Dreiteiliger Kugelhahn: Vollständiger Leitfaden

Was ist ein dreiteiliger Kugelhahn?

Ein dreiteiliger Kugelhahn ist ein Typ von Kugelhahn aus drei Teilen, nämlich dem Gehäuse und zwei Endkappen. Die Endstücke oder Endkappen werden mit der Rohrleitung durch Einschrauben, Schrauben und Muttern oder durch Schweißen verbunden. Die drei Teile sind durch Schrauben und Muttern miteinander verbunden, so dass das Hauptgehäuse des Kugelhahns zu Reparatur- und Reinigungszwecken leicht ausgebaut werden kann, ohne dass die Rohrleitungsanschlüsse oder Endstücke entfernt werden müssen. Nach der Installation eines dreiteiligen Kugelhahns können Ventilkomponenten, die einem Verschleiß unterliegen, wie Kugeln, Spindel und Sitze, unabhängig und schnell ausgetauscht werden. Einer der Vorteile eines dreiteiligen Kugelhahns ist, dass er für Wartungs- und Reinigungszwecke ausgebaut werden kann, was ihn langfristig sehr kostengünstig macht. Der Austausch von Dichtungen und Sitzen macht einen dreiteiligen Kugelhahn preiswerter als den Austausch des gesamten Hahns. Da bei einem dreiteiligen Kugelhahn die Rohranschlüsse nicht entfernt werden müssen, kann ein Produktionsstillstand im Falle von Wartungsarbeiten vermieden werden. 

Abbildung: Dreiteiliger Kugelhahn.

Bestandteile eines dreiteiligen Kugelhahns 

Handrad/Antrieb 

Das Handrad ist das Bauteil an einem dreiteiligen Kugelhahn, auf das der Hahnbediener ein Drehmoment ausübt, um den Hahn zu öffnen oder zu schließen. Ein Handrad wird verwendet, wenn der dreiteilige Kugelhahn manuell betätigt wird. Handelt es sich nicht um einen manuellen Hahn, wird er von einem Stellantrieb betätigt. Ein Stellantrieb ist eine in den dreiteiligen Kugelhahn integrierte Vorrichtung, die das Drehmoment zum Öffnen und Schließen des Hahns aufbringt. Einige der verfügbaren Antriebe für einen dreiteiligen Kugelhahn sind pneumatische, hydraulische und elektrische Antriebe. 

Ventilkörper 

Das Ventilgehäuse ist der Hauptbestandteil eines dreiteiligen Kugelhahns, da es als Hauptbarriere gegen Druck dient und alle internen Teile des Ventils aufnimmt. Das Ventilgehäuse ist im Vergleich zu anderen Teilen des Ventils wie Sitzen und Dichtungen aus starken Materialien gefertigt, um sicherzustellen, dass es stark genug ist, um hohem Druck und hohen Temperaturen standzuhalten. Die meisten dreiteiligen Kugelhähne werden in Hochdruckanwendungen eingesetzt, weshalb ihre Gehäuse aus starken Materialien wie Edelstahl, Kohlenstoffstahl und Gusseisen hergestellt werden. 

Spindel/Welle

Eine Spindel/Welle ist das Bauteil eines dreiteiligen Kugelhahns, das die Kugel mit dem Antrieb verbindet, um die Kraft oder das Drehmoment zu übertragen, das zum Öffnen/Schließen des Hahns erforderlich ist. Die Spindel besteht aus robusten Materialien wie Stahl, Bronze und Messing, damit sie hohen Temperaturen und Drücken standhält und bei großen dreiteiligen Kugelhähnen ein hohes Drehmoment übertragen kann. 

Kugel 

Dies ist die Komponente eines dreiteiligen Kugelhahns, die zum Schließen/Öffnen des Kugelhahns dient. Die Kugel hat in ihrer Mitte eine Bohrung oder ein Loch. Durch diese Bohrung fließt die Flüssigkeit durch den dreiteiligen Kugelhahn.

Sitze

Sitze sind interne Komponenten zwischen der Kugel und dem Gehäuse eines dreiteiligen Kugelhahns. Die Sitze dienen der Abdichtung zwischen der Kugel und dem Ventilgehäuse sowie der Abstützung der Kugel. 

