De vele uitvoeringen van afsluiters hebben allen hun eigen toepassingsgebied. Er bestaat geen afsluiter die voor alle toepassingen geschikt zou zijn. Binnen de grove verdeling van gas, vloeistof en vaste stof zijn nog talrijke andere eigenschappen die de uitvoering van de afsluiters bepalen. De meest bepalende zijn: het product, capaciteit, toepassing, temperatuur, druk in het systeem, druk over de afsluiter en de prijs.
Bij deze wil ik me richten op de afsluiters zoals gebruikt in de droge stortgoed industrie. Deze afsluiters moeten over speciale eigenschappen beschikken om goed en betrouwbaar te kunnen functioneren over langere tijden. Het ontbreken van smering door het product, zoals bij vloeistoffen, vergt een hoge bewerkingsnauwkeurigheid en extra aandacht voor de afdichtingen. Zijn vloeistoffen makkelijk te vervormen en stromen zij weg uit hoeken en gaten, bij droge stortgoederen is dit het tegenover gestelde. Het product hoopt zich op in loze ruimte, laat zich (vaak) samenpersen op ongewenste plaatsen waardoor de klep niet meer geheel of gedeeltelijk sluit. De belangrijkste problemen zijn, overmatige slijtage en vastlopen
De vorm en het stromingsgedrag van het stortgoed bepalen vaak het type afsluiter, vlinderklep, schuifafsluiter, manchetafsluiter enz.
Vlinderkleppen
Vlinderkleppen zijn misschien de meest bekende.
De belangrijkste onderdelen zijn het afsluiterhuis, het klepblad, de afdichtingsring(seal of manchet) en de aandrijving. Met de aandrijving wordt het klepblad over een hoek van 90° open of dicht worden gedraaid. De aandrijving is handmatig, elektro-pneumatisch of elektrisch. Vlinderkleppen worden veel toegepast, onder silo’s en in val- en pneumatische transportsystemen. Er is daar weinig kracht nodig om de klep te openen of te sluiten. Overigens dient men er rekening mee houden dat in sommige toepassingen een kolom materiaal op het klepblad kan rusten. De kracht die nodig is om de klep te openen, kan dan te groot worden (zeer hoog losbreekmoment). In dat geval is een ander type afsluiter toe te passen. Doordat het klepblad altijd in de materiaalstroom staat kan leiden tot slijtage van het klepblad en/of slijtage van het product. Een ander nadeel is dat het klepblad een drukval in de leiding veroorzaakt. Soms is dit echter gewenst en kan dankzij het klepblad de drukval worden geregeld, zoals b.v. in een pneumatisch transportsysteem. De vlinderklep is vanuit economisch oogpunt een aantrekkelijke afsluiter, die in veel gevallen uitstekend voldoet.
Afsluiting
In gesloten toestand zal het klepblad de doorlaat volledig afsluiten. Dit betekent dat het klepblad de afdichtingsring (seal) raakt. Bij hoogwaardige uitvoeringen is de doorlaat volledig dicht vlak voordat het klepblad in het midden staat. Hiervoor is een zuiverrond klepblad met perfect uitgelijnde assen nodig en een afsluiterhuis waarbij de asdoorvoer in het midden van de boring staat en in één lijn ligt. Het voordeel van deze techniek is dat het losbreekmoment onder controle is, wat vooral van belang is bij op afstand bediende afsluiters.
Een volledig afsluiting is niet altijd noodzakelijk. Bij een vlinderklep voor korrels of granulaten kan in sommige gevallen tussen het klepblad en de metaal op metaal afdichting een smalle opening (spleet) blijven. Deze constructie voorkomt slijtage terwijl de klep toch productdicht afsluit. De speling is 0,1 tot 0,3 mm, zodat de korrels niet tussen huisboring en het klepblad doorstromen.
