Weir type membraanafsluiter

Wat is een stuwmembraanafsluiter? 

De Weir-membraanklep is een type klep onder de membraankleppen. Dit is een van de populairste membraanafsluiters. De Weir type membraanafsluiter heeft een verhoogd zadel of lip waar het membraandeel op drukt om afdichtende werking te produceren. Door de verhoogde lip vermindert de slag van het membraan van volledige opening naar een volledig gesloten positie. Hierdoor vermindert de geïnduceerde spanning op het membraan bij het sluiten van de klep. Het membraan is gemaakt van sterk materiaal waardoor het geschikt is voor toepassingen met hoge druk en vacuüm. Weir-membraanafsluiters presteren zeer goed in de regeling van vloeistofstromen, smoren en regeling van minieme stroomsnelheden. Weir-membraanafsluiters gebruiken een tweedelige compressor om een kleine opening in het midden van de klep te creëren. Weir-type membraanafsluiters worden vaak gebruikt om homogene en schone vloeistoffen en gassen te behandelen, omdat vervuiling en viskeus slib zich kunnen ophopen op het zadel. Deze kleppen kunnen ook werken op gevaarlijke, schurende en corrosieve media.

Weir-type membraanafsluiter

Hoe werkt een membraanafsluiter van het stuwtype?

Weir-type membraanafsluiter heeft een flexibel membraan dat verbonden is met de compressor. De compressor is verbonden met de stang. Om het debiet te verhogen beweegt de stang omhoog. Terwijl de stang omhoog beweegt, beweegt hij samen met de compressor omdat ze verbonden zijn. De compressor is verbonden met het membraan, waardoor het membraan ook omhoog beweegt. Wanneer het membraan omhoog beweegt, neemt de vloeistofstroom toe. Om de stroomsnelheid te verminderen of de stroming volledig af te sluiten, wordt de stang gedraaid en naar beneden bewogen. De stang brengt dan de neerwaartse beweging over op de compressor die ook het membraan naar beneden drukt om de stroomsnelheid te verminderen of de vloeistofstroom volledig af te sluiten. 

Typen Weir-membraanafsluiters 

Deze membraanafsluiters kunnen worden ingedeeld op basis van de gebruikte actuator en de toepassing daarvan. Gezien de aandrijving zijn de typen membraanpompen van het stuwtype: 

Handbediende membraanafsluiters

Dit zijn membraankleppen van het wektype met een kruk of handwiel om koppel toe te passen. Het toegepaste koppel wordt gebruikt om de stang te roteren en dus lineair te bewegen om de vloeistofstroom te veranderen. Deze membraanafsluiters hebben een lage regelsnelheid. Ze hebben ook meer handmatige energie nodig om te werken. Sommige tandwielkoppen kunnen in deze kleppen worden geïnstalleerd om het koppel te verbeteren en zo de sluit- of openingssnelheid te verhogen. Ondanks dat deze kleppen handmatig zijn, kunnen ze ook andere belangrijke functies hebben, zoals positie-indicatie, slaginstelling en schakelaars voor elektrische feedback om de bediening te vergemakkelijken. 

Afbeelding: Handbediende membraanafsluiter van het wektype.

Elektrische weir type membraanafsluiter 

Dit zijn membraanafsluiters van het wektype met elektrische actuators. Deze kleppen gebruiken een elektromotor om het debiet van de vloeistof te wijzigen. De motor is verbonden met een tandwieltrein om de motorsnelheid te verlagen en het koppel te verhogen. Door gebruik te maken van een elektrische actuator kunnen deze kleppen omkeerbaar worden bediend, dicht bij het membraan en omgekeerd. 

Afbeelding: Elektrische membraanafsluiter

Pneumatische membraanafsluiter met stuwklep 

Dit zijn membraankleppen van het wektype die luchtdruk gebruiken om de vloeistofstroom te openen of te sluiten. Ze werken door het bewegen van een zuiger in een kleppendeksel waar een zuigerstang verbonden is met een compressor. De luchtdruk wordt aan weerszijden van de zuigerkamer toegevoerd. Door lucht toe te voeren in de bovenste zuigerkamer beweegt de zuigerstang naar beneden en wordt de vloeistofstroom verlaagd of de klep gesloten, afhankelijk van wat nodig is. Aan de andere kant zorgt de toevoer van lucht naar de onderste kamer ervoor dat de zuigerstang omhoog beweegt, waardoor de vloeistofstroom toeneemt. Er zitten O-ringen op de zuiger en zuigerstang om luchtlekkage tussen de zuigerkamers te voorkomen. 