Verpacken 

Die Packung ist eine Dichtung, die um den Schaft gelegt wird, um zu verhindern, dass Flüssigkeit austritt. 

Trimmen 

Die Garnitur bezieht sich auf die Komponenten des dreiteiligen Kugelhahns, wie Muffen, Kugel, Spindel, Sitze, Sitzflächen und Dichtungsringe. 

Abbildung: Bestandteile eines dreiteiligen Kugelhahns.

Wie funktioniert ein dreiteiliger Kugelhahn? 

Ein dreiteiliger Kugelhahn funktioniert mit einer Kugel, die für das Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsstroms verantwortlich ist. Diese Kugel in einem dreiteiligen Kugelhahn hat in der Mitte ein Loch. Durch dieses Loch fließt die Flüssigkeit durch das Ventil. Bei einem dreiteiligen Kugelhahn ist die Kugel mit dem Schaft verbunden. Die Spindel ist dann mit dem Handrad oder dem Antrieb verbunden. Der Stellantrieb oder das Handrad macht eine Vierteldrehung (90^o Grad) zum Öffnen/Schließen des Kugelhahns. Wenn sich das Handrad/der Stellantrieb um 90^oEr bewirkt, dass sich der Schaft und die Kugel um dieselben 90 Grad drehen.^o. Durch die Vierteldrehung der Kugel wird das Kugelloch kollinear mit der Rohrleitung, so dass die Flüssigkeit durch das Ventil fließen kann. In diesem Fall gilt der dreiteilige Kugelhahn als geschlossen. Um den Flüssigkeitsdurchfluss zu sperren, wird die Kugel anschließend um 90 % gegen den Uhrzeigersinn gedreht.^o. Dies macht das Kugelloch senkrecht zum Flüssigkeitsstrom oder der Rohrleitung und sorgt so dafür, dass die Flüssigkeit nicht fließt. 

Arten von dreiteiligen Kugelhähnen 

Dreiteiliger Kugelhahn mit vollem Durchgang 

Ein dreiteiliger Kugelhahn mit vollem Durchgang ist ein Ventil, bei dem der Durchmesser der Kugelbohrung mit dem Durchmesser des Rohrs übereinstimmt. Der Vorteil eines dreiteiligen Kugelhahns mit vollem Durchgang ist, dass er keine zusätzlichen Reibungsverluste aufweist und leichter zu reinigen ist. Ein dreiteiliger Kugelhahn mit vollem Durchgang hat jedoch ein größeres Gehäuse und eine größere Kugel im Vergleich zu einem Kugelhahn mit reduziertem Durchgang. Daher sind die Kosten für einen Kugelhahn mit vollem Durchgang ist höher, was für viele Hersteller eine Herausforderung darstellt. Dreiteilige Kugelhähne mit vollem Durchgang werden dort eingesetzt, wo ein geringer Durchflusswiderstand erforderlich ist, z. B. in Saugleitungen von Pumpen, in denen der Druckabfall die Pumpenleistung beeinträchtigen kann. 

Dreiteiliger Kugelhahn mit reduziertem Durchgang 

Ein dreiteiliger Kugelhahn mit reduziertem Durchgang ist ein Ventil mit einem kleineren Kugelbohrungsdurchmesser als der Rohrdurchmesser. Bei einem dreiteiligen Kugelhahn verengt sich der Bereich des Flüssigkeitsstroms am stromabwärts gelegenen Ventilauslass. Dadurch treten Reibungsverluste auf, die zu einem Druckabfall führen. Da der Flüssigkeitsdurchfluss konstant bleibt, steigt die Strömungsgeschwindigkeit mit abnehmender Durchflussfläche. Trotz der Reibungsverluste und des Druckabfalls werden 3-teilige Kugelhähne mit reduziertem Durchgang häufiger eingesetzt als 3-teilige Kugelhähne mit vollem Durchgang. Kugelhähne mit reduziertem Durchgang werden dort eingesetzt, wo Turbulenzen und Durchflussmengen nicht so wichtig sind und sich keine Partikel ablagern können. Die Kosten für einen dreiteiligen Kugelhahn mit reduziertem Durchgang sind niedriger, da diese Ventile ein kleineres Gehäuse und eine kleinere Kugel verwenden. 

Abbildung: 3-teiliger Kugelhahn mit reduziertem Durchgang.

