Was sind Kugelhähne?
Kugelhähne sind ventile mit Drehbewegung; sie werden aufgrund ihres einfachen Designs, der geringen Herstellungskosten und des minimalen Wartungsbedarfs häufig eingesetzt. Diese Ventilart eignet sich ideal für Öffnen/Schließen-Zyklen und kann in Systemen mit niedrigen bis sehr hohen Durchflussraten verwendet werden.
Kugelhähne gelten als schnell schließend, da nur eine Vierteldrehung (90 Grad) der Kugel erforderlich ist, um das Ventil vollständig zu öffnen oder zu schließen.
Kugelhähne sind eine der häufigsten Ventilarten, andere Typen sind Absperrklappen, Schieber, Absperrventile und Kegelventile.
Aufbau eines Kugelhahns: Gehäuse, Kugel, Spindel usw...
Ein Kugelhahn besteht aus einer Kugel, einem Gehäuse, einer Stopfbuchse, einer Spindel, einem Deckel, einem Stellantrieb und einem Sitz.
Es kann ein Planetengetriebe zwischen dem Stellantrieb und der Spindel installiert werden; diese Anpassung erleichtert es, die Position großer Kugelhähne zu ändern, ohne erhebliches Drehmoment anzuwenden.
Der Sitz wird aus Materialien mit gummiähnlichen Eigenschaften hergestellt. Typische elastomere Materialien, die für den Sitzbau verwendet werden, sind Teflon, Nylon und Neopren, obwohl es auch andere gibt. Der Einsatz von nichtmetallischen Materialien für den Sitz verhindert, dass Kugelhähne in Hochtemperatursystemen eingesetzt werden.
Der Spalt zwischen dem Deckel und der Spindel wird durch Stopfbuchsen oder O-Ringe abgedichtet.
Die Spindel verbindet sich normalerweise mit der Kugel über einen einfachen quadratischen Schlüssel. Die quadratische Form ermöglicht es, ein hohes Drehmoment anzuwenden, während die Wahrscheinlichkeit, die Kanten abzurunden, minimiert wird.
Flansche sind an der Saug- und Druckseite des Kugelhahns installiert, sodass Rohrleitungen leicht angeschlossen werden können.
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Wie Kugelhähne funktionieren
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Einführung in Ventile Online-Videokurs.
Eine Kugel mit einem Loch in der Mitte ist im Gehäuse installiert. Wenn das Loch in Flussrichtung ausgerichtet ist, befindet sich das Ventil in der offenen Position und es gibt wenig Widerstand gegen den Fluss. Wenn das Loch um 90 Grad gedreht und senkrecht zur Flussrichtung ist, befindet sich das Ventil in der geschlossenen Position und es gibt keinen Fluss. Es sollte beachtet werden, dass es oft möglich ist, einen Kugelhahn um 360 Grad zu drehen, obwohl die offenen und geschlossenen Orientierungen gleich bleiben.
Der Ventilgriff wird oft verwendet, um die Position des Ventils anzuzeigen. Wenn der Ventilgriff in Flussrichtung (parallel) zur Rohrleitung ist, befindet sich das Ventil in der offenen Position. Wenn der Ventilgriff nicht in Flussrichtung (senkrecht) zur Rohrleitung ist, befindet sich das Ventil in der geschlossenen Position. Beachten Sie, dass es Ausnahmen von dieser Regel gibt (siehe unten)!
Kraftstofftransfer-/Bunkerungsventile verwenden oft Kugelhähne, bei denen der Griff das Gegenteil von dem anzeigt, was normalerweise erwartet wird, z.B. bedeutet ein in Flussrichtung ausgerichteter Griff, dass das Ventil geschlossen ist. Der Grund für diese Besonderheit ist nicht offensichtlich, aber er hängt mit der versehentlichen Bewegung des Ventilgriffs zusammen. Wenn das Ventil vollständig geöffnet ist (senkrecht zum Rohr) und jemand den Ventilgriff versehentlich bewegt, würde sich das Ventil in Richtung der geschlossenen Position (parallel zum Rohr) bewegen. Wenn jedoch jemand den Ventilgriff eines normalen Kugelhahns, der geschlossen ist (senkrecht zum Rohr), versehentlich bewegt, würde er das Ventil leicht öffnen, was zu einem Kraftstoffaustritt führen könnte. Dieses Szenario mag unwahrscheinlich erscheinen, aber Bunkerungsschläuche werden oft manuell bewegt und manchmal fallen gelassen, ein Ventil mit dem Griff senkrecht zum Schlauch ist daher nicht ideal und wäre schwieriger zu handhaben.
Vorteile von Kugelhähnen
Diese Art von Ventil gilt als schnell schließend, da es durch Drehen der Ventilspindel nur um ein Viertel (90 Grad) von der vollständig offenen in die vollständig geschlossene Position bewegt werden kann.
Kugelhähne ermöglichen den Durchfluss in beide Richtungen und haben einen sehr geringen Druckabfall.
Kugelhähne dichten sehr gut ab und sind nicht anfällig für Leckagen.
Kugelhähne eignen sich gut für die direkte lokale manuelle Bedienung, obwohl sie auch ferngesteuert mit einem Motor und einem Planetengetriebe betätigt werden können.
Kugelhähne sind in der Regel die kostengünstigsten aller gängigen Ventiltypen und die Wartungskosten sind ebenfalls gering.
Kugelhähne dichten gut ab, ohne dass ein erhebliches Drehmoment vom Stellantrieb erforderlich ist.
Nachteile
Kugelhähne sind nicht geeignet, wenn eine Durchflussregelung (Drosselung) erforderlich ist, da die Durchflussrate nicht genau gesteuert werden kann. Drosselung (jede Ventilposition zwischen vollständig offen und vollständig geschlossen) erzeugt auch einen erheblichen turbulenten Fluss über die Kugel, was zu Reibungsverlusten und möglichen Schäden an der Kugel selbst führt. Aus diesen Gründen sollten Kugelhähne nicht das erste Ventildesign sein, das gewählt wird, wenn eine Durchflussregelung erforderlich ist.
Kugelhähne sollten nicht in Hochtemperatursystemen verwendet werden, da die Ventilsitzmaterialien beschädigt werden könnten und das Ventil nicht mehr korrekt abdichtet (es gibt Ausnahmen von dieser Regel, wenn spezielle Hochtemperatur-Kugelhähne erforderlich sind).
Kugelhähne sollten nicht in Medien mit hohem Anteil an abrasiven Partikeln verwendet werden. Abrasive Partikel könnten den Ventilsitz leicht beschädigen und verhindern, dass das Ventil korrekt abdichtet.
3D-Modell Details
Dieses 3D-Modell zeigt alle Hauptkomponenten eines typischen Kugelhahns, dazu gehören:
- Ventilgriff
- Ventilspindel/Spindel
- Kugel
- Sitz
- Gehäuse/Körper
- Dichtung
- Muttern und Schrauben
Zusätzliche Ressourcen
https://en.wikipedia.org/wiki/Ball_valve