3-Wege-Kugelhahn

Normalerweise hat der Kugelhahn zwei Wege, einen Eingang und einen Ausgang. Für einige Systeme, in denen mehr als ein Medium verwendet wird, kann jedoch ein 3-Wege-Kugelhahn empfohlen werden. Der 3-Wege-Kugelhahn hat 3 Anschlüsse (Eingänge) anstelle von nur zwei. Diese Konfiguration mit mehreren Anschlüssen ermöglicht es, die Flüssigkeit vom Haupteinlass des Ventils in zwei verschiedene Richtungen umzuleiten (statt nur in eine), die jeweils von zwei separaten Ventilauslässen bedient werden. Ein weiterer Hauptnutzen des 3-Wege-Kugelhahns besteht darin, dass die Hauptdurchflussleitung von zwei unabhängigen und alternativen Einlässen bedient wird.

Die Kugel eines 3-Wege-Kugelhahns kann eine L- oder eine T-Konfiguration haben. Darüber hinaus sind diese speziellen Arten von Kugelhähnen in schwimmender oder schwenkbarer Ausführung, mit jeder Art von Ventilanschluss (Flansch-, Muffen- oder Gewindeanschluss) und in einer Reihe von Kunststoffen, Metallen, Legierungen und rostfreiem Stahl erhältlich.

In diesem Artikel soll erklärt werden, was 3-Wege-Kugelhähne sind und wie sie funktionieren. Wir gehen auch auf die verschiedenen Arten von 3-Wege-Kugelhähnen und ihre unterschiedlichen Verwendungszwecke ein.

Was ist ein 3-Wege-Kugelhahn?

Mehrwegeventile können Drei-, Vier- und Fünf-Wege-Kugelhähne sein. Der gängigste Kugelhahn mit mehreren Anschlüssen ist ein 3-Wege-Kugelhahn. Ein Drei-Wege-Kugelhahn hat drei Anschlüsse oder Eintrittspunkte für den Gas- oder Flüssigkeitsstrom (Medien), die an Rohrleitungen oder Kanälen angebracht sind. Je nach Durchflussweg durch das Ventil sind diese Anschlüsse in der Regel als ein Einlass- und zwei Auslassanschlüsse oder als ein Auslass- und zwei Einlassanschlüsse definiert.

3-Wege-Kugelhähne sind weit verbreitet, da sie eine kostengünstige und einfache Möglichkeit darstellen, sowohl Absperr- als auch Durchflusswege in einem einzigen Ventilgehäuse zu steuern.

Die Steuerung des Durchflusses durch ein Dreiwegeventil wird durch eine Variation der Anordnung der Rohrleitung, der Drehung der Ventilkugel am Griff und des Durchflusses der Ventilkugel durch die Kugel erreicht.

Es gibt viele Möglichkeiten, wie ein 3-Wege-Kugelhahn den Durchfluss regeln kann, je nach den verschiedenen Prozessanforderungen, die man mit dem richtigen Ventiltyp und der richtigen Einstellung erreichen kann. Einige der Anforderungen, die ein 3-Wege-Kugelhahn erfüllen kann, sind:

• Drosseln Sie den Durchfluss vollständig.
• Mischen Sie zwei verschiedene Flüssigkeiten aus unterschiedlichen Quellen.
• Der Fluss kann von einem Ziel zu einem anderen umgeleitet werden.
• Der Durchfluss von einem Einlass kann zu zwei verschiedenen Zielen geleitet werden.
• Sie kann einen Auslass blockieren, während sie den Durchfluss in eine andere Richtung weiter ermöglicht.

Es gibt einen einzigen, aber entscheidenden internen Konstruktionsunterschied, der die Funktion eines Dreiwege-Kugelhahns bestimmt. Dieser wichtige Konstruktionsunterschied ist das Durchflussmuster oder der Umriss der Öffnung durch die Kugel im Ventil. Die meisten Drei-Wege-Kugelhähne haben Ventilkugeln in Form eines großen L, das zwei Durchflusswege hat, oder eines großen T, das drei Durchflusswege hat.

