Membraanventiel

In bijna elk leidingsysteem dragen afsluiters bij als een fundamenteel technisch apparaat. Deze mechanische/elektromechanische apparaten regelen de mediastroom en zijn verkrijgbaar in vele specifieke varianten. Er zijn veel fabrikanten van membraanafsluiters die de juiste klep leveren die voldoet aan jouw behoeften. Aangezien dit artikel zich richt op de membraanafsluiter, kunnen we kijken naar wat het is, hoe het werkt en de verschillende vormen die beschikbaar zijn. Deze analyse kan helpen om te bepalen of membraanafsluiters nuttig kunnen zijn en hoe de juiste versie te kiezen voor de vereisten. 

Membraanventiel

Wat is de membraanafsluiter?

Een membraanafsluiter is een speciaal soort afsluiter en is bidirectioneel van aard. Structureel verschillend van de gewone kleppen. Zoals de naam al aangeeft, is een membraan het openings- en sluitingselement in een membraanafsluiter die gemaakt is van een zacht/flexibel materiaal dat elastisch, niet-corrosief, niet-doordringbaar materiaal is, zoals rubber en plastic. Dit scheidt de vloeistof in de holte van het kleplichaam van de dekselholte en het aandrijfelement, wat vervuiling van het werkmedium en corrosie van de werkende onderdelen voorkomt.

Voor toepassingen met lage druk, lage temperatuur, corrosieve en zwevende materialen kunnen membraanafsluiters worden gebruikt. Ze profiteren van de eenvoud van de constructie, sterke en positieve afdichting, corrosiebestendigheid en lage vloeistofweerstand, en omdat er geen lekroute is in de ontwerpconstructie worden deze kleppen als lekvrij beschouwd, deze functie maakt de klep van onschatbare waarde wanneer de lekkage binnen of buiten het apparaat niet kan worden geaccepteerd. Al deze voordelen maken de membraanafsluiter populair en geschikt voor vele toepassingen.

Hoe werkt het membraanventiel?

De werking van een membraanafsluiter is net zo eenvoudig als die van een knijpafsluiter. Een veerkrachtig, elastisch membraan is bevestigd aan de compressor door middel van een membraanstift. Wanneer de operator wil dat het ventiel wordt gesloten, wordt de actuator ingedrukt en/of gedraaid en wordt het membraan in de rand van de vaste verdamper gedrukt, waardoor het ventiel wordt gesloten.

De compressor wordt op en neer bewogen langs de steel van de klep. Als de compressor omhoog gaat, gaat het membraan omhoog. Als de compressor omlaag gaat, wordt het membraan in de gebogen bodem of door de stuw gedrukt, afhankelijk van het type constructie.

Soorten membraanafsluiters

Er zijn voornamelijk twee eenvoudige ontwerpen van membraanafsluiters beschikbaar: stuwafsluiters en rechtdoorgaande afsluiters. Deze kleppen werken op dezelfde manier, maar hun huisvorm, membraan en toepassing variëren. Om de membraanafsluiters geschikt te maken voor corrosief gebruik, moeten de binnenkant van het huis en de eindflenzen bekleed worden. Afhankelijk van de vereisten kunnen verschillende materialen voor de voering worden gebruikt.

1. Op lichaamsstructuur:

• Draadtype membraanafsluiter.

De meest voorkomende beschikbare ontwerpen zijn de membraanafsluiter met stuw. De verhoogde lip/zadelconfiguratie voor beperkte debietregeling is ideaal geschikt en lekt veilig uit dankzij de afdekking over het membraan en de actuator. Dit ontwerp is geschikt voor schadelijke of corrosieve gassen en vloeistoffen, omdat deze afdekking elke breuk van het membraan voorkomt. Een stuw is een geïntegreerd onderdeel van het kleplichaam. De stuw dient als klepzitting om het membraan samen te drukken en zo de overloop te vermijden. Het hellende lichaam draineert deze klep vaak op natuurlijke wijze, hoewel het in beide richtingen kan voorkomen en bij bepaalde toepassingen is dat misschien niet wenselijk. Over het algemeen wordt dit type membraanafsluiter in grote maten gemaakt. De verhoogde klep vermindert de beweging van het membraan van de volledig open positie naar de volledig gesloten positie, waardoor de hoeveelheid rek en spanning in het membraan afneemt. Voor gladde, homogene vloeistoffen wordt vaak een klep van het wektype gebruikt, omdat viskeuze slurries en sedimenten zich aan weerszijden van het zadel kunnen ophopen. In processen zoals voeding/chemie, gasverwerking, corrosie en watertoepassingen worden ze het meest gebruikt.