V-Anschluss 3 Stück Kugelhahn 

Es handelt sich um einen dreiteiligen Kugelhahn mit einer Kugel, die eine "V"-förmige Bohrung hat. Die V-Form kennzeichnet auch die Sitzkonstruktion. Ein dreiteiliger Kugelhahn mit V-Bohrung bietet mehr Kontrolle, um den Flüssigkeitsstrom effizient zu schließen und zu öffnen. Der Durchfluss in einem Kugelhahn mit V-Anschluss ist fast linear. Dreiteilige Kugelhähne mit V-Anschluss sind stabiler, da sie für hohe Strömungsgeschwindigkeiten ausgelegt sind, die normale Kugelhähne beschädigen können. 

Abbildung: Dreiteiliger Kugelhahn mit V-Anschluss.

Zapfen 3 Stück Kugelhahn 

Dies ist ein dreiteiliger Kugelhahn, bei dem die Ventilkugel in einer festen Position rotiert. Die Kugel in einem dreiteiligen Kugelhahn wird durch eine Welle an der Unter- und Oberseite in Position gehalten, so dass sie sich nicht in seitlicher Richtung bewegen kann. A Kugelhahn mit Zapfen erzeugt eine Dichtung durch Vorspannung der Kugel und des Sitzes oder durch Anpressen des Sitzes an die Kugel mittels Flüssigkeitsdruck. Die Zapfenkomponente nimmt den Strömungsdruck der Flüssigkeit auf, so dass der Kontakt zwischen Sitz und Kugel nicht übermäßig belastet wird. Dadurch ist das Betätigungsdrehmoment bei einem dreiteiligen Kugelhahn mit Zapfen geringer, was das Öffnen/Schließen des Kugelhahns erleichtert. Das Konzept der Kugelhähne mit Zapfen wird für große dreiteilige Kugelhähne und für Ventile in Hochdruckanwendungen verwendet. 

Abbildung: Dreiteiliger Kugelhahn mit Zapfen.

Schwimmend gelagerter 3-teiliger Kugelhahn 

Es handelt sich um ein Ventil, bei dem die Kugel in der Flüssigkeit schwebt und von zwei Dichtungsringen in ihrer Position gehalten wird. Die Ventilkugel wird durch Sitze an ihrem Platz gehalten und kann sich in seitlicher Richtung frei bewegen. Der Flüssigkeitsdruck wirkt auf die Kugel und drückt sie in den Sitz, so dass eine dichte Abdichtung entsteht. Schwimmend gelagerte 3-teilige Kugelhähne werden vor allem in Nieder- und Mitteldruckanwendungen eingesetzt. Schwimmend gelagerte 3-teilige Kugelhähne haben eine gute Abdichtung und eine einfache Konstruktionsstruktur. Schwimmende Kugelhähne werden nicht in großen Größen und Hochdruckanwendungen verwendet, da die hohe Kraft auf die Kugel die Sitze verformen und die Niederdruck-Dichteigenschaften des Ventils beeinträchtigen kann. Der andere Grund ist, dass die hohe Kraft auf die Kugel den dreiteiligen Kugelhahn schwer zu betätigen macht, was hohe Drehmomentwerte erfordert, um die Sitzkraft bei hohem Druck zu überwinden. 

Anwendungen von dreiteiligen Kugelhähnen 

• Wassersteuerung in Bewässerungssystemen. 
• Pharmazeutische Herstellungsverfahren. 
• Energieerzeugungsanlagen. 
• Diese Ventile werden in der chemischen Industrie eingesetzt. 
• Wird in Öl- und Gasanlagen verwendet. 
• Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung für sanitäre Zwecke wegen der einfachen Reinigung, die für die Aufrechterhaltung hoher hygienischer Bedingungen erforderlich ist. 

Vorteile von dreiteiligen Kugelhähnen 

• Die Verbindung erfolgt mit Schrauben und Muttern. Diese Verbindung ist sehr praktisch, da sie die Montage und Demontage des Ventils erleichtert.
• Schnell zu bedienen. 
• Geringer Flüssigkeitswiderstand.
• Reinigung, Reparatur und Wartung können bei dreiteiligen Kugelhähnen einfach durchgeführt werden. 
• Verwenden Sie eine einfache Designstruktur. 
• Verschiedene Typen, die sich für unterschiedliche Anwendungen eignen. 
• Lange Lebensdauer, da sie repariert werden können, anstatt ein neues Ventil zu kaufen, falls eine Komponente des Ventils kaputt geht.  
• Anschluss an die Rohre über verschiedene Verbindungsmethoden, je nach den Präferenzen des Benutzers. 