Wie funktioniert ein 3-Wege-Kugelhahn?

Es gibt zwei Arten von 3-Wege-Kugelhähnen, die sich ein wenig von den üblichen Kugelhähnen unterscheiden.

Beim L-Ventil oder Umschaltventil wird der Durchfluss von einem Anschluss zum anderen verlagert, indem der Griff oder das Stellglied um 90 Grad gedreht wird. Angenommen, die erste Position wird durch den unteren Anschluss und den linken Anschluss geöffnet. Eine Vierteldrehung gegen den Uhrzeigersinn bewirkt, dass das Ventil den Durchfluss des Mediums zum rechten Anschluss umleitet. Eine weitere Vierteldrehung in die andere Richtung, die eine vollständige Drehung um 180 Grad ermöglicht, blockiert den Durchfluss des Mediums. Eine 270-Grad-Drehung blockiert ebenfalls den Durchfluss der Medien. Bei einer vollständigen 360-Grad-Drehung kann das Ventil jedoch an seinen ursprünglichen Platz zurückkehren. Auf diese Weise sind zwei der drei Anschlüsse gleichzeitig verfügbar. Dadurch kann das Ventil zwei Absperrstellungen und drei Durchflussmöglichkeiten haben.

Das T-Muster wird als Mischventil bezeichnet, da die Medien zweier Eingangsströme innerhalb des Ventils gemischt werden können. Es verlässt das Ventil am anderen Ende. Auf diese Weise können alle drei Anschlüsse gleichzeitig geöffnet werden. Der Kugelhahn in T-Form fungiert auch als Weiche, so dass er auf die gleiche Weise wie das L-Ventil funktionieren kann. Dies kann mit einer Vierteldrehung des Griffs erreicht werden. T-Kugelhähne können nicht blasendicht schließen, aber sie können den Durchfluss auf zwei Anschlüsse beschränken oder den Durchfluss zu allen drei Anschlüssen erleichtern.

Als Mischer trennt der T-Kugelhahn das Medium in zwei entgegengesetzte Richtungen. Seine Konstruktion hilft dem T-Kugelhahn, den Durchfluss zu teilen oder einfach ein gerades Durchflussmuster zu erzeugen, genau wie der Zweiwege-Kugelhahn. Der typische Anschluss des vertikal montierten T-Kugelhahns ist nach wie vor offen. Die einzige Möglichkeit, den Durchfluss umzuleiten, besteht darin, ihn um eine Vierteldrehung zu drehen. Eine 180°-Drehung wird den Durchfluss des Mediums nicht verändern.

3-Wege-Kugelhahn Klassifizierung.

L-Typ Muster Kugel,

auch bekannt als 90-Grad-Kugeln, werden am häufigsten verwendet, um den Durchfluss von einer einzigen gemeinsamen Einlassöffnung zu einer von zwei separaten Auslassöffnungen zu ermöglichen. Aus diesem Grund werden Dreiwege-Kugelhähne vom Typ L allgemein als Umschaltventile bezeichnet.

Dreiwege-Kugelhahn Typ L

T-förmige Strömungskugeln,

auch bekannt als 180-Grad-Kugeln, werden üblicherweise verwendet, um zwei Einlassströme in einen gemeinsamen Auslass zusammenzuführen. Je nach den Anforderungen des Systems ist auch das Gegenteil möglich. T-Stromventile sind nicht nur zum Trennen oder Aufteilen von Strömen geeignet. Sie können auch als L-Durchflussventile fungieren, indem sie den Durchfluss von einer Auslassöffnung zur anderen umleiten. Sie können je nach dem zulässigen Bewegungsbereich des Griffs einen Umleitungsstrom, einen Misch- oder Teilstrom und einen Durchgangsstrom erzeugen.

