Een vlinderklep is eenvoud in beweging: een platte, cirkelvormige schijf, doorboord door zijn diameter, wordt 90 graden gedraaid in een ring-vormige zitting om een vloeistofdoorgang te openen, te smoren of te sluiten. De schijf blijft te allen tijde in het stromingspad, dus het karakter van de klep wordt bepaald door de manier waarop het slanke profiel in wisselwerking staat met druk, snelheid en afdichtingswrijving.
Basisprincipe
Wanneer de as evenwijdig is aan de buisas, presenteert de schijf zijn rand aan de stroming, waardoor vrijwel geen drukverlies ontstaat; in de volledig gesloten positie nestelt de schijf zich tegen een zitting van elastomeer of metaal, waardoor een goede afdichting ontstaat. Een kwart{1}draaibeweging betekent dat een pneumatische of elektrische actuator de klep in minder dan een seconde kan laten draaien, waardoor deze ideaal is voor nooduitschakeling- of automatische batchverwerking.
Koppelgedrag
Omdat de schijf symmetrisch is, is het koppel het laagst bij de twee uitersten (0 graden en 90 graden) en piekt het rond de 70 graden, waar het drukverschil over de schijf het grootst is. Moderne ontwerpen verschuiven de as-as een paar millimeter (bekend als 'excentrisch' of 'hoge-prestatie'), zodat de schijfnok-de zitting vrijmaakt tijdens de eerste 10 graden van opening, waardoor het uitbreekkoppel-met 30% wordt verminderd en de levensduur van de zitting wordt verlengd.
Afdichtingstechnologieën
1. Veerkrachtige zitting: een nitril- of EPDM-voering is aan de carrosserie gehecht; lijndruk dwingt de schijf in het rubber, waardoor de bel-dicht afgesloten-wordt bereikt tot 16 bar en −20 graden tot 120 graden.
2. Metalen zitting: roestvrijstalen of stelliet-overlay wordt gebruikt voor hoge temperaturen (600 graden) of schurende media; het lekpercentage is klasse IV (0,01% van Cv), voldoende voor stoomisolatie.
3. Dubbele offset: de middenlijnen van de as en de zitting- zijn beide verschoven, waardoor een conische nokwerking ontstaat; De drievoudige offset voegt een schuin zittingvlak toe, waardoor klasse VI metaal-tot-metaalafdichting wordt bereikt bij cryogene LNG-toepassingen.
Stroomkarakteristieken
Bij een opening van 30 graden zorgt de schijf al voor 60% van de maximale drukval, waardoor vlinderkleppen een snelle-opening krijgen, een bijna-lineaire Cv-curve tussen 40 graden en 70 graden -uitstekend voor het smoren van koelwater of het afblazen van gassen. Computationele vloeistofdynamica laat zien dat een dunne schijfrand van 2 mm het ontstaan van cavitatie met 25% vermindert vergeleken met een stomp profiel van 5 mm, een aanpassing die pompenergie bespaart in ontziltingsinstallaties.
Typische maten variëren van DN 25 mm (1 in.) in chemische doseerskids tot DN 3000 mm (120 in.) op hydro-krachtafsluiters, waarbij een enkele klep 30 t kan wegen en toch kan worden bediend door een pneumatische actuator van 10 bar dankzij het lage koppel bij volle doorlaat.
Toepassingen
• Water en afvalwater: veerkrachtige-kleppen met zitting kunnen distributienetwerken van 16 bar aan en zijn gecertificeerd volgens NSF 61 voor drinkwater.
• HVAC: behuizingen in Lug--stijl maken een doodlopende- service mogelijk voor isolatie van gekoeld- water, terwijl versies met gegroefde- einden de installatie in hoge- stijgleidingen versnellen.
• Olie en gas: vlinderkleppen met dubbele- offset van koolstofstaal met brand-veilige grafietinzetstukken voldoen aan API 607 en hebben de voorkeur voor tank-isolatie van boerderijen tot klasse 600.
• Voeding en farmacie: Gepolijste schijf van 316 liter en PTFE-zitting zorgen voor CIP/SIP-zuiverheid en spleet{1}}vrije oppervlakken die voldoen aan FDA 21 CFR 177.
Voordelen ten opzichte van schuif- of kogelkranen zijn een lager gewicht (ongeveer 15% van een schuifafsluiter), kwart--bediening, compact vlak-naar-vlak (ISO 5752 Series 20) en kosten-typisch 50% minder dan een gelijkwaardige kogelkraan in DN 200 mm. Beperkingen zijn onder meer de resterende schijf in de stroom (drukval ~0,3 bar bij 3 ms⁻¹) en beperkte geschiktheid voor slurries die zich in de spindelbussen kunnen ophopen; Vervangbare voeringen en schraperafdichtingen breiden nu echter de service uit tot lichte mestwerkzaamheden.
Kortom, de vlinderklep combineert mechanische eenvoud met een hoge stroomcapaciteit, snelle bediening en aanpasbare afdichting, waardoor het de standaardkeuze is voor aan/uit- of smoortoepassingen, van huishoudelijke irrigatie tot 30 MW koelsystemen.
