Pneumatische membraanafsluiter

Fabrikanten van pneumatische membraanafsluiters maken de afsluiter zo dat hij gasvormige vloeistoffen, vloeistoffen en halfisolide media zoals colloïden, slib, brak water en slurries aankan. Pneumatische membraanafsluiters zijn geschikt voor het regelen van vloeistoffen met enkele vaste deeltjes. In vergelijking met andere kleppen hebben deze kleppen een eenvoudig constructieontwerp. Bij pneumatische membraanafsluiters is er zelden sprake van opbouw van biofilms en sedimenten vanwege het minimale contact met de interne onderdelen van de afsluiter. Daarom worden deze kleppen gebruikt in vele toepassingen zoals farmaceutica, voedselverwerking, rioolpijpleidingen, waterzuivering, pulp- en papierproductie en elektronicaproductie. 

pneumatisch membraanventiel

Wat is een pneumatische membraanafsluiter? 

Een pneumatische membraanafsluiter is een type membraanafsluiter die gebruik maakt van een pneumatische actuator. Dit type klep gebruikt een flexibel membraan om de vloeistofstroom te regelen, te blokkeren of te isoleren. Fabrikanten van pneumatische membraanafsluiters ontwerpen de afsluiter zo dat het membraan wordt gebruikt als het element dat de stroom regelt en naar beneden of boven buigt om de snelheid van de vloeistofstroom respectievelijk te verlagen of te verhogen. De afdichtende werking van een pneumatische membraanafsluiter wordt gegenereerd wanneer een membraan op een stevige dam in het kleplichaam wordt gedrukt. Pneumatische membraanafsluiters zijn gecategoriseerd als lineaire afsluiters die een lineaire beweging vereisen van de elementen die de doorstroming regelen. De naam pneumatische membraanafsluiter betekent dat het type actuator dat in dit type afsluiter wordt gebruikt een pneumatische actuator is. De meeste membraanafsluiters die worden gemaakt, maken gebruik van pneumatische afsluiters, vooral wanneer de snelheid van de afsluiter noodzakelijk is. Een pneumatische actuator gebruikt luchtdruk die via een stuurventiel wordt toegepast op een actuator die het membraan optilt om de klep te openen. 

Onderdelen van een pneumatische membraanafsluiter

De onderstaande afbeeldingen illustreren de onderdelen van een pneumatische membraanafsluiter. 

Afbeelding: Onderdelen van een pneumatische membraanafsluiter.

Bonnet 

Dit is het deel van een pneumatische membraanafsluiter dat dient als bovenklep. Het is meestal vastgeschroefd op het klephuis. Dit onderdeel helpt om andere onderdelen van de klep te beschermen, zoals de stang, de compressor, het membraan en andere onderdelen van de pneumatische membraanafsluiter. 

Klepbehuizing 

Dit is het deel van een pneumatisch ventiel dat wordt gebruikt om de pijpleiding waar de vloeistof doorheen stroomt direct aan te sluiten. Het doorstroomgebied hangt af van het type pneumatische membraanafsluiter. Fabrikanten van pneumatische membraanafsluiters maken het bovendeel en het kleplichaam van sterke materialen die bestand zijn tegen corrosie en stijf zijn. 

Diafragma 

Dit is het deel van een pneumatische membraanafsluiter dat beweegt om het onderste deel van het kleplichaam aan te raken om de vloeistofstroom te blokkeren of te beperken. Het membraan is gemaakt van een polymere schijf. Het membraan gaat omhoog wanneer de stroomsnelheid moet worden verhoogd of wanneer de klep volledig moet worden geopend. De vloeistof stroomt dan onder het membraan door. Door zijn structuur en materiaal verlaagt het membraan de bedrijfstemperatuur en druk van de klep. Daarom moet het membraan na een bepaalde periode worden vervangen omdat de mechanische eigenschappen tijdens het gebruik verzwakken. Dit onderdeel isoleert de niet bevochtigde onderdelen, zoals de actuator, stang en compressor, van de stromende vloeistof. Daardoor is het onwaarschijnlijk dat viskeuze vloeistoffen en vaste stoffen het werkingsmechanisme van een pneumatische membraanafsluiter verstoren. Deze technologie helpt ook om niet-bevochtigde onderdelen te beschermen tegen corrosie. Ook wordt de geleverde vloeistof niet vervuild door de smering die wordt gebruikt bij het bedienen van de pneumatische membraanafsluiter. 