Draadtype membraanafsluiter

• Recht doorgaande membraanafsluiter.

De rechtdoorgaande membraanafsluiter lijkt qua uiterlijk op de weir-types, maar heeft niet het typische zadel en in plaats daarvan een rechte baan. Meestal zijn hun membranen compacter en laten ze een langere doorlaat toe, omdat de bodem van de klep geraakt moet worden. Wanneer de rechtdoorgaande klep open is, voor een maximale stroomlijn in elke richting, tilt het membraan hoog op. Wanneer de klep gesloten is, zelfs met grof of vezelig materiaal in de leiding, sluit het membraan goed af voor een positieve afdichting. Deze kleppen moeten ook gerepareerd worden, want door hun compactere membranen is hun levensduur gewoonlijk korter dan bij ontwerpen met een stuw. Voor slurries, viskeuze oliën en andere omstandigheden, waar blokkering geminimaliseerd moet worden, worden vaak rechtdoorgaande membraanafsluiters gebruikt. In de drankenindustrie wordt meestal het volledig doorlopende type klep gebruikt. Het maakt reiniging met een balborstel mogelijk, zonder de klep te openen of uit de leiding te halen, met stoom of natronloog. Ze zijn ook geschikt voor stromingsregimes in twee richtingen omdat er geen zadel is om de plotselinge overgang van inlaat naar uitlaat te vermijden.

Recht doorgaande membraanafsluiter

2. Per actuator.

• Om te beslissen welk type bediening gebruikt moet worden om de klep te sluiten en te openen, hangt dit af van de stromingskracht en de bredere structuur waarvan de klep een onderdeel is. Handmatige, elektrische solenoïde, pneumatische, thermische, hydraulische en modernere actuators van het bedieningsmechanisme bieden activeringstypes.

Voordelen van membraanafsluiter:

• Membraanafsluiters voor het smoren kunnen ook worden gebruikt. Dankzij het brede afsluitgebied langs de bank zijn de smooreigenschappen die van een snelopenende klep.
• Een membraanafsluiter met stuw is geschikt voor het regelen van kleine debieten.
• Sterke chemische weerstand dankzij de beschikbare voering.
• Membraanafsluiters zijn vooral ideaal voor de behandeling van vervuilingsvrije corrosieve oliën, vezelachtige slurries, giftige vloeistoffen of andere vloeistoffen.
• De werking van een membraanafsluiter wordt niet blootgesteld aan de media in de pijpleiding. Om het werkingsmechanisme te verstoren, mogen kleverige of viskeuze vloeistoffen niet in de motorkap komen.
• Veel vloeistoffen die de werkende delen van andere typen kleppen zouden kunnen verstoppen, eroderen of bederven, zullen door de membraanafsluiter bewegen zonder problemen te veroorzaken. Omgekeerd kunnen de smeermiddelen die door het werkingsmechanisme worden gebruikt de vloeistof die wordt beheerd niet verontreinigen.
• Er zijn geen verpakkingswartels die beschermd moeten worden en er is geen kans op stanglekkage in de kleppen.

