraan heeft hierin één groot voordeel ten opzichte van een vlinderklep: het kent geen obstructie in de opening, waarmee het minder drukverlies heeft dan een vlinderklep en waardoor het medium minder goed in staat is om zich op te hopen. Indien voor een full bore uitvoering wordt gekozen in plaats van een reduced bore, dan wordt dit drukverlies nóg verder ingeperkt. Kogelkranen zijn beschikbaar in diverse uitvoeringen en materialen en kunnen met een grote variatie van afdichtingen worden toegepast. Hierdoor zijn ze toepasbaar in een zeer brede temperatuur range en drukrange. De kogelkraan heeft echter twee grote nadelen: vanwege het ontwerp stijgen de kosten van de kogelkraan significant naarmate de leidingdiameter groter wordt. De kosten stapelen zich met name vanaf doorlaat DN150 op. Hiernaast heeft de meest gebruikte uitvoering – het floating ball ontwerp- een aantal dode ruimten onder de kogel waarin het medium zich kan ophopen. Door een trunnion-ontwerp te selecteren wordt dit voorkomen, maar dit heeft relatief hoge kosten als gevolg.

Kortom: bij grotere leiding diameters en bij een medium waarbij dode ruimten ongewenst zijn, is de kogelkraan minder geschikt en kan men kiezen voor een andere afsluiter. Voor meer informatie over kogelkranen en het aanbod van Hanwel, zie de sectie kogelkranen op deze website.

De schuifafsluiter

Hoewel vlinderkleppen en kogelkranen de meest gebruikte afsluiters zijn in de industrie, hebben ze zowel een gedeeld nadeel als een gedeeld gevaar. Wanneer het medium vaste delen zoals slib, vezels, pulp, steentjes, etc. bevat, ontstaat het gevaar op ophoping en kunnen zowel de kogelkraan als de vlinderklep vastlopen. De schuifafsluiter biedt hier een oplossing voor. Bij een schuifafsluiter wordt een schuif met behulp van een spindel in de baan van het stromende medium geschoven. De schuif opent volledig en sluit met zijn gewicht de leiding volledig af. Bij een meskant uitvoering wordt hierbij door overgebleven delen van het medium gesneden om een volledige dichtheid te garanderen. Ook schuifafsluiters zijn in diverse uitvoeringen verkrijgbaar, afhankelijk van de exacte eisen en wensen. Een gedeeld voordeel van alle schuifafsluiters is de mogelijkheid om een dik, vuil en slurryvorming medium goed af te sluiten. Een gedeeld nadeel van alle schuifafsluiters is het feit dat ze relatief groot en zwaar zijn en zodoende relatief duur zijn in vergelijking met andere afsluiters. Ook zijn de openingstijden en sluitingstijden vaak aanzienlijk vanwege de benodigde lineaire beweging. De schuifafsluiter is over het algemeen een duurdere oplossing dan een vlinderklep en kogelkraan en wordt zodoende voor specifieke toepassingen gebruikt waarin de bovenstaande afsluiters ontoereikend zijn.  Voor meer informatie over schuifafsluiters en het aanbod van Hanwel, zie de sectie plaatafsluiters op deze website.

De globe valve

De globe valve is qua lineaire werking vergelijkbaar met de schuifafsluiter. Beiden sluiten door middel van een spindel, via een lineaire beweging (multi-turn), de leiding af. Dit in tegenstelling tot de kogelkraan en de vlinderklep, die een draaiende beweging (quarter-turn) maken. Bij een globe valve wordt een zogeheten globe door middel van een spindel omlaag geduwd in een speciaal hiervoor ontworpen zitting. Het ontwerp van de globe kan aangepast worden afhankelijk van de exacte toepassing maar in nagenoeg alle gevallen betreft het een vlakke schijf in de vorm van een platte kegel.

Hoewel de werking vergelijkbaar is met een schuifafsluiter; is de primaire functie dit niet.  Door de vorm van de kegel is een globe valve in staat om zeer precies te sluiten en zodoende om een vrij lineair verloop te realiseren. Hierdoor zijn globe valves uitermate geschikt voor regeling en modulatie. Tevens zijn globe valves, afhankelijk van de gebruikte materialen, geschikt voor zeer hoge drukken. Globe valves worden dan ook veelal als regelkleppen en/of high-pressure valves gebruikt. Het voordeel is overduidelijk de precisie qua sluiting en de lineairiteit van het drukverlies. Een nadeel van een globe valve kan zijn dat er geen volledige opening ontstaat (niet full-bore) en dat het design vrij kostbaar is in vergelijking met een simpele schuifafsluiter, vlinderklep of kogelkraan. Een zeer compacte uitvoering van de globe in de vorm van een naald / smalle kegel wordt ook wel een needle valve genoemd. De needle valve wordt veelal gebruikt voor zeer kleine diameters of voor een zeer nauwkeurige regulatie. Voor grote diameters zijn zowel de globe valve als de needle valve ongeschikt.