Compressor 

Dit is de schijf die tussen het membraan en de klepsteel ligt. Deze compressor wordt gebruikt om de pneumatische membraanafsluiter te ondersteunen en de kracht van de stang te verdelen tijdens de lineaire beweging. Fabrikanten van pneumatische membraanafsluiters ontwerpen de compressor op een manier die de doorstroomregeling en smoorklep optimaliseert. 

Stam 

Deze component is een verticale as die verbonden is met de compressor om lineaire beweging uit te oefenen om te helpen bij het bewegen van het membraan en de compressor, waardoor de pneumatische membraanafsluiter werkt. De stang wordt gebruikt om kracht over te brengen die wordt uitgeoefend door de pneumatische aandrijving in een pneumatische membraanafsluiter. De fabrikanten van pneumatische membraanafsluiters maken de afsluiter met een draadstang of zuigerstang. Zoals de naam al doet vermoeden, wordt het zuigertype ventiel bewogen door een zuigermontage in de motorkap met de stang als zuigerstang. Dit ontwerp maakt gebruik van kracht uitgeoefend door vloeistofdruk. Voor de draadstang gebruikt de klep een bijpassende stangmoer. De draadstang heeft torsie nodig om de stang lineair te bewegen en ook voor smering om een soepele werking te bevorderen. 

Actuator 

De actuator wordt gebruikt om de compressor, het membraan en de stang samen te bewegen. De actuator wordt gebruikt om de lineaire kracht of torsie te leveren die de pneumatische membraanafsluiter nodig heeft om snel het debiet van de vloeistof te regelen. Het ontwerp van de actuator hangt af van de constructie van de klepsteel. Voor een pneumatische membraanafsluiter wordt een pneumatische actuator gebruikt. Een pneumatische actuator gebruikt luchtdruk om de zuiger in het bovendeel van de klep aan te drijven. De zuigerstang van deze actuator is verbonden met de klepcompressor. De luchtdruk wordt aan weerszijden in de zuigerkamer gebracht. Als de lucht in de bovenste kamer van de zuiger wordt gebracht, dwingt dit de zuigerstang naar beneden te bewegen en de vloeistofstroom te verminderen of de klep te sluiten. Als er lucht in de onderste kamer wordt toegevoerd, dwingt dit de zuigerstang omhoog waardoor het debiet van de vloeistof toeneemt. De zuiger en zuigerstang zijn voorzien van O-ringen om luchtlekkage tussen de kamers te voorkomen. Pneumatische actuators bieden een snelle regeling bij pneumatische membraanafsluiters en verbeteren de aan- en uitschakeltoepassingen. 

Hoe werkt een pneumatisch membraanventiel?

De pneumatische membraanafsluiter maakt gebruik van een knijpmethode om de vloeistofstroom te regelen. Het membraan is verbonden met de compressor. De compressor is ook verbonden met de stang. Om het debiet te verhogen, beweegt de stang omhoog. Terwijl de stang omhoog gaat, gaat ook de compressor omhoog. De beweging van de compressor wordt verder overgedragen op het membraan en zo beweegt het membraan omhoog. Wanneer het membraan omhoog beweegt, neemt de vloeistofstroom toe. Om de vloeistofstroom te verminderen of af te sluiten, beweegt de stang naar beneden. De stang brengt de kracht over naar de compressor. De compressor drukt dan het membraan naar beneden en het sluit of vermindert de vloeistofstroom. Sommige pneumatische membraanafsluiters zijn ontworpen om de vloeistofstroom te smoren. In dit geval kunnen ze gedeeltelijk sluiten en gedeeltelijk openen.