Nadelen van membraanafsluiter:

• De stuw voorkomt dat de pijp volledig leegloopt.
• De werktemperaturen en drukken van het membraanmateriaal zijn lager. De druk is meestal beperkt tot 200 psi en de temperatuur tot 204 C (400 F).
• Het membraan kan ook de hydrostatische druk verlagen.
• Het membraan kan corrosie vertonen wanneer het veelvuldig wordt gebruikt in extreme smoorspoeltoepassingen die onzuiverheden bevatten.
• Membraanafsluiters zijn beperkt tot kleine afmetingen, meestal van 1⁄2 tot 12 NPS (DN 15 tot 300).

Selectiegids voor membraanafsluiters. 

Membraanafsluiters hebben geen industriespecifiek ontwerp; het bepalen van de juiste afsluiter voor jouw toepassing kan dus lastig zijn. Dit gedeelte bevat een aantal cruciale beschrijvingen van de criteria die moeten worden gedefinieerd. Merk op dat deze lijst niet allesomvattend is, maar op zijn minst een leidraad zou moeten zijn voor de ingenieurs of een fabrikant van membraanafsluiters in de juiste richting.

• Klepgrootte: Aangezien deze kleppen worden gebruikt in smoortoepassingen, heeft hun grootte grote vloeistofeffecten. Bereken eerst de gewenste hoeveelheid procesvloeistof door het apparaat om de juiste grootte van de klep te bepalen. Dit houdt in dat je de stroomsnelheid van de vloeistof, de specifieke zwaartekracht/viscositeit en de optimale stroomsnelheid moet begrijpen. Meet vervolgens de optimale temperaturen en inlaat-/uitlaatdrukken, evenals de gewenste potentiaal van de klep en de krachten die nodig zijn om de doorstroming te belemmeren. De juiste verhouding van binnen- en buitendiameter voor uw klep kan dan worden berekend met behulp van tabellen.
• Drukvalbereik: Wat is de optimale drukvermindering door de klep? Zorg ervoor dat deze waarde gedefinieerd is, of als u het niet zeker weet, kies dan een percentage dat groot genoeg is om de vloeistofstroom aan te passen. Bepaal vervolgens met welke drukken de klep te maken krijgt wanneer het apparaat werkt, zodat een klep kan worden gekozen die het hele bereik ondersteunt.
• Bediening vereist: Voorspel aan de hand van het vorige gedeelte welk type membraan het meest geschikt is voor uw procesvloeistof. Beslis vervolgens of het lichaam en de steel aan de media worden onthuld of dat deze componenten moeten worden geïsoleerd.
• Aansluitingen: Bepaal de relatie tussen de klep en uw systeem; dit kan in de vorm van basisdraad, lasverbindingen, flenzen en/of andere toepassingsspecifieke screeningprocedures. Evalueer vervolgens de optimale materiaaleigenschappen van de klep zodat de vloeistofstroom de werking van de klep niet nadelig beïnvloedt. Bijvoorbeeld, zeer corrosieve vloeistoffen hebben materialen nodig die niet bederven in bijtende omstandigheden, zoals roestvrij staal, brons en andere metalen. Bepaal ten slotte alle andere kenmerken, zoals eenheid, locatieaanduidingen, veiligheidsmaatregelen en meer, zodat uw klep beter kan functioneren voor uw project.

Waar wordt de membraanafsluiter gebruikt?

Een membraanafsluiter is goedkoop, effectief en verkrijgbaar in verschillende ontwerpen, waardoor hij in veel toepassingen kan worden gebruikt. Sommige industrieën waar het kan worden gebruikt zijn:

• Waterzuiveringsinstallaties.
• Farmaceutische industrie.
• Voedselverwerkende fabrieken.
• Energiecentrales.
• Vacuümdiensten.
• Corrosiegevoelige toepassingen.

Hoe installeer ik een membraanafsluiter?