Dreiwege-Kugelhahn Typ T

Schwebend:

In einem schwimmend gelagerten Kugelhahn wird die Kugel durch das Zusammendrücken der beiden Elastomersitze gegen die Kugel in Position gehalten. Innerhalb des Ventilgehäuses ist die Kugel frei beweglich. Diese Ventilkonfiguration ermöglicht auch eine Absperrung in beide Richtungen. Bei hohem Vordruck ist das schwimmende Ventil sehr schwer zu betätigen.

Geschmiedete 3-Wege-Kugelhähne

Geschmiedete 3-Wege-Kugelhähne  werden durch ein Schmiedeverfahren hergestellt, bei dem Metalle und Legierungen im festen Zustand geformt werden. Geschmiedete Ventile sind für ihre Festigkeit bekannt, die sie für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen geeignet macht. Die Kornstruktur des Metalls wird während des Schmiedeprozesses verfeinert. Dadurch erhöhen sich Wirkung und Gesamtfestigkeit. Das Schmieden verbessert auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber typischen Problemen wie Rissen, Schrumpfung und Porosität.

Dreiwege-Kugelhahn mit geschmiedetem Gehäuse

Gießen:

Im Gegensatz zum Schmieden wird für die Herstellung von Ventilen ein flüssiges Metall benötigt. Diese Metalle werden geschmolzen und in Formen unterschiedlicher Form und Größe gegossen. Die Flüssigkeit wird aus der Form herausgebrochen oder entnommen, bis sie abgekühlt und erstarrt ist. Einer der wichtigsten Vorteile des Gießens ist, dass es die Herstellung von Ventilen mit komplexen Formen, Designs und Größen ermöglicht. Die Verwendung einer Gussform zur Herstellung dieser Instrumente ermöglicht eine größere Vielseitigkeit bei der Herstellung verschiedener Ventiltypen mit kritischeren Teilen.

Handbuch:

Hier werden Ventile manuell mit Hilfe eines Handrads oder eines Handhebels betätigt und normalerweise zum Starten und Stoppen des Durchflusses verwendet.

Betätigt:

Ein Ventilantrieb ist ein mechanisches System, das ein Ventil mit Hilfe einer Energiequelle steuert. Diese Kraftquelle kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch sein.

Merkmale und Vorteile des 3-Wege-Kugelhahns.

Die wichtigsten Merkmale eines Drei-Wege-Kugelhahns sind:

• Sie öffnet und schließt ohne Reibung, so dass weniger Drehmoment zum Drehen der Armatur erforderlich ist.
• Die Online-Wartung des Ventils bietet den Vorteil der Zeitersparnis und Kosteneffizienz.
• Es verfügt über eine keilförmige Dichtfläche, bei der das Ventil die von der Spindel ausgeübte Kraft nutzt, die die Kugel gegen die Dichtung drückt, um unabhängig von den Druckunterschieden in der Rohrleitung eine positive Abdichtung zu gewährleisten.
• Es gilt als selbstreinigendes Ventil, da beim Abheben des Ventils vom Sitz die Flüssigkeit alle angesammelten Verunreinigungen abwäscht und die Dichtfläche immer sauber ist.

Die wichtigsten Vorteile eines Drei-Wege-Kugelhahns sind:

• Es zeichnet sich durch eine einfache Struktur, kompaktes Design, geringes Volumen und geringes Gewicht aus.
• Es bietet der durch das Ventil strömenden Flüssigkeit einen geringen Widerstand.
• Die Dichtheit des Ventils ist gut, es wird auch in Vakuumsystemen eingesetzt.
• Die Wartung ist einfach und zeitsparend.
• Er ist in verschiedenen Größen erhältlich, wodurch sich die Einsatzmöglichkeiten erhöhen.

Wofür wird der 3-Wege-Kugelhahn verwendet?