Figuur: Werking van een pneumatisch membraanventiel.

Soorten pneumatische membraanafsluiters 

Weir pneumatische membraanafsluiter 

Dit is een zeer bekende pneumatische membraanafsluiter. Dit type klep is geschikt voor lekvrije en kleine besturingen vanwege het membraan en het bovendeel van de actuator. De fabrikanten van de pneumatische membraanafsluiter met stuwdam ontwerpen de afsluiter met een schuin lichaam om zelflozend vermogen te verkrijgen. Het zelflozend vermogen treedt op in twee richtingen van de klep. Daarom is deze klep niet geschikt voor sommige toepassingen. De pneumatische membraanafsluiter met stuw is het meest geschikt voor gevaarlijke en corrosieve vloeistoffen en gassen, omdat deze klep het falen van het membraan of lekkage van de klep kan controleren. Deze kleppen worden voornamelijk gebruikt voor schone en homogene vloeistoffen omdat verontreinigingen en viskeus slib zich kunnen ophopen aan de zadelzijde. Deze kleppen worden vaak gebruikt in toepassingen zoals corrosief, water, voedselverwerking, gasproductie en chemische toepassingen. 

Rechte pneumatische membraanafsluiter 

De pneumatische membraanafsluiter met rechte weg is ook bekend als een in-line pneumatische membraanafsluiter. De structuur is identiek aan de weir type pneumatische membraanafsluiter. Deze klep is echter ontworpen met een recht stromingstraject in plaats van een zadelkarakteristiek. De membranen in deze kleppen zijn flexibel. Het membraan maakt contact met de onderkant van de klep waardoor de bewegingsafstand van het membraan toeneemt. De levensduur van de pneumatische diafragmaklep met rechte doorlaat is kort in vergelijking met die van de klep met stuw, vanwege de flexibiliteit. Ook moet deze klep vaak worden vervangen en gerepareerd. Deze pneumatische membraanafsluiter wordt gebruikt voor toepassingen zoals slib, water, viskeuze vloeistoffen en andere toepassingen die verstopping moeten verminderen. 

Pneumatische proces membraanafsluiter 

Dit zijn pneumatische membraanafsluiters die vaak worden gebruikt om de vloeistofstroom te regelen, te starten of te stoppen. 

Sanitaire pneumatische membraanafsluiter

Dit is een pneumatisch membraanventiel dat wordt gebruikt om vloeistofbesmetting te voorkomen. Er worden kiemvrije materialen gebruikt om deze pneumatische membraanafsluiters te maken. Deze kleppen kunnen een kiemvrije atmosfeer bevorderen. 

Nul statische pneumatische membraanafsluiter

Deze kleppen zijn het meest geschikt voor schone toepassingen omdat ze bacteriegroei en stagnatie van de doorstroming kunnen verwijderen. 

Afsluitende pneumatische membraanafsluiter

Dit is een type pneumatische membraanafsluiter die een positieve sluiting heeft om vloeistofstroming te voorkomen. 

Pneumatisch membraan magneetventiel

Dit is een pneumatische membraanafsluiter die wordt gebruikt om de doorstroming te regelen. Deze klep is gemaakt met een rubberen membraan in het kleplichaam. Deze klep kan direct of indirect werken. Hij sluit en opent tegen de harde zitting. 

Selectiecriteria voor pneumatische membraanafsluiters 

Klepgrootte 

Pneumatische membraanafsluiters worden vaak gebruikt in smoortoepassingen. De grootte van de klep heeft dus een grote invloed op hun werkingsmogelijkheden. Om de grootte van de klep te bepalen die nodig is voor jouw toepassing, moet je het vereiste vloeistofvolume door het systeem bepalen. In dit geval moet je details te weten komen over je vloeistofstroom en de specifieke viscositeit of zwaartekracht en het benodigde debiet. Vervolgens moet je de maximale uitlaat-/inlaatdruk en temperatuur bepalen, naast de vereiste klepcapaciteit en de krachten die nodig zijn om de vloeistofstroom te blokkeren. Deze gegevens kunnen vervolgens worden gebruikt om de juiste verhouding tussen de buiten- en binnendiameter van de klep te bepalen. 

