Was ist ein Kugelkopfhahn?
Ein Kugelkopfhahn ist ein Ventil mit einem kugelförmigen Kegel. Grundsätzlich wird er entweder ganz offen oder ganz geschlossen betrieben und eignet sich nicht zur Durchflusseinstellung durch Öffnen.
Da der innere Durchflussweg jedoch dem Rohrdurchmesser entspricht, gibt es praktisch keinen Druckverlust. Aus diesem Grund werden sie häufig an Orten eingesetzt, an denen es kein Problem darstellt, nur ganz offen oder ganz geschlossen zu regeln. Die Korrosionsbeständigkeit kann auch durch einen Wechsel des Werkstoffs gewährleistet werden.
Anwendungen für Kugelkopfhähne
Kugelkopfhähne werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von Konsumgütern bis hin zu industriellen Anwendungen. Bei Konsumgütern werden Kugelhähne in Gasherdventilen verwendet. Sie können auch in Wasserleitungsarmaturen verwendet werden.
In industriellen Anwendungen werden sie aufgrund ihres sehr geringen Druckabfalls und ihrer hohen Absperrleistung in vielen Situationen eingesetzt. Sie werden insbesondere in Wasser- und Gasleitungen eingesetzt.
Sie werden auch in Leitungen zur Beförderung von festen Lebensmitteln und in Entwässerungsleitungen mit Schlamm verwendet, da der Durchflussweg bei voller Öffnung nicht behindert wird. Durch Aufbringen einer PFA-Beschichtung auf der Innenseite oder durch Herstellung des Ventils aus PVC oder PTFE kann es auch in chemischen Leitungen wie Salzsäure eingesetzt werden.
Funktionsweise der Kugelkopfhähne
Der Aufbau eines Kugelkopfhahns ist sehr einfach. Er enthält einen Kugelkopfhahn mit einer zylindrischen Innenbohrung, der durch eine Drehung um 90° geöffnet und geschlossen wird. Die Richtung des Griffs ist im Allgemeinen vollständig geschlossen, wenn er senkrecht zum Strömungskanal steht und vollständig geöffnet, wenn er parallel zum Strömungskanal steht. Da sie leicht zu unterscheiden sind, besteht keine Gefahr einer Fehlbedienung.
Aufgrund ihrer Konstruktion sind sie jedoch nicht für die Durchflusskontrolle geeignet. Zur Abdichtung des Ventilkegels wird häufig PTFE verwendet. Es ist selbstschmierend und kann für viele Flüssigkeiten verwendet werden, jedoch nicht bei hohen Temperaturen, wie z. B. in Dampfleitungen. Bei hohen Temperaturen und Drücken sollten daher hitzebeständige Materialien oder Metalldichtungen verwendet werden.
Je größer die Bohrung eines Kugelkopfhahns ist, desto höher ist das Öffnungs- und Schließdrehmoment aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen Dichtung und Kugel; über 100 A ist das Drehmoment wesentlich höher und es ist schwierig, den Hahn von Hand zu öffnen.
Weitere Informationen über Kugelkopfhähne
1. Durchflussrichtung von Kugelkopfhähnen
Es gibt verschiedene Arten von Ventilen (Hähnen), wie z. B. Schieber, Rückschlagventile, Ventile und Kugelhähne. Die verschiedenen Arten haben unterschiedliche Eigenschaften.
Schieber und Kugelhähne können den Durchfluss nicht regeln. Durchgangsventile können den Durchfluss regeln, haben aber einen höheren Druckabfall. Jedes Ventil hat auch seine eigenen Einschränkungen hinsichtlich der Durchflussrichtung.
Rückschlagventile werden eingebaut, um einen Rückfluss zu verhindern, so dass der Durchfluss nur in eine Richtung fließt und nicht in die andere. Durchgangsventile sind ebenfalls grundsätzlich nur in eine Richtung durchlässig. Je nach Bauart können sie auch in umgekehrter Richtung eingesetzt werden. Schieber und Kugelhähne haben grundsätzlich keine feste Durchflussrichtung.
Kugelkopfhähne funktionieren, indem der Griff um 90° gedreht wird, um das Fluid zu stoppen. Aufgrund ihrer einfachen Funktionsweise lassen sie sich schneller öffnen und schließen als Schieberventile. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass kein Wasserschlag entsteht. Im Allgemeinen gilt der Griff als geöffnet, wenn er parallel zum Rohrleitungssystem steht.
2. Kugelkopfhähne mit vollem Durchgang
Es gibt zwei Arten von Kugelkopfhähnen: mit reduziertem Durchgang und mit vollem Durchgang. Bei Ventilen mit reduziertem Durchgang ist der Öffnungsdurchmesser des Ventilkegels kleiner als der Durchmesser der Rohrleitung. Ventile mit vollem Durchgang haben den gleichen Durchmesser wie die Rohrleitung und die Öffnung des Ventilkegels.
Der Druckabfall ist bei einem Ventil mit vollem Durchgang geringer als bei einem Ventil mit reduziertem Durchgang. Daher werden bei der Planung von Rohrleitungen Druckabfallberechnungen durchgeführt und geprüft, ob eine reduzierte oder eine volle Bohrung in Betracht gezogen werden sollte. Wenn es aufgrund eines hohen Druckabfalls Probleme mit dem Dichtungsdruck gibt, wird eine volle Bohrung verwendet.