Kugelhähne

Einsatzbereiche Kugelhahn

 

Kugelhähne sind Armaturen mit einer durchbohrten Kugel als Absperrkörper und werden, vor allem bei größeren Leitungsdurchmessern, auch als Kugelschieber bezeichnet. In den meisten Fällen werden sie als Absperrhähne eingesetzt. Manchmal ist auch die Bezeichnung „Kugelventil“ zu finden, wobei klassische Kugelventile abe...

Einsatzbereiche Kugelhahn

 

Kugelhähne sind Armaturen mit einer durchbohrten Kugel als Absperrkörper und werden, vor allem bei größeren Leitungsdurchmessern, auch als Kugelschieber bezeichnet. In den meisten Fällen werden sie als Absperrhähne eingesetzt. Manchmal ist auch die Bezeichnung „Kugelventil“ zu finden, wobei klassische Kugelventile aber den Rückschlagventilen zuzuordnen sind. Mit einem Kugelhahn kann die Durchflussmenge eines Mediums auch reguliert werden. Charakteristisch für einen Absperrhahn ist das vollständige Schließen innerhalb einer Drehung von exakt 90°, im Gegensatz beispielsweise zu Ventilen.

Man unterscheidet Kugelhähne mit vollem Durchgang oder reduziertem Durchgang. Beim vollen Durchgang hat die Bohrung in der Kugel denselben Innendurchmesser wie die angeschlossene Rohrleitung. Dadurch ergeben sich geringe Strömungsverluste. Die Betätigung der Kugel erfordert – wie beim Absperrhahn – einen 90°-Drehantrieb.

Konstruktionsmerkmale Kugelhahn

Man unterscheidet den Kugelhahn mit vollem Durchgang oder reduziertem Durchgang. Beim vollen Durchgang hat die Bohrung in der Kugel denselben Innendurchmesser wie die angeschlossene Rohrleitung. Dadurch ergeben sich geringe Strömungsverluste. Die Betätigung der Kugel erfordert wie beim Absperrhahn einen 90°-Drehantrieb. Es gibt den Kugelhahn mit schwimmender Kugel oder mit geführter Kugel. Zwischen Kugel und Ventilgehäuse sind in der Regel Dichtringe aus Kunststoff eingebaut. Bei höheren Betriebstemperaturen werden metallische Dichtungen verwendet. Je nach Anforderungen gibt es unterschiedliche Dichtsysteme. Grundsätzlich wird zwischen weichdichtenden und metallisch dichtenden Varianten unterschieden, jedoch gibt es auch weitere optimierte Lösungen. Beim Konstruktionsprinzip „geführte Kugel“ hat die Kugel im Gehäuse gelagerte Zapfen und es ist nur ein Dichtring erforderlich. Beide Arten dichten aufgrund der anstehenden Fluiddrücke. Zum einen wird bei der schwimmenden Lagerung die Kugel in die gegenüberliegende Dichtfläche gedrückt. Zum anderen drückt das Fluid bei der starren Lagerung die Dichtungen gegen das Gehäuse und die Kugel. Bei großen Nennweiten (z. B. Pipeline) ist der Absperrkörper des Kugelhahns absichtlich nicht exakt kugelförmig, sondern etwas oval. Das erlaubt einen hohen Pressdruck auf die dichtenden Sitzringe und verbessert so die Dichtheit. Aufgrund der hohen Flächenpressungen sind hohe Arbeitsmomente zum Öffnen und Schließen des Kugelhahns nötig. Eine Sonderform ist der 3-Wege Kugelhahn. Hier hat die Kugel statt einer Durchgangsbohrung eine so genannte L-Bohrung. Damit kann eine zuführende Strömung auf zwei abführende Wege verteilt werden. Auch gibt es Ausführungen als 4-Wege oder 5-Wege Kugelhahn.

Ausführungen Kugelhahn

Nach Anschluss unterscheidet man in Muffenkugelhahn mit oder ohne Gewinde und Flanschkugelhahn.
Nach Betätigung wird zwischen manuellen Kugelhahn oder Kugelhahn mit Antrieb unterschieden.
Eine weitere Unterscheidung wird nach den Material des Kugelhahnkörpers getroffen.

Besondere Eigenschaften Kugelhahn

Bei Flüssigkeiten ist der Totraum zu beachten. Konstruktionsbedingt ist dieser bei fast allen Kugelhähnen vorhanden. Spezielle Konstruktionen, auch als Kugelhahn 3-teilig bezeichnet, minimieren den Totraum.

Verglichen mit anderen Armaturen hat der Kugelhahn folgende Vorteile:

  • er ermöglicht große Kvs-Werte
  • Molchfähigkeit
  • kleine Abmessungen
  • hohe Dichtheit resultierend aus dem Medium Druck.

Nachteile Kugelhahn:

  • Toträume, nur Spezialausführungen sind totraumfrei
  • hoher Verschleiß an den Dichtungsflächen
  • aufwendige Konstruktion bei großen Nennweiten, wo eine doppelte Lagerung notwendig wird
  • nur bedingte Einsatzmöglichkeit für kontinuierliche Durchflussverstellung
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