Drukbereik en drukval 

De waarde van de drukval over de klep is erg belangrijk. Daarom moet je deze waarde specificeren. Als je echter niet zeker bent van deze waarde, kun je een percentage kiezen dat groot genoeg is om een vloeistofstroomverschil te creëren. Bepaal ook de drukbereiken die de pneumatische membraanafsluiter kan ervaren wanneer het systeem werkt. Dit helpt om een veiligheidsklep te kiezen die binnen het hele bereik kan werken. 

Type pneumatische membraanafsluiter en actuator

Maak aan de hand van de bovenstaande gegevens voor klepselectieparameters een schatting van het membraan dat gebruikt moet worden voor uw procesvloeistoffenstroom. Bepaal vervolgens of de spindel en de behuizing van de pneumatische membraanafsluiter blootgesteld kunnen worden aan media of gescheiden moeten worden. 

Type aansluiting, kenmerken en materiaal 

Voordat de klep wordt gekocht, moet worden bepaald hoe de klep moet worden aangesloten op het pompsysteem. De verbinding kan worden gemaakt met schroefdraad, flenzen, lasverbindingen of andere procedures die specifiek zijn voor die toepassing. Vervolgens bepaalt u de geschikte materiaaleigenschappen van uw pneumatische membraanafsluiter om ervoor te zorgen dat de procesvloeistof de werking van de afsluiter niet negatief beïnvloedt. Bijvoorbeeld, zeer corrosieve media maakt het noodzakelijk om corrosiebestendige materialen te hebben zoals brons, roestvrij staal en andere materialen die niet kunnen degraderen onder bijtende omgevingen. Vervolgens moeten andere eigenschappen worden bepaald, zoals veiligheidsmaatregelen, positie-indicatoren, instrumentatie en andere die de klep helpen om efficiënt en veilig te werken. 

Toepassingen van de pneumatische membraanafsluiter

• Farmaceutische productiesystemen. 
• Waterzuiveringsinstallatie. 
• Voedsel- en drankverwerking. 
• Chemische verwerkingsfabrieken. 
• Corrosieve toepassingen. 
• Vacuümdiensten. 
• Energiecentrales.
• Schone of vuile lucht en water regelen. 

Voordelen van een pneumatische membraanafsluiter 

• Ze kunnen worden gebruikt voor on-off flow en throttling-toepassingen. 
• Pneumatische membraanafsluiters hebben geen spindellekkage. 
• Het biedt een goede chemische weerstand dankzij de vele voeringen. 
• Het biedt een bubbeldichte service. 
• Geen zakken hebben waarin verontreinigingen kunnen blijven zitten. 
• Ze bieden de beste service in slurry en viskeuze vloeistoffen. 
• Een uitstekende keuze voor gebruik in gevaarlijke en radioactieve chemicaliën. 
• Deze kleppen laten geen onzuiverheden in de vloeistof toe, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in onder andere brouwerijen, farmaceutica en voedingsmiddelen. 

Nadelen van een pneumatische membraanafsluiter

• Stuw van pneumatische membraanafsluiter kan onvolledige afvoer van leidingen veroorzaken. 
• Deze kleppen kunnen de hydrostatische druk beperken. 
• De behuizing moet gemaakt zijn van goed corrosiebestendig materiaal. 
• Niet geschikt voor toepassingen met hoge druk, zoals boven 300 psi. 
• Deze kleppen kunnen corroderen als ze worden gebruikt in zware smoorkleppen die vervuild zijn. 
• Deze kleppen kunnen alleen worden gebruikt voor toepassingen met gematigde temperaturen rond 400 oF.
• Werken niet perfect bij multi-turn bewerkingen. 

