Segment Kogelkraan

Wat is een segmentkogelklep?

Een segmentkogelklep is een type kogelklep met een V-inkeping in de kogel. Segmentkogelkleppen zijn regelkleppen met een goede regeling, bereik en afsluitmogelijkheid. Deze klep kan een hoge capaciteit en een niet-verstoppende debietregeling produceren. Fabrikanten van kogelkleppen met segmenten ontwerpen de kogel met speciale contouren om de capaciteit, afsluitintegriteit en levensduur van de afdichting te verbeteren. Segmentkogelkleppen staan bekend als zuinig en goed presterend. Deze kogelkleppen hebben een grote variëteit, van kleine en lichtgewicht kogelkleppen tot grote zware kogelkleppen. De lichte kleppen zijn gemakkelijk te monteren en te hanteren. De zware segmentkogelkleppen worden gebruikt in ruwe omgevingen om een geoptimaliseerde besturing te leveren en voor aan/uit-toepassingen. Dankzij deze eigenschappen worden segmentkogelkleppen in veel industrieën gebruikt, zoals de papier- en pulpindustrie, raffinaderijen en petrochemische diensten. Deze kleppen zijn duurzaam en betrouwbaar, zelfs bij gebruik in ruwe omgevingen. 

Figuur: Segment Kogelkraanfabrikant

Onderdelen van segmentkogelklep

Enkele van de belangrijkste onderdelen van segmentkogelkleppen zijn:

Klepbehuizing 

Dit is het onderdeel dat gebruikt wordt om alle interne onderdelen van de segmentkogelkraan te huisvesten. Dit onderdeel is gemaakt van stijve en harde materialen, thermoplastisch gevoerde metalen materialen of thermoplasten om de onderdelen van de klep te beschermen. Dit onderdeel geeft de externe componenten ook toegang tot het regelmechanisme om de kogel te roteren en zo de stroom te openen of te sluiten.

Segment bal 

Dit is een V-vormige geronde bal. Deze segmentkogel wordt gebruikt als opening voor de vloeistof om te stromen. De segmentkogel zorgt voor schuifwerking om stromingseigenschappen te produceren.

Assen 

De assen worden gebruikt om het bedieningsmechanisme van de segmentkogelkraan te verbinden om de gesegmenteerde kogel te laten draaien. De assen zijn voorzien van pakkingringen en O-ringen die helpen om de as af te dichten, evenals een motorkap om lekkage te voorkomen. De as kan handmatig worden bediend of met een pneumatische of elektrische actuator.

Stoel 

De zitting wordt gebruikt om de segmentkogelkraan en de segmentkogel af te dichten.

Lagerafdichtingen

Deze afdichtingen beschermen metalen lagers tegen het binnendringen van vloeistoffen.

Hoe werkt een segmentkogelkraan? 

Een segmentkogelkraan is een kwartslag kogelkraan. Hij werkt op dezelfde manier als een excentrische plugklep. De klep heeft assen die helpen om het stromingstraject in het midden te vergroten. Een aandrijfas is verbonden met de ene kant van de kogel en een volgas is verbonden met de andere kant. Wanneer de aandrijfas draait, draait de gesegmenteerde kogel en komt het stromingstraject via de V-inkeping vrij. Het gebruik van V-inkeping verbetert een groot bereik van de vloeistofstroom omdat een klein stromingsgebied bij een lage slag en een maximale slag een groot stromingsgebied toelaten. Segmentkogelkleppen hebben twee eindaansluitingen voor het huis: flens- en flensloze aansluitingen. 

Soorten segmentkogelkleppen

Segment kogelkraan met zij-ingang 

De segmentkogelkraan met zij-ingang is een klep met hoge prestaties. Deze klep is gemaakt op basis van het O-type kogelklep. De kogelkraan met zij-ingang helpt bij het transporteren van vast-gas en vast-vloeibaar medium in twee fasen. Dit betekent dat deze klep de stroom van vaste stoffen en vloeistoffen of gassen en vaste stoffen gemakkelijk kan regelen. 

Kenmerken van segmentkogelkleppen met zij-ingang zijn 

• Eenvoudige bediening. Dit komt omdat de segmentkogelkraan contactloos van zijn zitting kan worden bewogen en dus een klein startkoppel heeft.
• De segmentkogelkraan met zij-ingang heeft een rechtdoorgaand kleplichaam waardoor het medium lineair blijft stromen wanneer hij volledig geopend is. Dit helpt energieverlies te verminderen in vergelijking met andere kleppen. 
• De segmentkogelkraan met zij-ingang heeft een dubbele excentrische structuur waardoor de segmentkogelkraan perfect afdicht en goed afsluit. 
• Wanneer de kogelkraan met zij-ingangssegment gesloten is, kan de schuifkracht vreemde stoffen verwijderen, waardoor hij bekend staat om zijn antikalkprestaties. 