Hydraulische stuwtype membraanafsluiter 

Dit zijn diafragmakleppen van het wektype die hydraulische vloeistof zoals water of olie gebruiken om kleppen te sluiten of te openen door een grote kracht op het diafragma uit te oefenen. Deze kleppen worden vaak gebruikt in toepassingen met lagere snelheden. 

Thermische membraanafsluiter

Dit zijn kleppen die temperatuurveranderingen gebruiken om kleppen te sluiten of te openen en zo de vloeistofstroom te wijzigen. 

Materialen voor de productie van membraanafsluiters van het wektype 

Diafragma 

Dit onderdeel van een membraanafsluiter van het wektype is gemaakt van elastomeer en flexibel materiaal. Dergelijke materialen blijken het druk- en temperatuurbereik van de klep te beperken omdat ze zwak worden bij hoge druk en temperatuur. Daarom moeten de materialen voor het membraan worden geselecteerd op basis van de verwachte druk en temperatuur, het te verwerken materiaal en de gebruiksfrequentie. 

Ethyleenpropyleendieenmonomeer (EPDM) 

Dit is een synthetisch elastomeer voor algemeen gebruik. Het is goed bestand tegen corrosie. Het is bestand tegen alcoholen, alkaliën en zuren. Dit materiaal is ozonbestendig. Dit materiaal is echter niet compatibel met petroleum- en olieproducten. Membraanafsluiters van dit materiaal kunnen werken bij -28 ^oC tot 110 ^oC. Dit materiaal is ook geschikt als de membraanafsluiter van het wektype wordt gebruikt in sterilisatietoepassingen. 

Polytetrafluorethyleen (PTFE)

PTFE is een synthetisch fluorpolymeer. Dit materiaal heeft een uitstekende chemische en corrosiebestendigheid en is geschikt voor de behandeling van sterke alkaliën, zuren en oplosmiddelen. Het is een stijf materiaal waardoor het een grote kracht creëert om een klep te bedienen. Een membraan van dit materiaal kan werken tussen -184 ^oC tot 1649 ^oC. PTE-materiaal wordt sterk gemaakt door het te versterken met glasvezels, wat de druksterkte, slijtvastheid en drukklasse verbetert. 

Neopreen 

Dit is een synthetisch rubberen materiaal dat vaak wordt gebruikt om membranen te maken. Het staat bekend om zijn goede slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Dit materiaal kan omgaan met vloeistoffen met meegevoerde oliën, alkaliën, zuren, explosieven, petroleum en meststoffen. Een membraan voor een membraanafsluiter van dit materiaal kan werken bij temperaturen tussen -28 ^oC tot 93 ^oC.

Butylrubber 

Dit materiaal heeft een lage gas- en dampdoorlaatbaarheid. Hierdoor is het geschikt voor gebruik in gasvormige media. Butylrubber kan worden gebruikt in alkaliën en zuren en bij stoomsterilisatie. Membranen van dit materiaal kunnen werken tussen -20 ^oC en 120 ^oC.

Nitrilrubber 

Dit materiaal is slijtvast en heeft een hoge sterkte. Dit materiaal kan gassen, vetten, brandstoffen, alcoholen, oliën en petroleum aan. Het is echter niet compatibel met ketonen, ozon, acetonen en andere gemodificeerde koolwaterstoffen. Membranen van dit materiaal kunnen worden gebruikt bij temperaturen tussen -25 ^oC en 57 ^oC.

Natuurlijk rubber 

Dit materiaal kan alkaliën en zuren aan en is slijtvast. Membranen van natuurrubber worden vaak gebruikt in verdunde minerale zuren, schuurmiddelen en brouwen. Dergelijke membranen kunnen werken bij temperaturen van -40 ^oC en 57 ^oC.

