Kugelhahn / Kugelhähne

Einsatzbereiche Kugelhahn

Der Kugelhahn wird zur Freigabe eines Durchflusses bzw. zur Absperrung des Durchflusses von flüssigen oder gasförmigen Medien unter Druck eingesetzt. Mit einem Kugelhahn kann die Durchflussmenge eines Mediums auch reguliert werden. Sonderformen des Kugelhahns können auch zum wahlweisen Umleiten des Durchflusses an verschiedenen Abnehmer benutzt werden. Ein weiteres Einsatzgebiet für Kugelhähne ist in der chemischen Industrie, wo sie aufgrund ihrer hohen Dichtheit und Fähigkeit, auch korrosive Medien zu handhaben, bevorzugt werden. Zudem sind Kugelhähne in der Wasserverteilung von großer Bedeutung, da sie eine zuverlässige und schnelle Absperrung gewährleisten. Auch im Heizungsbau kommen sie häufig zum Einsatz, insbesondere zur Regulierung von Heizkreisläufen. In der Lebensmittelindustrie werden spezielle hygienische Kugelhähne verwendet, um den hohen Anforderungen an Sauberkeit und Sterilität gerecht zu werden.

Funktionsweise Kugelhahn

Der Kugelhahn, auch bekannt als Absperrkugelventil, arbeitet durch eine kugelförmige Scheibe im Inneren des Ventils, die durch Drehen den Durchfluss öffnet oder schließt. Die Kugel hat ein Durchgangsloch, das sich bei einer Drehung von 90 Grad zur Rohrleitung öffnet oder schließt. Diese einfache und effektive Funktionsweise ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Steuerung des Durchflusses. Es gibt den Kugelhahn mit schwimmender oder geführter Kugel, wobei die Kugel in beiden Fällen durch den anstehenden Druck des Mediums gegen die Dichtflächen gedrückt wird, um eine dichte Abdichtung zu gewährleisten. Bei Kugelhähnen mit vollem Durchgang entspricht der Durchmesser der Kugelbohrung dem Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung, was minimale Strömungsverluste zur Folge hat. Für Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen oder korrosive Medien im Spiel sind, werden je nach Bedarf Kunststoff- oder metallische Dichtungen verwendet. In der Regel sind Kugelhähne robust und weisen eine hohe Dichtheit sowie geringere Abmessungen auf, was sie zu einer beliebten Wahl in vielen Industriebereichen macht.

Aufbau 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.

Neuere Modelle von Kugelhähnen bieten zudem eine Vielzahl an Varianten und Anpassungen, die den verschiedenen industriellen Anforderungen gerecht werden. Dies schließt besondere Materialien und zusätzliche Dichtungsmechanismen ein, die unter extremen Betriebsbedingungen eingesetzt werden können.

Ausführungen Kugelhahn

Nach Anschluss unterscheidet man in Muffenkugelhahn mit oder ohne Gewinde und Flanschkugelhahn.

Der Muffenkugelhahn ist kompakt und ideal für Installationen in engen Bereichen, während der Flanschkugelhahn robust und für höhere Druckbelastungen geeignet ist.

Nach Betätigung wird zwischen manuellen Kugelhahn oder Kugelhahn mit Antrieb unterschieden, wobei die manuelle Betätigung durch einen Hebel erfolgt, während die automatisierten Kugelhähne häufig in industriellen Anwendungen bevorzugt werden, um eine präzise Steuerung zu gewährleisten.

Eine weitere Unterscheidung wird nach dem Material des Kugelhahnkörpers getroffen, wobei gängige Materialien wie Edelstahl, Messing oder Kunststoff verwendet werden, um je nach Einsatzgebiet eine optimale Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit sicherzustellen.

Es gibt auch spezielle Ausführungen, wie beispielsweise den 3-Wege-Kugelhahn, der flexiblere Steuerungsmöglichkeiten bietet, und den 3-teiligen Kugelhahn, der eine einfache Wartung und Reinigung ermöglicht. Auch die Dichtungssysteme können variieren, um hohe Temperaturen oder aggressive Medien besser zu handhaben.erschieden.

Verglichen mit anderen Armaturen hat der Kugelhahn folgende Vorteile:

Der Kugelhahn bietet im Vergleich zu anderen Armaturen mehrere bemerkenswerte Vorteile. Zunächst ermöglicht er große Kvs-Werte, was auf eine effiziente Durchflussregelung hinweist, die in vielen Anwendungen unerlässlich ist. Darüber hinaus zeichnet sich der Kugelhahn durch seine Molchfähigkeit aus, eine Eigenschaft, die besonders in der Pipeline-Reinigung von Bedeutung ist, da sie erlaubt, dass Reinigungsgeräte problemlos durch die Leitung geschickt werden können. Ein weiterer Vorteil sind die geringen Abmessungen, die eine kompakte Installation selbst in engen Räumen ermöglichen und somit die Flexibilität bei der Planung und Umsetzung von Anlagen erhöhen. Die hohe Dichtheit, die durch den Mediumdruck erreicht wird, stellt sicher, dass Leckagen minimiert werden und somit die Sicherheit und Effizienz der gesamten Anlage verbessert wird. Schließlich sorgt die einfache und robuste Bauweise des Kugelhahns für eine lange Lebensdauer und geringe Wartungskosten, was ihn zu einer wirtschaftlichen Wahl in verschiedenen Industrien macht.

Nachteile Kugelhahn:

Ein wesentlicher Nachteil des Kugelhahns sind die Toträume, die bei einigen Ausführungen auftreten können. Diese Bereiche, in denen sich das Medium sammeln kann, sind schwer zu reinigen und können in hygienisch sensiblen Anwendungen problematisch sein. Nur spezielle totraumfreie Ausführungen können dieses Problem beheben, wodurch zusätzliche Kosten entstehen. Darüber hinaus kann der Kugelhahn einem hohen Verschleiß an den Dichtungsflächen ausgesetzt sein, besonders bei häufigem Betrieb oder bei Einsatz mit abrasiven Medien. Die Konstruktion eines Kugelhahns für große Nennweiten ist komplex und aufwendig, da oft eine doppelte Lagerung notwendig wird, um ausreichend Dichtigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Schließlich bieten Kugelhähne nur eingeschränkte Möglichkeiten für eine kontinuierliche Durchflussverstellung, was ihre Einsatzgebiete auf Anwendungen mit binären Steuerungen—also an oder aus—beschränkt.