Ummantelter Kugelhahn 

Was ist ein ummantelter Kugelhahn? 

Ummantelte Kugelhähne sind Kugelhähne die einen Mantel haben, der das Durchflussmedium erwärmt oder kühlt, um ein Festsetzen oder Auskristallisieren zu verhindern. Ummantelte Kugelhähne für Heizungsanwendungen haben gute Heizmäntel, die das Ventilgehäuse und die Kugelteile mit Hochtemperaturöl oder -dampf versorgen, um das Medium in dem gewünschten Zustand zu halten. Dies wird meist bei Medien wie flüssigem Schwefel und Bitumen verwendet. Ummantelte Kugelhähne haben Ummantelungen, die das Gehäuse von einem Flanschende bis zum anderen Flanschende abdecken. Das Ventilgehäuse wird durch Hinzufügen übergroßer Flansche verändert. Zum Beispiel, ein ummantelter Kugelhahn mit einem Nenndurchmesser von 2 Zoll hätte einen Flansch mit einem Durchmesser von 3 Zoll. Die Übergröße des Flansches trägt dazu bei, dass genügend Spielraum für die Verschraubung vorhanden ist. Ummantelte Kugelhähne werden für sehr viskose Medien verwendet, die bei Umgebungstemperatur leicht erstarren können. 

Einige der Flüssigkeiten, die als Heizmedium in Mantelkugelhähnen verwendet werden können, sind Thermoöl, Dampf und Heißwasser. Alle Mantelkugelhähne werden nach der Konstruktion oder dem Anschweißen des Mantels an das Ventilgehäuse getestet. Standardmäßig wird der Mantelkugelhahn aus gegossenem Kohlenstoffstahl und Edelstahl hergestellt. Auf Wunsch des Kunden können Mantelkugelhähne auch aus anderen Sonderwerkstoffen hergestellt werden. Zu den möglichen Anschlüssen zwischen Armatur und Rohrleitung gehören Gewinde- und Flanschanschlüsse. Mantelkugelhähne können manuell oder mit Ventilantrieben (elektrisch und pneumatisch) betätigt werden. 

Abbildung: Ummantelter Kugelhahn.

Bestandteile eines ummantelten Kugelhahns 

Ventilkörper 

Dies ist die Komponente eines ummantelten Kugelhahns, in der alle internen Teile untergebracht sind. Das Ventilgehäuse besteht aus robusten Materialien wie Kohlenstoffstahl und Edelstahl, um die Festigkeit des Ventils zu erhöhen und Korrosion zu verhindern. Das Ventilgehäuse enthält die Ein- und Auslassöffnungen des Mantelkugelhahns. Er enthält auch die Ein- und Auslassöffnungen für das Heiz- oder Kühlmedium. 

Betätigungselement/Griff

Der Stellantrieb ist ein Bauteil, das für den automatischen Mantelkugelhahn verwendet wird. Der Stellantrieb hat die Aufgabe, das erforderliche Drehmoment zu erzeugen, wenn die Armatur geöffnet oder geschlossen werden muss. Manuelle Mantelkugelhähne haben einen Griff in Form eines Handrads oder Handhebels. Bei einem manuellen Mantelkugelhahn ist ein Bediener erforderlich. Er hat die Aufgabe, das zum Öffnen oder Schließen der Armatur erforderliche Drehmoment bereitzustellen. 

Kugel 

Dies ist die Komponente eines ummantelten Kugelhahns, die dazu dient, den Flüssigkeitsstrom zuzulassen oder zu sperren. Die Kugel hat in ihrem mittleren Bereich eine Bohrung, durch die die Flüssigkeit fließt, wenn sie sich im offenen Zustand befindet. 

Vorbau 

Eine Spindel ist das Bauteil eines ummantelten Kugelhahns, das die Ventilkugel mit dem Antrieb oder dem Griff verbindet. Die Spindel ist für die Übertragung des Drehmoments vom Stellantrieb/Griff auf die Kugel verantwortlich, so dass sich die Kugel drehen kann, um den Flüssigkeitsdurchfluss zu ermöglichen oder zu blockieren. 

Jacken 

Ummantelungen werden in das Ventilgehäuse eingeschweißt oder eingebaut, so dass die zur Erwärmung oder Kühlung der Flüssigkeit erforderlichen Medien im Ventil zirkulieren und entsprechend Wärme abgeben oder aufnehmen können. 