Afbeelding: Segmentkogelkraan met zij-ingang

Bovenste segment kogelkraan 

De top entry segment kogelkraan is een kogelkraan die geschikt is voor gebruik in de farmaceutische, chemische en voedselverwerkende industrie waar uitstekende en snelle reiniging nodig is. Deze kogelkraan heeft bepaalde voordelen waardoor hij de voorkeur geniet in industrieën die schone producten nodig hebben, zoals: 

• Eenvoudig en snel reinigen van het binnenwerk en de leidingdelen zonder de klep te verwijderen. 
• Snelle en eenvoudige vervanging van versleten onderdelen. 
• Het heeft geen reserveonderdelen in het lichaam

Kenmerken van segmentkogelkleppen 

Geïntegreerd klephuis 

Fabrikanten van kogelkleppen van segmenten ontwerpen de kleppen in een behuizing uit één stuk. Dit helpt om een grotere stijfheid te bieden tegen schommelingen in de leidingbelasting. Deze kleppen hebben een zijdelingse ingangsstructuur die de stijfheid verhoogt en het moeilijk maakt om te lekken en te vervormen ondanks de hoge spanning door vloeistof en sluitmoment.

Segment bal 

Fabrikanten van segmentkogelkleppen maken de klep met een segmentkogel met V-poort. Dit helpt om een breed scala aan mogelijkheden te bieden om de vloeistofstroom te regelen. Dit maakt de klep geschikt voor smoortoepassingen met een hoge consistentie en siroopdiensten. Het segment is zo ontworpen dat het een optimale doorstroming biedt en het hard gecoate bolvormige oppervlak voorkomt vreten.

Zelfsmerende lager 

Een segment kogelklepontwerp maakt gebruik van dubbele lagers op de onderste en bovenste klepstang voor een goede stabiliteit. Dit maakt het contactoppervlak met de stang groter en verbetert de lage wrijvingscoëfficiënt en de hoge belastbaarheid en vermindert het bedrijfskoppel.

Zachte en metalen afdichtingszitting 

Fabrikanten van kogelkleppen van segmenten maken de kleppen met PTFE of metalen zittingen. Het materiaal hangt af van het beoogde stromingsmedium. De afdichtingsvlakken van de metalen zittingen zijn bedekt met een harde en sterke legering, terwijl het oppervlak van de kogel gehard is met onder andere hardverchroming en plasmanitrering. Dit verlengt de levensduur van het afdichtingsvlak en verbetert de temperatuurbestendigheid. Afdichtingen gemaakt van PTFE of RPTFE hebben uitstekende afdichtingsprestaties, zijn goed bestand tegen corrosie en worden breed toegepast.

Economisch praktisch 

Fabrikanten van kogelkleppen uit het segment streven ernaar om deze kleppen zo licht mogelijk te maken en met een klein stangkoppel. Dergelijke kritieke ontwerpparameters zorgen ervoor dat de klep geïnstalleerd kan worden met kleine elektrische of pneumatische actuators en kosteneffectief is in vergelijking met kleppen van klein formaat of andere klassen van regelkleppen.

Selectie van segmentkogelkleppen 

Type bewerking 

In dit geval moet je beslissen welk type mechanisme de actuator aandrijft. De actuator kan handmatig, pneumatisch of elektrisch zijn. Het type actuator hangt af van de beschikbare energiebron, bijvoorbeeld elektriciteit of perslucht, en van het vereiste koppel. Pneumatische actuators leveren hoge koppelwaarden, terwijl elektrische actuators hoge initiële kosten hebben maar lagere gebruikskosten dan pneumatische.

Materiaal behuizing 

Het segment kogelkraan moet zodanig zijn dat het materiaal dat gebruikt wordt om de behuizing te maken compatibel is met de media die worden geregeld. Verschillende materialen hebben verschillende eigenschappen zoals:

Messing is geschikt voor niet-corrosieve en neutrale media, duurzaam, bestand tegen hoge temperaturen, niet geschikt voor zout water, zuren en chloriden.

