Ein Vierteldrehungsventil, wie beispielsweise ein Kugelventil, ist einfach eine Kugel, die in einen Durchgang gesteckt wird, durch den Flüssigkeit fließt. Das Ventil öffnet und schließt, indem es durch ein Loch in der Kugel geht. Die Flüssigkeit fließt durch die Kugel, wenn sie so platziert wird, dass das Loch in die gleiche Richtung wie der Durchgang verläuft, und das Ventil wird geöffnet. Die Kugel kann auch so platziert werden, dass das Loch senkrecht zum Durchgang verläuft, wodurch verhindert wird, dass Flüssigkeit durchtritt, und das Ventil geschlossen wird. Es wird normalerweise von außen bedient, mit einem Griff, der hin und her gedreht werden kann, um das Ventil zu öffnen und zu schließen.
Was genau ist ein Kugelhahn?
Die meisten Stellantriebe für Kugelhähne sind schnellwirkend und erfordern zur Betätigung eine 90°-Drehung des Ventilgriffs. Planetengetriebe werden zur Steuerung anderer Kugelhahnantriebe verwendet. Diese Getriebeform ermöglicht die Betätigung einer großen Armatur mit kleinem Handrad und Antriebskraft.
Mit asphärischer Oberfläche beschichteter Kegel, der in der geöffneten Position auf einer Seite steht und sich in den Strömungskanal dreht, bis er den Strömungsweg, der bei einigen Kugelhähnen geschaffen wurde, vollständig blockiert.
Die exzentrische Bewegung des Stopfens ermöglicht das Einsetzen. Das Ventil muss nicht geschmiert werden und kann zum Drosseln verwendet werden.
Kugelhähne gibt es in drei verschiedenen Größen. Ein Ventil mit vollem Durchgang hat keine Durchflussbegrenzung, was bedeutet, dass Flüssigkeit ungehindert durch es fließen kann, wenn es geöffnet ist. Dies wird erreicht, indem die Kugel größer als die Durchgangsgröße gemacht wird, wodurch das Loch der Durchgangsgröße angepasst werden kann. Da einem typischen Anschlusskugelhahn eine übergroße Kugel fehlt, ist das Loch eine Größe kleiner als der Durchgang. Beim Durchströmen des Fluids bewirkt dies eine leichte Durchflussbegrenzung. Andererseits haben Ventile mit reduziertem Durchgang eine kleinere Kugel und eine noch kleinere Öffnung, was zu einer erheblichen Strömungseinschränkung führt, wenn das Fluid durch sie hindurchfließt.
Muster von Häfen
Kugelhähne gibt es in drei verschiedenen Mustern: Venturi, reduzierter und voller Durchgang. Für das maximale Öffnungsmuster wird eine Kugel mit einer Bohrung verwendet, die dem Innendurchmesser des Rohrs entspricht.
In Ventilen verwendete Materialien
Bälle bestehen normalerweise aus Metall mit elastomeren (elastischen Materialien, die Gummi ähneln) Verkleidungen (Sitzen). Es gibt auch eine Kunststoffkonstruktionsoption.
Das Elastomermaterial wird verwendet, um elastische Sitze für Kugelventile herzustellen. Teflon (TFE), gefülltes PTFE, Nylon, Buna-N, Neopren und Variationen dieser Materialien sind die beliebtesten Sitzmaterialien.
Aufgrund der elastomeren Werkstoffe können diese Ventile nicht bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Das Sitzmaterial muss sorgfältig ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass es mit den Materialien des Ventils übereinstimmt.
Konstruktion einer Kugelhahnspindel
Der Schaft eines Kugelventils ist nicht an der Kugel befestigt. Am Kugelende hat es normalerweise einen rechteckigen Querschnitt, der in einen in die Kugel geschnittenen Schlitz passt. Die Erweiterung ermöglicht es der Kugel, sich zu drehen, wenn der Schaft gedreht wird.