Ein Dreiwege-Mehrwege-Kugelhahn wird üblicherweise als Verteilventil, Absperrventil, Bypass-Ventil, Auswahlventil und Wegeventil mit Hilfe einer L-Kugel verwendet.

T-Kugelhähne können als Probenahmeventile, Mischventile, Bypass-Ventile, Entlüftungsventile und Ventile für gleichmäßigen Durchfluss verwendet werden.  

3-Wege-Kugelhahn Auswahlhilfe.

Die wichtigsten Überlegungen bei der Auswahl des richtigen Ventils für Ihre Anwendung sind:

• Bestimmen Sie die im System zu verwendende Flüssigkeit, da dies für die Wahl der richtigen und gleichwertigen Ventildichtung erforderlich ist.
• Bestimmen Sie die Druckstufe des Systems, in das das Ventil eingebaut werden soll.
• Kennen Sie die Temperatur, bei der das System normalerweise arbeitet.
• Prüfen Sie die Anschlussart, ob das Ventil für den Anschluss an die Rohrleitung geeignet ist oder nicht.
• Der für das Ventilgehäuse verwendete Werkstoff muss mit den vorhandenen Prozessleitungen kompatibel und für die Prozesstemperatur und den Druck geeignet sein.
• Bestimmen Sie den Funktionsmechanismus des Ventils und ob es in dem bestehenden System eingesetzt werden kann.

3-Wege-Kugelhahn vs. 2-Wege-Kugelhahn.

Die 3-Wege-Ventile bestehen aus den gleichen Elementen wie die 2-Wege-Ventile. Es unterscheidet sich vom 2-Wege-Ventil durch die Verwendung eines zusätzlichen Anschlusses. Wie die 2-Wege-Ventile können auch die 3-Wege-Ventilbaugruppen durch pneumatische oder elektrische Antriebe betätigt werden.

Diese Ventile können entweder zur Umlenkung des Flüssigkeitsstroms oder zum Mischen von Flüssigkeiten von zwei Einlässen zu einem einzigen Auslass verwendet werden. Bei der Verwendung als Mischventil werden die Flüssigkeiten von den Einlassöffnungen im Ventilkörper gemischt und dann durch die Auslassöffnung weitergeleitet. Während ein 2-Wege-Ventil nur für Ein/Aus-Anwendungen und manchmal für Systeme mit variablem Durchfluss verwendet werden kann, bei denen sich Druck, Temperatur und Durchfluss ändern.

3-Wege-Ventile sind für Umleitungs- und Mischvorgänge wesentlich kostengünstiger als mehrere 2-Wege-Ventile. Durch die Möglichkeit, Flüssigkeiten aus mehr als einem Einlass zu mischen, eignen sich 3-Wege-Ventile zum Heizen und Kühlen verschiedener Medien wie Wasser, Öle und Chemikalien. Diese Ventile werden häufig als Bypassventile in Primär- und Sekundärkreisläufen eingesetzt. Ähnlich wie 2-Wege-Ventile können 3-Wege-Ventile auch in den oben beschriebenen Prozessindustrien eingesetzt werden.

Zusammenfassung.

Drei-Wege-Kugelhähne werden nach ihrem Durchflussverhalten, der Richtung des Griffs und dem Bereich der 90-Grad-Drehungen, die der Griff ausführen kann, klassifiziert.

Gas- und Flüssigkeitsströme können je nach Bohrung der Ventilkugel und der Rohrleitungskonfiguration umgeleitet, gemischt, in eine Richtung gesperrt oder ganz unterbrochen werden. Mehrwegeventile sind platzsparend, da sie ein zusätzliches T-Stück und ein Ventil überflüssig machen. Das Verständnis der grundlegenden Dreiwege-Kugelhahnkonfigurationen erleichtert die Auswahl des geeigneten Dreiwegeventils und die Vorbereitung seiner Installation.

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