• Verwijder het verpakkingsmateriaal van de klep. Controleer de pijpleiding vóór de installatie op verontreinigingen en vreemde voorwerpen en reinig deze indien nodig.
• De klep kan op elke montageplaats geïnstalleerd worden. Er moet op worden gelet dat de klep vanuit beide richtingen toegankelijk is voor onderhoud. Wanneer de klep in het open veld wordt gemonteerd, moet hij op de locatie tegen directe weersinvloeden worden beveiligd.
• De ruimte tussen de flenzen van de pijpleiding moet tijdens de installatie van de klep ten minste 20 mm boven de volledige lengte van de klep liggen, zodat de bedrijfsstrips niet worden beïnvloed en de pakkingen kunnen worden geïnstalleerd. Aangezien flensverbindingen met staalversterkte rubberverbindingen worden aanbevolen, is dit kritisch voor opsteekflenzen.
• De tegenflenzen van de leidingen moeten vlakparallel en concentrisch zijn. Verbindingsbouten moeten op dezelfde manier kruislings worden bevestigd (zonder spanning).
• De pijpleiding mag op geen enkele manier naar de afsluiter worden opgetild. Voor corrosieve media moeten vlakke pakkingen worden gebruikt in overeenstemming met DIN 2690.

Onderhoud van membraanafsluiter:

• Alle hogedrukleidingen moeten worden neergelaten en beveiligd tegen opnieuw starten voordat met de onderhoudswerkzaamheden wordt begonnen! Beide aansluitingen moeten worden getest op lekkage en dichtheid na voltooiing van de reparatiewerkzaamheden.
• Membraanafsluiters zijn vaak onderhoudsvrij. De smeernippel aan de hals van de bedekking moet regelmatig worden gesmeerd.
• Inspectie: Ontdek de uiterlijke staat van de klep. Reinig en herstel de coating indien nodig. Controleer de dichtheid van de leidingcontacten, bijvoorbeeld de flenzen. Test de soepele werking van de klep. Schakel de hele slag handmatig om. Controleer de dichtheid aan het einde van de afdichting: stel de klep af op een gesloten stand. Controleer de drukvermindering stroomafwaarts en stroomopwaarts van de klep.
• Elastomeer membraan moet tijdens de opslag in acht worden genomen: de opslagruimte moet koud, droog en voldoende geventileerd zijn. Er moet een kamertemperatuur tussen +20 0 C en 10 0 C worden aangehouden. Als de opslagruimte wordt verwarmd, moeten de radiatoren en afvoer worden afgeschermd van de opslagvaten. De afstand tussen de verwarming en de opslagproducten moet minstens 1m zijn. Geschatte relatieve vochtigheid. 65% heeft een gunstig effect op geconserveerde membranen. Het membraan mag niet worden blootgesteld aan helder daglicht. Oplosmiddelen, oliën en smeermiddelen mogen niet samen met membranen van het elastomeer worden verpakt. Scheid nieuw bewaarde membranen van langer bewaarde membranen. Gebruik de langer bewaarde membranen vaak het eerst.
• Reinigen van diafragma: Rubberen onderdelen moeten worden gewassen met heet water. Na een opslagtijd van 6 tot 8 maanden wordt geadviseerd om ze te reinigen en af te spoelen met water voordat ze worden geïnstalleerd met een oplosmiddel met 1,5 procent natriumcarbonaat. Gereinigde membranen kunnen niet worden gedroogd door de verwarming.
• Schroef de bouten kruislings los en til de bovenkant van de behuizing. De lijm tussen de flens van het huisdeksel en het membraan kan worden losgemaakt door heen en weer te bewegen. Als de bovenkant moeilijk te verwijderen is, kan het ventiel in de sluitrichting worden geduwd met een handwiel, waardoor het deksel omhoog komt en het ventiel samen met het membraan kan worden verwijderd.
• Maak het membraan los door de drukcomponent met de klok mee te draaien. Verwijder de leidingbescherming (rubberslang) van het nieuwe membraan. Schroef het membraan met de membraanschroef volledig in het drukdeel.

Samenvatting: Zoals we hierboven hebben besproken, is de membraanafsluiter geschikt voor veel toepassingen omdat hij eenvoudig en kosteneffectief is en zeer weinig onderhoud vergt. Dit artikel vertelt je in het kort alles over de membraanafsluiter.