Sitze 

Sitze sind Komponenten, die in ummantelten Kugelhähnen verwendet werden, um die Kugel an ihrem Platz zu halten. Sie befinden sich zwischen der Kugel und dem Gehäuse und verhindern außerdem das Austreten von Flüssigkeit im Gehäuse. 

Verpacken 

Die Packung ist eine Dichtung, die in der Ventilspindel verwendet wird, um das Austreten von Flüssigkeit zu verhindern. 

Trimmen 

Die Garnitur bezieht sich auf die inneren Komponenten des ummantelten Kugelhahns wie Sitze, Sitzfläche, Dichtungen, O-Ringe und Kugel. 

Abbildung: Bestandteile eines ummantelten Kugelhahns.

Wie funktioniert ein ummantelter Kugelhahn? 

Ein Mantelkugelhahn funktioniert mit einer Kugel, die in ihrem mittleren Teil eine Bohrung aufweist. Um einen Mantelkugelhahn zu öffnen, wird der Griff eine Vierteldrehung gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Drehbewegung, die bei manuellen Ventilen auf den Griff ausgeübt wird, wird über die Ventilstange auf die Ventilkugel übertragen. Dadurch dreht sich die Kugel um das gleiche Viertel (90^o Grad). Wenn sich der Ball um 90^o Grad macht es die Bohrung kollinear mit der Rohrleitung. So fließt die Flüssigkeit durch die Armatur zum nächsten Abschnitt der Rohrleitung. Das gleiche Funktionsprinzip gilt für einen betätigten Mantelkugelhahn. Der einzige Unterschied zwischen dem betätigten und dem manuellen Ventil besteht darin, dass das betätigte Ventil einen Antrieb verwendet, um die zum Öffnen oder Schließen des Ventils erforderliche Drehkraft zu erzeugen. Um den Mantelkugelhahn zu schließen, dreht sich der Griff/Antrieb um 90^o Grad im Uhrzeigersinn, wodurch sich die Kugel in dieselbe Richtung dreht. Dies führt dazu, dass die Kugelbohrung den Flüssigkeitsstrom blockiert, da sie senkrecht zur Rohrleitung steht. Um sicherzustellen, dass die durch das Ventil fließende Flüssigkeit die erforderliche Viskosität beibehält, werden heiße Medien durch die Ventilmäntel geleitet. Dadurch wird Wärme an das Medium abgegeben. Diese Wärme trägt dazu bei, die Viskosität des Mediums zu verringern, damit es nicht am ummantelten Kugelhahn oder in der Rohrleitung festklebt. Zu diesen Medien gehören unter anderem sehr dickflüssiges Bitumen, Seife und Polymere. 

Abbildung: Funktionsweise eines ummantelten Kugelhahns.

Typen von ummantelten Kugelhähnen

Einteiliger ummantelter Kugelhahn 

Dies ist ein ummantelter Kugelhahn, der aus einem einteiligen Gusskörper besteht. Einteilige ummantelte Kugelhähne sind frei von Flüssigkeitsleckagen, da die Ventile nach der Herstellung geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Schweißnähte keine Mängel aufweisen. Einteilige Mantelkugelhähne sind die preiswertesten Armaturen, da sie im Vergleich zu anderen Armaturen derselben Größe weniger Material verbrauchen. Einteilige Mantelkugelhähne können jedoch nicht zur Reinigung oder Reparatur geöffnet werden. Diese Ventile werden entsorgt, wenn sie kaputt gehen. 

Abbildung: Einteiliger ummantelter Kugelhahn.

Zweiteiliger ummantelter Kugelhahn 

Dies ist ein ummantelter Kugelhahn, der aus zwei Gehäuseteilen besteht. Eines der beiden Teile besteht aus dem Ventilkörper und einer Endverbindung, das andere aus der Verkleidung und der zweiten Verbindung. Zweiteilige ummantelte Kugelhähne können im Gegensatz zu ihren einteiligen Pendants vor Ort inspiziert, gereinigt und repariert werden. Um einen zweiteiligen Mantelkugelhahn zu reparieren oder zu reinigen, muss die Armatur jedoch aus der Rohrleitung ausgebaut werden.