Naast een open/dicht-functie kan de vlinderklep ook een doseerfunctie hebben waarbij een zogenaamde 3-standen actuator, of een pneumatische of elektro pneumatische ‘positioner’ de stroom regelt. De nauwkeurigheid van deze toepassing is niet hoog.
Opblaasbare zitting
Bij sterk abrasieve producten kan een vlinderklep met een opblaasbare zitting worden uitgerust. Omdat het klepblad tijdens het openen en sluiten de afdichting niet raakt, treedt minder slijtage op terwijl de doorlaat volledig wordt afgesloten. Deze sealing geeft ook minder opbouw van materiaal op de rand van het klepblad. Een vlinderklep met een opblaasbare zitting kan sneller sluiten dan een conventionele vlinderklep. De klep kenmerkt zich door een klein en constant losbreekmoment. Door het opblazen en ontluchten van de zitting ontstaat het voordeel van een zelfreinigend effect. De open- en sluittijden worden via een timer ingesteld. Afhankelijk van de toepassing kunnen verschillende sealmaterialen worden gekozen zoals EPDM, siliconen en polyurethaan.
Voordelen van een vlinderklep:
- Een vlinderklep heeft een grote doorstroomcapaciteit
- Er is een gering drukverlies
- Heeft een stroomrichting naar beide zijden
- Vlinderkleppen hebben een kleine inbouwmaat
- De vlinderklep bevat weinig onderdelen waardoor weinig onderhoud en lage onderhoudskosten
- Relatieve lage prijs
Nadelen van een vlinderklep:
- Geen volle doorlaat, klep staat midden in de doorlaat, in sommige toepassingen kan daarom beter voor een meskant afsluiter, zwenkafsluiter of kogelkraan gekozen worden.
- Hoger koppel bij openen in volle productkolom
Schuifafsluiter
De meskan afsluiter / plaatafsluiter heeft een volle doorlaat en een geringe inbouwhoogte. Dit type afsluiter kent dus niet de nadelen van een vlinderklep. De materiaalstroom wordt onderbroken door een roestvaststalen schuifplaat dat als een “mes” door het stortgoed snijdt. De schuifafsluiter is leverbaar met ronde en rechthoekige in- en uitlaten.
De schuifplaat glijdt over nastelbare geleide nokken, eventueel product wordt hierdoor afgeschoven waardoor opbouw welke tot verklemming leidt niet optreedt.
Een schuifafsluiter voor vaste stoffen heeft altijd een rechte afsluitkant aan de kopse kant van het blad. Hierdoor komt de stopbuspakking vooraan bij de doorlaat te liggen en wordt ophoping van en verklemming door materiaal voorkomen.
Een stopbuspakking over de vlakke plaat moet voor de afdichting zorgen. Deze afdichting is matig. Om de afsluiter naar buiten toe toch gasdicht af te sluiten wordt de werkruimte, de slag van de schuifplaat, van de afsluiter gasdicht afgesloten met platen. Inwendig sluit de schuifafsluiter productdicht af. Het product dat bij het sluiten wordt verdrongen, komt terecht in een verdringingsruimte in het afsluiterhuis. Deze voorziening voorkomt verklemming of blokkeren van de schuifplaat en maakt het mogelijk om door een staande materiaal kolom heen te sluiten. De schuifafsluiter wordt onder meer toegepast onder silo’s, bunkers en transportsystemen/ leidingen.
De schuifafsluiter kan ook van een opblaasbare seal voorzien worden.De aandrijving kan manueel, slinger, handwiel, kettingwiel, pneumatisch of elektrisch geschieden
Dubbelplaatafsluiter
De dubbelplaatafsluiter is eigenlijk een variant op de schuifafsluiter. De over elkaar glijdende schuifbladen geven vanuit het midden een steeds grotere of kleinere doorlaat, wat een rustiger stromingsbeleid geeft. Dit is met name van belang bij doseertoepassingen. Voor een fijn dosering kan aan de sluitrand van de schuifbladen een halve-maan vormig segment worden uitgespaard. In de dubbelplaatafsluiter ontstaan in tegenstelling tot de schuifafsluiter geen dode ruimten waarin zich materiaal kan ophopen. De afsluiter vraagt weinig onderhoud omdat het product niet met de elastische afdichtingen in aanraking komt.