Klepbehuizing 

Het bovendeel en het kleplichaam zijn gemaakt van sterke en stijve materialen die de onderdelen van de membraanafsluiter van het wektype kunnen beschermen. Het is goed om het bovendeel van minder corrosiebestendig materiaal te maken, omdat het beschermd is tegen het bevochtigde deel van de klep. Een gladde bekleding van de binnendiameter van de membraanafsluiter van het wektype zal helpen bij het voorkomen van klonteren en verstopping van viskeuze en kleverige vloeistoffen. Net als het membraan moet het kleplichaam gemaakt worden van een materiaal dat bestand is tegen corrosie en dat sterilisatie mogelijk maakt. Om de hygiëne te verbeteren kunnen antimicrobiële materialen zoals brons en messing worden gebruikt. Enkele veelgebruikte materialen voor klepbehuizingen van het stuwtype zijn gietijzer, roestvrij staal, gietstaal, brons, messing, PVC, nodulair gietijzer, CPVC en U-PVC. 

Overwogen factoren bij het selecteren van een membraanafsluiter van het wektype 

Doorstroomcoëfficiënt klep 

Dit is de maat voor het vermogen van de klep om er vloeistof doorheen te laten stromen. Het wordt beschreven als het volume vloeistof bij 316 ^oC dat in één minuut door een klep kan stromen bij een drukdaling van 1 psi over de klep. Het kennen van de doorstroomcoëfficiënt van de klep is erg belangrijk omdat het helpt bij het bepalen van de grootte van de membraanafsluiter van het wektype die vloeistof met de juiste stroomsnelheid kan doorlaten. Door de slag van de stang en de klepopening te vergroten, neemt de doorstroomcoëfficiënt van de klep toe. 

Drukval 

Dit is de drukval van de inlaat naar de uitlaat van de klep. Als de verhouding tussen de drukdaling over de membraanafsluiter en de drukdaling over het hele systeem erg klein is, dan is het debietverschil ook erg klein tot het punt waarop de afsluiter volledig gesloten is. Als zodanig zal een snel openende of snel werkende membraanafsluiter van het wektype een grote hulp zijn.

Bereik

Dit is een eigenschap van membraanafsluiters van het wektype die worden gemeten in termen van een verhouding tussen het maximale en minimale debiet dat kan worden geregeld. De nauwkeurigheid en grootte van de actuator, de geometrie, de compressor, het ventiellichaam en het membraan beïnvloeden het bereik. Voor een hoger bereik regelt de membraanafsluiter van het stuwtype een breed bereik aan debieten. 

Klepafmetingen 

Deze overweging is belangrijk voor membraanafsluiters van het wektype die bedoeld zijn voor smoorkleppen. Het benodigde volume dat naar verwachting door de klep zal stromen moet worden bepaald en wordt beïnvloed door inlaat- en uitlaatdruk en -temperatuur, stroomsnelheid, vloeistofviscositeit en soortelijk gewicht. Als deze eigenschappen bepaald zijn, dan kunnen de klepdrukval en de capaciteit van de membraanafsluiter van het wektype bepaald worden. Er zijn verschillende methoden om de grootte van de klep te bepalen. Een van de methoden is het gebruik van de geometriefactor van de pijp. 

Voordelen van membraanafsluiters van het stuwtype 

• Hebben veel voeringen die ze helpen chemische schade te weerstaan. 
• Deze kleppen bieden een luchtdichte service. 
• Deze kleppen zijn geschikt voor het afleveren van gevaarlijke en radioactieve vloeistoffen. 
• Membraanafsluiters van het Weir-type werken goed in viskeuze vloeistoffen. 
• Ze kunnen worden gebruikt in aan-uit- en smoorstroomtoepassingen. 

Nadelen van membraanafsluiters van het stuwtype 

• Een stuw hebben die een volledige afvoer van de leidingen kan veroorzaken. 
• Als het huis van deze klep niet is gemaakt van corrosiebestendig materiaal, zal het snel slijten.
• De membraanafsluiter van het Weir-type werkt mogelijk niet goed bij een zeer hoge druk van meer dan 200 psi. 
• Het membraan kan corroderen bij gebruik in sterk vervuilde smoorkleppen.