Roestvrij staal is bestand tegen chemicaliën, slijtvast, bestand tegen hoge temperaturen, maar niet goed tegen chloriden, zoutzuren, bleekmiddel en broom.

PVC-materiaal is goed bestand tegen corrosieve vloeistoffen zoals zuren, zout water, basen en organische oplosmiddelen. Het is echter niet bestand tegen gechloreerde en aromatische koolwaterstoffen. De temperatuur- en drukbestendigheid van PVC zijn lager dan die van messing en roestvrij staal.

Drukclassificatie 

De gekozen segmentkogelkraan moet bestand zijn tegen de maximale en minimale vloeistofdruk tijdens gebruik. De drukklasse van de segmentkogelkraan wordt bepaald door het materiaal waarvan de behuizing is gemaakt. Sterke materialen zoals roestvrij staal zijn bestand tegen hoge druk in vergelijking met PVC-materiaal.

Bedrijfstemperaturen 

Verschillende segmentkogelklepmaterialen zijn bestand tegen verschillende temperatuurniveaus van minimale tot maximale waarden. Het temperatuurbereik van de segmentkogelkraan wordt bepaald door de afdichting en het materiaal van de behuizing. Messing kan temperaturen weerstaan tussen 20°C en 60°C, roestvrij staal kan temperaturen weerstaan tussen -40°C en 220°C, terwijl PVC segmentkogelkranen temperaturen kunnen weerstaan tussen -10°C en 60°C.

Normen en goedkeuringen 

Afhankelijk van het gebruik van de segmentkogelkraan kan het zijn dat de klepfabrikanten bepaalde standaarden van regelgevende instanties moeten volgen. Dit is vaak vereist voor kleppen die worden gebruikt in drinkwater, voedingsmiddelen, farmaceutica of gas.

Segment kogelkraan actuators 

De segmentkogelklep kan verschillende soorten actuators gebruiken om te openen en te sluiten. De soorten actuators die door deze kleppen kunnen worden gebruikt zijn onder andere handbediend, pneumatische actuators en elektrische actuators.

Handmatige segment kogelkraan actuator 

Dit is een actuator voor segmentkogelkleppen die wordt aangedreven door een menselijke hand. Dit type actuator heeft een handvat waar de operator koppel uitoefent om het handvat te draaien en zo het klepmechanisme draait om de klep te openen of te sluiten.

Pneumatische actuator met tandheugel en rondsel 

Pneumatische actuators met tandheugel en rondsel zijn actuators die worden gebruikt in segmentkogelkleppen voor het openen, draaien en sluiten van de klep wanneer dat nodig is. Deze actuators zetten de energie van perslucht met behulp van pneumatische cilinders om in een oscillerende roterende beweging. Deze actuators vereisen droog, schoon en procesgas dat wordt geleverd door een centraal persluchtstation.

Elektrische aandrijving

Deze actuators worden gebruikt in segmentkogelkleppen om het sluiten en openen van de klep te regelen. Deze actuators kunnen een roterende of lineaire beweging leveren. Zoals de naam al doet vermoeden, gebruiken deze actuators elektriciteit om hun werk te verbeteren. Het koppel om de klep te openen/sluiten wordt overgebracht met behulp van een as om de klep te openen of te sluiten.

Toepassingen van segmentkogelkleppen

• Wordt gebruikt om het debiet te regelen in de papier- en pulpindustrie. 
• De chemicaliënstroom in chemische fabrieken regelen. 
• Ze worden gebruikt in rioolwaterzuiveringsinstallaties omdat ze kunnen werken op vaste deeltjes. 
• Energie-industrieën om de stroom van verwarmings- en koelvloeistoffen te regelen. 
• Petroleumindustrieën omdat ze bestand zijn tegen ontvlambare producten. 
• Farmaceutische industrieën om de stroom van productiesamenstellingen te regelen. 
• Voedingsindustrieën omdat ze gemakkelijk te reinigen en te onderhouden zijn.

Voordelen van segmentkogelkleppen 

• Hoog rendement. 
• Deze kleppen hebben een eenvoudig ontwerp. 
• Klein gewicht en volume. 
• Gemakkelijk te demonteren en te repareren. 
• Een perfecte afdichting hebben. 
• Ze kunnen een lage drukval en hoge stroomsnelheden leveren. 
• Opent en sluit snel.
• Gemakkelijk schoon te maken.