Voordelen van een plaatafsluiter:
- Een grote doorstroomcapaciteit.
- Kan in staande productkolom geopend en gesloten worden.
- Er is geen of een gering drukverlies.
- Kleine inbouwhoogte.
- In vele materialen te verkrijgen.
Nadelen van een plaatafsluiter:
- Heeft een stroomrichting naar een zijde.
- Vraagt grote inbouwruimte.
- Schuifplaat moeilijk af te sluiten met stopbuspakking.
Zwenkafsluiter
De zwenkafsluiter
, eigenlijk een schuifafsluiter waarbij de schuifplaat geheel binnen het afsluiterhuis blijft, heeft evenals de schuifafsluiter een volle doorlaat. Kenmerkend zijn de grote bedrijfszekerheid en de korte sluit- en openingstijden: minder dan twee seconden. De slijtende delen bevinden zich alle buiten de materiaalstroom. De onderzijde van het afsluiterhuis is zodanig uitgevoerd dat het verdrongen product goed kan uitstromen. Aan de bovenzijde is voldoende ruimte gemaakt om het schuifblad te parkeren. Het gepolijste schuifblad glijdt over rollen of geleidingsnokken. Deze nokken kunnen eenvoudig en nauwkeurig worden ingesteld. De zwenkafsluiter slechts één afdichting naar buiten die aan de as. De ronde as is goed gasdicht af te sluiten. Er zijn uitvoeringen die drukdicht zijn tot 6 bar. De seal in de bovenzijde van het afsluiterhuis bevindt zich buiten de materiaalstroom. Deze seal, al die niet opblaasbaar, is in diverse kwaliteiten leverbaar, en heeft naast een afdichtingsfunctie ook een afschrapende functie.
Voordelen van een Zwenkafsluiter:
- Een grote doorstroomcapaciteit.
- Er is een gering drukverlies.
- In vele materialen te verkrijgen.
- Schuifplaat goed af te sluiten.
Nadelen van een plaatafsluiter:
- Vraagt grote inbouwhoogte en -ruimte.
- Hoge aanschafwaarde.
Manchetafsluiter
De manchetafsluiter, ook wel ‘Pinch Valve’, kenmerkt zich door eenvoud. In het afsluiterhuis is een elastische slang (manchet) geplaatst welke met behulp van perslucht wordt dichtgeknepen. Bij het ontluchten van de druk zal de manchet zich onder de eigen elasticiteit en onder invloed van de medium druk weer openen. De manchetafsluiter kan met een speciale besturing ook in vacuümsystemen werken. De slijtage beperkt zich tot het manchet. De manchet kan na verloop van tijd enigszins uitlubberen, waardoor de gladde wand verdwijnt en ribbels in de materiaalstroom komen.
De manchetafsluiter is met name geschikt voor het afsluiten van materiaalstromen waarin zich grotere brokken bevinden. Voorts wordt de manchetafsluiter veel toegepast bij het verpompen van vuilwater en vloeistoffen met vaste deeltjes.
Voordelen van een Manchetafsluiter:
- Een grote doorstroomcapaciteit.
- Kleine inbouwruimte
- Er is een gering drukverlies.
- Lage aanschafwaarde.
Nadelen van een manchetafsluiter:
- Alleen open-dicht.
- Boven DN 150 treedt een grote vervorming van de manchet op, waardoor lage levensduur
Dolf Vernooij
“Adbulco levert een breed scala van afsluiters voor de droge bulkhandling, alternatieve energie systemen, biogasprojecten, recycling en daaraan verbonden processen.”
