Was ist ein Kugelhahn?
Kugelhähne sind Ein-/Aus-Geräte mit Vierteldrehung. Eine schwenkbare Kugel in der Mitte des Ventils steuert den Fluss flüssiger oder gasförmiger Medien.
Die schwenkbare Kugel wird als Drehkugel bezeichnet und ist mit einem Loch (einer Bohrung) in der Mitte ausgestattet. Ein Schaft oben auf der Kugel dreht die Kugel, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Der Schaft kann mit manuellen Hebeln oder durch Automatisierung gedreht werden. Kugelhähne bestehen am häufigsten aus Materialien wie Stahl, Eisen, Messing, Bronze oder PVC.
Teile eines Kugelhahns
Kugelhähne bestehen aus mehreren entscheidenden Komponenten:
1.Ventilkörper
Dies ist der Hauptteil des Ventils und enthält alle Komponenten für die Ein-/Aus-Steuerung.
2. Rotary Ball
Die Kugel ist mit einer zentralen Bohrung (Loch) ausgestattet, durch die das Medium fließt. Die Richtung der Kugel wird durch Drehen des Stiels gesteuert.
3.Stamm
Dadurch wird der Ball mit dem externen Steuermechanismus verbunden. Beispielsweise ist bei einem manuellen Kugelhahn der Schaft mit einem Griff oder Hebel verbunden.
4. Sitze
Das sind Scheiben, die zwischen Körper und Ball liegen. Sitze sorgen für eine Abdichtung zwischen den beiden und stützen außerdem die Kugel.
5.Stromquelle
Der Schaft des Kugelhahns wird mithilfe manueller oder betätigter Kraftquellen gedreht. Zur manuellen Betätigung gehören Hebel und Griffe, die von einem Bediener gesteuert werden. Automatisierte Antriebsquellen wie elektrische, pneumatische und hydraulische Betätigung sind ebenfalls verfügbar.
6.Verpackung
Dabei handelt es sich um eine Dichtung um den Schaft herum, die verhindert, dass das Medium austritt.
7.Motorhaube
Die Motorhaube ist der Teil des Gehäuses, der den Schaft und die Packung enthält.
Ventilkörperkonstruktion
1.1-Stück Kugelhähne
Dieses Design verfügt über einen einzigen, massiven Gusskörper. Da 1-Stück-Kugelhähne nicht so konzipiert sind, dass sie leicht repariert werden können, werden sie oft als „Wegwerf“-Ventile betrachtet.
2.2-Stück Kugelhähne
Dieses Design besteht aus dem Hauptkörper und einem Endanschluss. Zweiteilige Kugelhähne können repariert werden, wenn sie außer Betrieb genommen werden. Allerdings können Reparaturen schwierig sein, da es beim Entfernen des Endstopfens vom Ventilgehäuse zu Abrieb im Gewinde kommen kann.
3.3-Stück Kugelhähne
Ein 3-teiliger Kugelhahn besteht aus einem Hauptkörper und zwei Rohranschlüssen, die mit einem Gewinde versehen oder an ein Rohr geschweißt sind. Der Hauptkörper kann zur Reinigung oder Reparatur leicht abgenommen werden, ohne dass die Rohrverbinder entfernt werden müssen.
Ventilkörperausführungen
Es gibt drei verschiedene Arten von Ventilkörpertypen, wie im Piping Guide definiert:
1. Kugelhahn mit geteiltem Gehäuse
Dieses Design zeichnet sich durch einen zweiteiligen Körper aus, der durch eine Flanschverbindung zusammengehalten wird. Ein Körperteil ist kleiner als der andere und der Ball wird in den größeren Teil eingeführt.
2. Kugelhahn mit oberem Eingang
Dank des Designs mit Zugang von oben können Sie die Oberseite des Ventils abnehmen, um für Montage, Demontage, Reparatur und Wartung Zugang zum Inneren zu erhalten.
3.Kugelhähne mit Endeingang
Diese Kugelhähne haben einen einzigen Hauptkörper und die Kugel wird durch ein Ende eingeführt.
Balldesigns
Es gibt zwei Haupttypen von Kugelkonstruktionen: schwimmend und mit Zapfen. Schwimmend ist die gebräuchlichste Ausführung, während Zapfenkugeln oft teurer sind.
Schwimmende Kugeln werden von gewölbten Sitzen getragen, um eine dichte Abdichtung zwischen Körper und Kugel zu gewährleisten. Zapfenkugeln funktionieren ähnlich wie schwimmende Kugeln, nur dass die Sitze federbelastet sind und die Kugel sich nur um ihre Achse dreht. Das Betätigungsdrehmoment ist bei Zapfenventilen im Allgemeinen geringer.
Lochdesigns für Kugelhähne
Das Loch im Ball kann mit drei verschiedenen Profilen gestaltet werden:
1. Volle Bohrung
Ein Full-Bore-Design wird auch Full-Port-Design genannt. Der Bohrungsdurchmesser entspricht dem Durchmesser des Rohres, was Reibungsverluste reduziert und die Reinigung des Ventils erleichtert.
2. Bohrung reduzieren
Bei den meisten Kugelhähnen findet man ein Design mit reduziertem Durchgang. Diese Konstruktion hat einen kleineren Durchmesser als eine Vollbohrung und kann zu geringen Reibungsverlusten führen.
3.V-förmig
Das Loch in der Kugel oder dem Ventilsitz kann auch V-förmig ausgebildet sein. V-förmige Bohrungen können die Durchflussrate beim Drehen der Kugel genauer steuern.
4.Belüftet
Bei einem belüfteten Kugelhahn ist auf der Anströmseite ein kleines Loch gebohrt. Dieses Loch verhindert unerwünschten Druck im Ventil.
Verbindungen beenden
Es gibt zwei gängige Möglichkeiten, einen Kugelhahn an ein Rohrleitungssystem anzuschließen:
1.Gefädelt
Endverbindungen mit Gewinde können entweder weiblich oder männlich sein. Ein Endanschluss mit Innengewinde an einem Kugelhahn passt auf ein Rohr mit Außengewinde und umgekehrt. Es gibt auch Kugelhähne, die mit einem weiblichen und einem männlichen Endanschluss ausgestattet sind.
2.Flansch
Flanschkugelhähne verfügen an den Endanschlüssen über Bolzenlöcher zur Befestigung an den passenden Flanschen eines Rohrs.
Arten der Betätigung
Kugelhähne werden manuell oder über automatisierte Energiequellen angetrieben.
1. Manuelle Kugelhähne
Diese sind mit Griffen oder Hebeln ausgestattet, die von einem Bediener bedient werden müssen. Diese Option ist nicht für Anwendungen mit hohen Zyklen gedacht.
2.Pneumatische Betätigung
Pneumatische Kugelhähne benötigen Druckluft als Energiequelle. Diese Option eignet sich am besten für Anwendungen, die eine hohe Haltbarkeit und schnelle Zykluszeiten erfordern.
3. Elektrische Betätigung
Anwendungen ohne Zugang zu Druckluft sind auf elektrische Stellantriebe angewiesen, die auch als motorisierte Kugelhähne bezeichnet werden. Diese Option eignet sich am besten für niedrige Zyklusgeschwindigkeiten.
4.Hydraulische Betätigung
Hydraulische Aktuatoren ähneln pneumatischen Aktuatoren, verwenden jedoch eine unter Druck stehende Flüssigkeit (Wasser oder Öl) anstelle von Luft. Diese Option bietet mehr Drehmoment als andere.