Nachteile von dreiteiligen Kugelhähnen 

• Teuer im Vergleich zu einteiligen und zweiteiligen Kugelhähnen. 

Fehlersuche bei einem dreiteiligen Kugelhahn 

Leckagen an den Anschlüssen 

• Falsch ausgerichtete Endverbinder. Prüfen Sie die Ausrichtung der Endverbinder, um sicherzustellen, dass sie parallel sind. 
• Beschädigte oder verschobene O-Ringe oder Partikel in der O-Ring-Nut. Untersuchen Sie die O-Ringe des Ventils auf chemische und physikalische Schäden, um sicherzustellen, dass sie mit dem Medium kompatibel sind. Wenn die O-Ringe beschädigt sind, ersetzen Sie sie. Wenn sich Partikel in der Nut befinden, reinigen Sie sie. 
• Bolzen und Muttern sind lose; ziehen Sie sie fest.

Leckage am Stiel 

• Der O-Ring der Spindel ist beschädigt. Ersetzen Sie den O-Ring. Prüfen Sie, ob der O-Ring mit dem Medium kompatibel ist. 
• Gebrochener Schaft. Reparieren oder ersetzen Sie die Spindel nach Bedarf.  

Leckage durch den Ball 

• Verstopfung der Kugel. Prüfen Sie, ob der dreiteilige Kugelhahn in seiner vollständig geschlossenen Position ist. Wenn er nicht ganz geschlossen ist, prüfen Sie, ob die Kugelöffnung durch Fremdkörper verstopft ist. Entfernen Sie die Verstopfung und bauen Sie das Ventil wieder ein. 
• Die Kugel ist beschädigt. Ersetzen Sie die Kugel. 

Leckage durch den Sitz 

• Der Sitz ist beschädigt; ersetzen Sie ihn. 
• Der Sitz ist mit Verschmutzungen belastet. Entfernen Sie Verunreinigungen vom Sitz. Prüfen Sie die Kompatibilität des Sitzes mit den Medien. 

Der Griff ist schwer zu bedienen

• Verstopfte Verschmutzungen. Prüfen Sie den Griff auf Verstopfung durch Feststoffe. Entfernen Sie alle Fremdkörper. 
• Kaputt. Reparieren Sie den Griff oder ersetzen Sie ihn, falls erforderlich. 

Zusammenfassung 

Dreiteilige Kugelhähne sind Ventile, die aus drei Teilen bestehen, nämlich dem Gehäuse und zwei Endkappen. Die drei Teile sind mit Schrauben und Muttern verbunden. Sie sind sehr robust, aber im Vergleich zu anderen Ventilen wie zweiteiligen Kugelhähnen sehr teuer. Bei dreiteiligen Kugelhähnen wird eine Kugel mit einer Bohrung in der Mitte verwendet. Die Kugel ist für das Öffnen/Schließen der Flüssigkeit verantwortlich. Die Flüssigkeit fließt durch den dreiteiligen Kugelhahn über die Kugelbohrung.

Diese Ventile funktionieren, indem das Kugelloch in einer Linie mit dem Rohr ausgerichtet wird, in dem die Flüssigkeit durch das Kugelloch fließt und das Rohr als offen gilt. Die 3-teiligen Kugelhähne sind geschlossen, wenn der Griff oder das Stellglied um 90 % gedreht wird.^o gegen den Uhrzeigersinn, wobei die Kugel senkrecht zum Rohr steht und den Flüssigkeitsstrom blockiert. Dreiteilige Kugelhähne werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, z. B. in der pharmazeutischen Industrie, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Energieerzeugung, der Bewässerung, der Öl- und Gasindustrie und vielen anderen. Zu den Vorteilen von dreiteiligen Kugelhähnen gehören die schnelle Bedienung, die Eignung für Reinigung, Reparatur und Wartung, die Einsatzmöglichkeit in verschiedenen Anwendungen und die Verwendung von robusten Materialien für Hochdruckanwendungen und vieles mehr.