Stil einer Kugelhahnhaube
Die Schaftbaugruppe und die Kugel werden durch eine am Gehäuse befestigte Haubenkappe an Ort und Stelle gehalten. Die Packung, die die Spindelabdichtung versorgt, kann durch Einstellen der Aufsatzkappe komprimiert werden.
Spindelpackungen für Kugelhähne bestehen normalerweise aus gesenkgeformten Packungsringen aus TFE-gefülltem, TFE- oder PTFE-imprägniertem Material. Anstelle von Packungen werden O-Ringe verwendet, um bestimmte Kugelventilschäfte abzudichten.
Platz des Kugelhahns
Einige Kugelhähne haben Anschläge, die nur eine Drehung um 90° zulassen. Andere haben keine Anschläge und können um 360 Grad gedreht werden. Eine Drehung um 90° genügt, um einen Kugelhahn mit oder ohne Anschlag zu schließen oder zu öffnen.
Der Griff zeigt die Position der Ventilkugel an. Das Ventil ist geöffnet, wenn der Griff parallel zur Achse des Ventils ist. Das Ventil ist verriegelt, wenn sich der Griff in einem 90-Grad-Winkel um die Achse des Ventils befindet.
In die Oberseite bestimmter Kugelventilschäfte ist eine Nut geschnitten, um den Strömungsweg der Kugel freizulegen. Die Position der Rille in der Kugel kann durch Anschauen bestimmt werden. Bei Mehrwege-Kugelhähnen ist diese Funktion besonders hilfreich.
Die Vorteile
1 Es hat eine kompakte Struktur, ist leicht und lang und lässt sich einfach zerlegen und befestigen.
2 Die Packungsdichtung des Ventilschafts bricht nicht leicht, da sie sich dreht, und die Dichtungskapazität nimmt zu, wenn der mittlere Druck zunimmt.
3 Der Flüssigkeitswiderstand ist gering und der Durchflusswiderstand des Kugelhahns mit vollem Durchgang ist praktisch nicht vorhanden. Pneumatische Kugelhähne haben eine der niedrigsten Flüssigkeitswiderstandswerte aller Ventiltypen.
4 Der Vorgang ist einfach und schnell und erfordert nur eine 90-Grad-Drehung von der vollständigen Öffnung bis zur vollständigen Schließung, was ihn ideal für die Fernsteuerung macht.
5 Es kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, von wenigen Millimetern bis zu einigen Metern und von Hochvakuum bis Hochdruck.
Die Betriebstheorie eines Sanitär-Kugelhahns ist identisch mit der eines normalen Kugelhahns, da die Produktionsmaterialien und -verfahren strenger sind.
Vorsichtsmaßnahmen vor der Verwendung
1 Einmal jährlich sollte der Kugelhahn gereinigt und repariert werden.
2 Um ein Einklemmen der Kugel zu verhindern, sollte der Kugelhahn mindestens einmal im Monat ausgelöst werden.
3 Mit dem Kugelhahn ist keine Drosselung möglich, da er entweder ganz geöffnet oder ganz geschlossen sein kann.
Aufgrund der Konstruktion dieses Ventils ist es in Situationen unwirksam, in denen eine Feinsteuerung erforderlich ist, wie z. B. das Drosselklappensteuerventil in einem Auto. Es funktioniert bewundernswert in Situationen, in denen ein Durchfluss vollständig gestoppt werden muss, wie z. B. das Absperrventil an der Hauptwasserleitung eines Hauses. Kugelhähne machen oft keine Probleme, wenn sie längere Zeit nicht benutzt werden; wenn sie wieder gebraucht werden, funktionieren sie einwandfrei.
Adamant Valves, ein globaler Lieferant und Hersteller von Sanitärventilen, wurde 2002 gegründet und hat sich seitdem zu einem der führenden Ventilhersteller für hochpräzise Pumpen, Sanitärventile aus Edelstahl und Rohrverschraubungen entwickelt.