Nadelen van segmentkogelkleppen 

• Gaatjes rond de zitting veroorzaken vaak verstopping. 
• Bij gebruik in vaste deeltjes kan deze eroderen en dus vloeistof gaan lekken en defect raken.

Problemen met segmentkogelklep oplossen 

Lekkage pakkingbus 

• Losse wartelmoeren. Draai de losse wartelmoeren vast. 
• Versleten pakkingbus. Vervang de pakking. 
• De spindel is gecorrodeerd of vertoont beschadigingen. Reinig de spindel of vervang deze en de pakkingbus. 
• De pakkingbus is gecorrodeerd. Reinig hem en vervang de pakkingbus. De segmentkogelklep kan worden vervangen als er te veel corrosie is. 

Lekkage op de pakking van de bodemplaat 

• Losse moeren. Draai de moeren vast. 
• De pakking is beschadigd. Vervang de pakking. 
• Corrosie/beschadiging in het afdichtingsgebied. Reinig de corrosie of vervang de plaat en het huis, afhankelijk van de mate van beschadiging.

Doorboring lekt vloeistof 

• Het segment is niet volledig gesloten. Stel de sluitbeweging in de actuator in. 
• Verkeerde uitlijning tussen zitting en segment. Draai de pakkingdrukker los om het segment te centreren. Zorg ervoor dat u de pakkingdrukker na het uitlijnen weer vastdraait, zodat deze voldoende torsie heeft. 
• Vastzittende of gestolde media. Reinig de zittingveer en afdichtingsvlakken. 
• Afdichtingszitting beschadigd. Vervang de beschadigde afdichtingen. 
• Het segment of de zitting is beschadigd. Vervangen indien nodig. 

Koppel voor kogelklep met hoog segment 

• Te vast aangedraaide glanmoeren. Verlaag het aanhaalmoment van de wartelmoeren tot het niveau dat wordt aanbevolen door de fabrikant van de kogelkraan.
• Bedien het segment in omgekeerde richting om het los te maken van de zitting. Maak de voeringhouder los om de zitting en het segment weer in een gesloten positie te brengen. Verhoog het koppel van de voeringhouder nadat het segment en de zitting zijn uitgelijnd. 
• Aandrijving/operator verkeerd uitgelijnd met de klepsteel. Draai de bevestigingen los en wijzig de montagebasis zodat deze parallel is en de aandrijving gecentreerd is. Draai de bevestigingen vast. 
• Beschadigd lager. Vervangen. 
• Beschadigd segment of zitting. Vervangen indien nodig. 
• Geaccumuleerde of gestolde media. Verwijder de media uit de klepholte, de zitting, het segment en reinig de afdichtvlakken. 
• De segmentkogelkraan is in de verkeerde richting geïnstalleerd. De klep moet worden geïnstalleerd volgens het stromingsindicatielabel. 

Samenvatting 

Een segmentkogelklep is een kogelklep die een kwartslag draait om de vloeistofstroom te openen/sluiten. Deze klep heeft een hol bolsegment dat wordt ondersteund door een lager en een as aan de actuatorzijde van de klep. Het andere uiteinde van deze klep heeft een lager en een stang. De gesegmenteerde kogel draait om een spil om een continue enkelvoudige stroomopwaartse afdichting te maken in gesloten positie. De afdichting van deze segmentkogelkraan wordt verkregen door een flexibel elastomeer of flexibele zittingring die tegen het bolvormige segment drukt. Segmentkogelkleppen zijn gemaakt van sterke materialen, meestal roestvrij staal met flensloze of geflensde constructie.

Segmentkogelkleppen kunnen worden ingedeeld in segmentkogelkleppen met zij-ingang en segmentkogelkleppen met boven-ingang. Deze kleppen hebben een ontwerp en technologie die hen helpt om zelfs in viskeuze vloeistoffen en slurries te werken. Deze kogelkleppen worden in veel industrieën gebruikt, zoals de petrochemische, farmaceutische, voedselverwerkende, rioolwaterzuiverings- en chemische industrie. De gesegmenteerde kogelkleppen hebben veel toepassingen dankzij hun uitstekende eigenschappen zoals reinigingsgemak, reparatie- en onderhoudsgemak, eenvoudig ontwerp, kleine afmetingen en gewicht, corrosiebestendigheid en hoge sterkte om slurries te weerstaan. Belangrijke parameters om te overwegen bij de aankoop van een gesegmenteerde kogelkraan zijn het actuatortype, de drukklasse, werktemperaturen, behuizingsmaterialen, normen en goedkeuringen.