Problemen met pneumatische membraanafsluiter oplossen

Breuk op membraan 

• Fluorkunststoffen, rubber dat het membraan veroudert. Regelmatig vervangen. 
• Zeer hoge werkdruk verbrijzelt het membraan. Verminder de bedieningskracht en controleer de sluitmarkering. 
• Vreemde materialen verstopt tussen de klepzitting en het membraan, slijtage van het membraan. Forceer de werking niet om te sluiten, herhaal de werking een tijdje op en neer, was de vreemde materialen weg, vervang het membraan op tijd en sluit de pneumatische membraanafsluiter formeel. 
• De hoogte is veel opener, waardoor het membraan breekt. Niet te hoog openen. 

Niet werken

• Schijf en membraan vallen eraf. Vermijd te hoog openen. Voorkom eraf vallen door tijdig reparaties uit te voeren of het membraan te vervangen. 
• De verbinding tussen schijf en klepsteel is losgeraakt of gebroken. Controleer slijtage en verwijderingsmethoden. Wanneer een opening niet verder opengaat dan het dode punt. Repareer het afvallen. 
• Versleten pneumatisch membraanafsluiter en spindelmoer en spindelverbinding. Om dit te voorkomen regelmatig reinigen, actieve onderdelen met grafiet bestrijken en molybdeendisulfide in droog poeder voor smering. 

Vloeistofstroom schakelt niet uit

• Controleer of het membraan geblokkeerd is. Schroeven van motorkap losdraaien en motorkap en kap verwijderen die over het membraan gaan. Reinig en vervang het membraan. Probeer het filter schoon te maken, maar vervang het indien nodig. 

Vloeistoflekkage

• Dit kan komen door vuilophoping in het membraan. Spoel de pneumatische membraanafsluiter door. Verwijder vuil dat mogelijk in het membraan is verstopt. 

Samenvatting:

Pneumatische membraanafsluiters zijn membraanafsluiters die pneumatische kleppen gebruiken om de stroming van vloeistoffen beter te regelen. Deze kleppen gebruiken membraancomponenten om de vloeistofstroom te regelen, te blokkeren of te isoleren. Het membraan beweegt naar beneden of naar boven om de vloeistofstroom respectievelijk te verlagen of te verhogen. De belangrijkste onderdelen van de pneumatische membraanafsluiter zijn het membraan, het kleplichaam, de stang, de pneumatische aandrijving, de compressor en de klepaansluiting en positie-indicator. De klepstelen kunnen van het schroefdraad- of zuigertype zijn.

Er zijn verschillende soorten pneumatische membraanafsluiters, zoals pneumatische membraanafsluiters met rechte doorlaat, pneumatische membraanafsluiters met stuwklep, sanitaire pneumatische membraanafsluiters, statische nul pneumatische membraanafsluiter, enzovoort. Deze soorten kleppen zijn afhankelijk van de toepassing van de klep. Het membraan van een pneumatische membraanafsluiter moet worden gemaakt van elastomeer en flexibel materiaal om te helpen rekken naar de vloeistofstroomroute.

De pneumatische membraanafsluiters worden in veel toepassingen gebruikt, zoals corrosieve vloeistofregeling, energieopwekking, vacuümdiensten, voedsel- en chemische verwerking en waterzuiveringsinstallaties. Deze kleppen hebben uitstekende eigenschappen waardoor ze nuttig zijn in veel industriële toepassingen. De voordelen van deze kleppen zijn onder andere bubbeldicht, ze worden gebruikt in slurry en viskeuze vloeistoffen, laten geen onzuiverheden toe, hebben een hoge chemische weerstand en kunnen verontreinigingen opvangen. Deze kleppen kunnen werken bij een gemiddelde druk van 300 psi. Dergelijke nadelen wegen echter niet op tegen de voordelen van pneumatische membraanafsluiters.