Abbildung: Zweiteiliger ummantelter Kugelhahn.

Dreiteiliger ummantelter Kugelhahn 

Ein dreiteiliger ummantelter Kugelhahn ist ein Kugelhahn, der aus drei Teilen besteht. Die drei Teile werden mit Schrauben und Muttern zusammengehalten und bilden ein leckagefreies Gehäuse. Bei dreiteiligen Mantelkugelhähnen können die zentralen Komponenten wie Spindel, Kugel und Sitze aus der Rohrleitung entfernt werden, ohne den Mantelkugelhahn aus der Rohrleitung auszubauen. Diese Eigenschaft macht einen dreiteiligen Mantelkugelhahn effizient für die Reinigung von angesammelten Feststoffen, den Austausch der Kugel, der Stopfbuchspackung und der Sitze. Allerdings sind dreiteilige Mantelkugelhähne im Vergleich zu ein- und zweiteiligen Ventilen teurer. 

Abbildung: Dreiteiliger ummantelter Kugelhahn.

Drei-Wege-Kugelhahn mit Mantel 

Dies ist ein ummantelter Kugelhahn mit drei Anschlüssen. Die drei Anschlüsse werden entweder als Mischventil oder als Verteilventil verwendet. Es gibt zwei Konfigurationen von Drei-Wege-Mantelkugelhähnen, nämlich die L-Form und die T-Form. Die L-förmige Konfiguration eines Mantelkugelhahns wird verwendet, um Flüssigkeit von einer Richtung in eine andere umzuleiten. Die T-förmige Konfiguration eines Drei-Wege-Kugelhahn wird zum Mischen und Ableiten von Flüssigkeitsströmen verwendet. Wenn die T-förmige Konfiguration zum Mischen von Flüssigkeiten verwendet wird, erhält sie zwei Flüssigkeitsströme von zwei Anschlüssen, die gemischt werden und als ein Flüssigkeitsstrom ausfließen. Wenn eine T-förmige Konfiguration zum Umleiten von Flüssigkeiten verwendet wird, erhält sie Flüssigkeit von der Einlassöffnung und die Flüssigkeit wird in zwei Ströme aufgeteilt, die durch die beiden Auslassöffnungen fließen. 

Abbildung: Drei-Wege-Kugelhahn mit Mantel.

Merkmale von ummantelten Kugelhähnen

• Heiz- oder Kühlmäntel. 
• Hohe Leistung.
• Frei von Schmierung. 
• Diese Ventile sollten einfach aufgebaut sein. 
• Niederdruckabfall. 
• Sie müssen schnell handeln können. 
• Hohe Festigkeit und feuerfest sein. 

Anwendungen von Mantelkugelhähnen 

• Lebensmittelanwendungen wie z. B. die Herstellung von Pflanzenöl, Soße, Schokolade und anderen. 
• Sie werden bei der Verarbeitung von geschmolzenem oder flüssigem Schwefel eingesetzt. 
• Diese Ventile werden bei der Herstellung von Düngemitteln eingesetzt. 
• Wird bei der Übertragung von Bitumen- und Steinkohlenteerprozessen verwendet. 
• Herstellung von Gummierzeugnissen. 
• Herstellung von Polymerprodukten. 
• Wird bei der Seifenherstellung verwendet. 
• Sie werden bei der Herstellung von Farbe und Tinte verwendet. 

Vorteile von ummantelten Kugelhähnen 

• Gereinigt, inspiziert und repariert. 
• Verschiedene Branchen für verschiedene Anwendungen. 
• Diese Ventile sind feuerfest. 
• Langlebig. 
• Kompakt und einfach im Design. 
• Sie können je nach Vorliebe des Benutzers manuell oder mit einem Stellantrieb bedient werden. 
• Perfekte Abdichtung ohne Flüssigkeitsaustritt. 
• Stark für Hochtemperatur- und Hochdruckanwendungen. 

Nachteile von ummantelten Kugelhähnen 

• Teurer im Vergleich zu anderen Kugelhähnen. 
• Die Funktion hängt von der Verfügbarkeit von Wärme zur Veränderung der Flüssigkeitsviskosität ab. Fehlt die Wärme, funktioniert das Ventil möglicherweise nicht. 
• Diese Ventile arbeiten mit viskosen Flüssigkeiten, die dazu neigen, das Ventil zu blockieren. 