De Membraanafsluiter (diaphragm valve)

Een membraanafsluiter bestaat uit een stalen huis uitgevoerd met een rubberen membraan dat door middel van een spindel in een lineaire beweging wordt platgedrukt en zodoende het medium afsluit. Dit relatief simpele ontwerp zorgt ervoor dat er weinig roterende of bewegende delen benodigd zijn en zodoende dat er relatief weinig slijtdelen zijn. Hiernaast realiseren membraanafsluiters over het algemeen een volledige doorgang (full bore) waardoor drukverlies wordt geminimaliseerd. De voornaamste toepassing voor membraan afsluiters zijn processen met zeer abrasieve media zoals de cementindustrie en de mijnbouw.  Het membraan, dat vaak van een elastomeer vervaardigd is, is vrij ongevoelig voor slijtage en kan eenvoudig vervangen worden.  Het nadeel is dat deze kleppen enkel gebruikt kunnen worden voor open/dicht toepassingen en dat regulatie onmogelijk is. Hiernaast zijn membraanafsluiters ongeschikt voor hoge temperaturen en –drukken, vacuümprocessen en gassen. Ten slotte worden membraanafsluiters significant duurder zodra de dimensies groter worden. 

Op verzoek kan Hanwel membraanafsluiters leveren, onze specialisten helpen u hier graag mee verder.

De terugslagklep

De terugslagklep is een overkoepelende term voor alle afsluiters die niet openen en sluiten door middel van een manuele of automatische aandrijving maar die geopend en afgesloten worden door het medium zelf. Hierin zijn verscheidende uitvoeringen mogelijk: balkeerkleppen, swing check kleppen, dual plate kleppen, disco kleppen, tilting disk kleppen, etc. Alle terugslagkleppen delen het principe dat de klep – in welke uitvoering dan ook –weggeschoven wordt wanneer het medium upstream de klep binnenkomt. Wanneer het medium volledig door de klep is en er geen upstream druk meer is, sluit de klep. Ditzelfde gebeurd wanneer het medium terugloopt richting de klep. Hierdoor worden terugslagkleppen veelal gebruikt als veiligheid voor het beschermen van kritische componenten zoals pompen. Deze functie is tegelijkertijd het grote voordeel van de terugslagklep: het beschermt kritieke componenten automatisch zonder dat hiervoor een handeling nodig is. Dit kan echter tevens het nadeel zijn: in de meeste gevallen is een terugslagklep niet te bedienen, waardoor er voor de controle van het proces een extra klep benodigd is die wél bediend kan worden.

Voor meer informatie over terugslagkleppen en het aanbod van Hanwel, zie de sectie terugslagkleppen op deze website.

Generale categorieën 

Hanwel levert ook specifieke afsluiters die niet onder één specifiek type afsluiters vallen, maar die wel als een aparte categorie kunnen worden gezien. Hieronder staan deze categorieën kort beschreven.

Rookgaskleppen

Een rookgasklep is een afsluiter die specifiek is ontworpen om lagedruk rookgassen af te sluiten. Rookgaskleppen zijn in diverse uitvoeringen leverbaar: vlinderkleppen, schuifafsluiters, louvre- en multi louvre kleppen, bypass kleppen en terugslagkleppen. Deze categorie onderscheidt zich met name door een hoge focus op temperatuurgeschiktheid en een lage tot geen focus op operationele druk. Hierdoor zijn rookgaskleppen over het algemeen dunner uitgevoerd dan afsluiters conform PN10 of 150lbs. Het voordeel van deze constructie zijn lage kosten in combinatie met grote diameters. Voor meer informatie over rookgaskleppen en het aanbod van Hanwel, zie de sectie rookgaskleppen op deze website.

Veiligheidsafsluiters en drukverlagende afsluiters.

Ook veiligheidsafsluiters zijn leverbaar in diverse uitvoeringen, waarbij de uitvoering met een globe als operating element het meest voorkomt.  Een veerveiligheidstoestel is een mechanische beveiliging dat voorkomt dat de druk in een installatie(deel) te hoog wordt. De klep opent zodra de druk de aangeven grenswaarde overschrijdt en voert het medium in een zodanige mate af dat de druk terugkeert naar de ingestelde of gewenste waarde (set pressure). Net als de terugslagklep wordt deze afsluiter als veiligheid gebruikt, en net als de terugslagklep is het nadeel van deze klep dat hij niet bediend kan worden (zij het handmatig of pneumatisch).

Onze specialisten helpen u graag bij de selectie van de meest geschikte afsluiter voor uw toepassing.

Indien gewenst komt een outside sales engineer bij u langs om de situatie ter plekke te beoordelen en om een passende oplossing te bieden.

Selectietabel voor afsluiters

*let op: dit is geen universele selectietabel. Deze tabel is enkel bedoeld om een basis begrip te creëren met betrekking tot welke afsluiter, wanneer kan worden toegepast. Uiteindelijke uitkomsten kunnen per industrie, toepassing en proces verschillen.