Toepassingen van membraanafsluiters van het wektype 

• Gebruikt in een toepassing met corrosie omdat ze niet toegeven aan corrosie.
• Wordt gebruikt om de stroom van schone of vuile lucht of vloeistoffen te regelen. 
• Deze kleppen worden gebruikt in de energieopwekking.
• Ze worden gebruikt in leidingsystemen voor vacuümdiensten. 
• Membraanafsluiters van het Weir-type worden gebruikt in leidingen voor gedemineraliseerd water. 
• Farmaceutische productiesystemen. 
• Ze worden gebruikt in chemische processen. 

Problemen met Weir-membraanafsluiters oplossen

Geen stroming of niet genoeg stroming

• Klep is gedeeltelijk of volledig gesloten. Controleer de positie van de klep. 
• Ventielpakking/-bescherming niet verwijderd; verwijder deze.
• Zeef of leidingsysteem verstopt. Controleer het systeem en reinig het.

Lekkage tussen tegenflens en behuizing

• Tegenflens niet strak genoeg of niet gelijkmatig. Controleer montage en aanhaalmoment, indien nodig demonteren en opnieuw monteren. 
• Beschadigde flensbekleding, oppervlak of pakking. Verwijder de klep uit het leidingsysteem, maak hem schoon en repareer schade of vervang waar nodig. 

Flens gebroken 

• Montagebouten niet goed vastgedraaid of tegenflenzen verkeerd uitgelijnd of grote spleet. Vervang de membraanafsluiter van het stuwtype en installeer deze volgens de instructies van de fabrikant. 

Kan niet volledig openen of sluiten 

• Verkeerde rotatie van handwiel. Draai het handwiel in de juiste richting. De wijzers van de klok zijn voor het sluiten. 
• Bonnet of stangschroefdraad beschadigd of geblokkeerd. Inspecteer en smeer of reinig de onderdelen. Vervang indien nodig het beschadigde onderdeel. 
• Hoge druk. Controleer de werkomstandigheden. Een membraanafsluiter met een grote stuw kan een hoog koppel nodig hebben als hij onder hoge druk werkt. 
• De membraanafsluiter van het stuwtype bevindt zich in een moeilijke positie voor arbeiders om kracht uit te oefenen. Houd de klep in een goede positie om de bediening te vergemakkelijken. 
• Er zit vuil vast tussen het huis en het membraan. Open het ventiel en sluit het onder druk om het vuil te verwijderen. Vervang of repareer de klep indien nodig. 

Lekkage in de zitting wanneer de klep gesloten is

• Dit kan het gevolg zijn van een beschadigd membraan. Controleer het membraan en vervang het indien nodig. 
• Beschadigd afdichtingsoppervlak van de behuizing. Vervang de behuizing. 
• Onzuiverheden verstopt tussen behuizing en membraan. Sluit en open de klep bij hoge druk om vuil dat verstopt is te verwijderen. Vervang of repareer de klep indien nodig. 

Samenvatting:

Een membraanafsluiter van het stuwtype is een van de typen membraanafsluiters. Deze klep heeft een verhoogd zadel of lip waar het membraan op drukt om afdichtende werking te creëren. Het membraan van de weir type membraanafsluiter moet gemaakt zijn van sterk materiaal dat bestand is tegen hoge druk en vacuümtoepassingen. Sommige van de materialen die gebruikt worden om het membraan te maken zijn gevoerd rubber of ongevoerd rubber zoals Viton, natuurlijk rubber en fluorkunststof zoals PTFE en EPDM. Deze materialen bieden een breed temperatuurbereik en zijn bestand tegen corrosie.

Weir type membraanafsluiter presteert goed bij het regelen van de vloeistofstroom en het smoren van processen. Deze klep wordt vaak gebruikt om de stroom van homogene en schone vloeistoffen en gassen te regelen om ophoping van viskeus slib en vervuiling op het zadel te voorkomen. Weir type membraanafsluiters kunnen worden gebruikt in radioactieve, gevaarlijke, schurende en corrosieve vloeistoffen. Vanwege de sterkte van deze kleppen en hun vermogen om te werken met gevaarlijke en corrosieve vloeistoffen worden ze gebruikt in veel industrieën, zoals de farmaceutische industrie, vacuümservice, chemische verwerking, verwerking van dranken, gedemineraliseerd water, corrosieve vloeistoffen zoals zuren en logen, en onder andere in de energieopwekking.