Fehlersuche am ummantelten Kugelhahn 

Ummantelter Kugelhahn arbeitet nicht reibungslos 

• Es befinden sich Feststoffe oder Schlämme im Ventil. Reinigen Sie das Innere des Ventils. Ersetzen Sie auch die Kugel, die Sitze und die Wellen, falls erforderlich. 
• Die Kugel ist durch das Medium korrodiert. Ersetzen Sie die Kugel durch eine andere aus korrosionsbeständigem Material. 
• Flüssigkeit klebt an den Sitzen und der Kugel. Reinigen Sie das Innere des ummantelten Kugelhahns. Ersetzen Sie die Sitze und die Kugel, falls erforderlich. 
• Die Sitze haben sich durch hohe Temperaturen verformt. Ersetzen Sie die Sitze durch andere Sitze, die eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen. Falls erforderlich, den ummantelten Kugelhahn austauschen. 

Austritt von Flüssigkeit nach außen 

• Die Leistung der Dichtung an der Stopfbuchspackung nimmt allmählich ab, wenn Medien mit hohen Temperaturen fließen oder wenn das Ventil sehr häufig betätigt wird. Tauschen Sie die Stopfbuchspackung aus. Versuchen Sie auch, die Schrauben und Muttern an der Stopfbuchspackung leicht anzuziehen. 
• Die Dichtungsleistung der Stopfbuchspackung verringert sich aufgrund eines anormalen Drucks im Hohlraum. Ersetzen Sie die Ventilkugel durch eine andere mit einer Bohrung zum Ablassen des ungewöhnlichen Drucks. 
• Sitze und Kugeln werden durch Schlamm und Feststoffe in der Flüssigkeit beschädigt. Das saubere Innere des Mantelkugelhahns. Ersetzen Sie die Sitze oder die Kugel nach Bedarf. 

Sitz undicht 

• Die Kugel ist durch die Flüssigkeit korrodiert. Ersetzen Sie die Kugel durch eine andere, die korrosionsbeständig ist. 
• Die Sitze sind durch hohe Temperaturen verformt worden. Ersetzen Sie die Sitze durch andere, die eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen, oder tauschen Sie den ummantelten Kugelhahn aus.

Zusammenfassung 

Ein Mantelkugelhahn ist eine Art von Kugelhahn mit konstruierten oder geschweißten Mänteln auf dem Ventilkörper. Die Ummantelung dient zum Erwärmen oder Kühlen des durch den Hahn fließenden Mediums, um ein Auskristallisieren oder Festfressen zu verhindern. Ummantelte Kugelhähne, die in Heizungsanwendungen eingesetzt werden, sind mit Heizmänteln ausgestattet, die dazu beitragen, das Ventilgehäuse und die Armaturenteile mit Hochtemperaturdampf oder -öl zu versorgen, um sicherzustellen, dass das Rohrleitungsmedium die erforderliche Viskosität beibehält. Sie sind mit überdimensionierten Flanschen ausgestattet, um einen ausreichenden Spielraum für die Verschraubung mit der Rohrleitung zu gewährleisten. Die Armatur kann durch einen Stellantrieb oder manuell betätigt werden. Zu den verschiedenen Arten von Mantelkugelhähnen gehören einteilige Mantelkugelhähne, zweiteilige Mantelkugelhähne, dreiteilige Mantelkugelhähne und Dreiwege-Mantelkugelhähne. Zu den Merkmalen von Mantelkugelhähnen gehören u. a. Feuerfestigkeit, Heiz-/Kühlmantel, hohe Leistung, schnelle Wirkung und Schmiermittelfreiheit. Mantelkugelhähne werden unter anderem in der Lebensmittelindustrie, bei der Verarbeitung von geschmolzenem oder flüssigem Schwefel, bei der Düngemittelherstellung, der Gummiverarbeitung, der Seifenherstellung, der Herstellung von Polymeren und der Bitumenverarbeitung eingesetzt. Zu den Vorteilen eines Mantelkugelhahns gehören Vielseitigkeit, Langlebigkeit, schnelles Öffnen und Schließen, hohe Festigkeit, Feuerbeständigkeit, Reparierbarkeit, kompakte und einfache Konstruktion und Leckagesicherheit.