Motorisierter Kugelhahn: Vollständiger Leitfaden

 Was ist ein motorisierter Kugelhahn? 

Ein motorisierter Kugelhahn ist eine Art von Kugelhahn das mit Strom betrieben wird. Dieser Ventiltyp verwendet eine gelochte, hohle und sich drehende Kugel, um den Flüssigkeitsdurchfluss zu steuern. Bei motorisierten Kugelhähnen ist die Kugel in der Mitte mit einem Loch versehen. Ein Elektromotor steuert die Position der Kugel, um den Flüssigkeitsdurchfluss zu verbessern oder zu blockieren. Die Hersteller motorisierter Kugelhähne konstruieren die Kugel so, dass sie den Flüssigkeitsstrom steuern, lenken, führen und modulieren kann. Der motorisierte Kugelhahn kann in Gasen, Flüssigkeiten und Dämpfen eingesetzt werden. Motorisierte Kugelhähne schließen oder öffnen den Durchfluss durch Drehen der Kugel um 90^o gegen den Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn. Ein motorisierter Kugelhahn setzt den Flüssigkeitsstrom in Gang, wenn sich das Kugelloch parallel zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit dreht. Motorisierte Kugelhähne sind für ihre lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit bekannt. 

Abbildung: Motorisierter Kugelhahn.

Bestandteile eines motorisierten Kugelhahns 

Ventilkörper/Ventilgehäuse 

Der Ventilkörper oder das Ventilgehäuse eines motorisierten Kugelhahns ist die Komponente, die alle internen Teile des Ventils enthält. Das Ventilgehäuse besteht aus starken, harten und steifen Materialien, damit es eine hohe Festigkeit hat, um dem hohen Druck und den hohen Temperaturen, die mit dem Flüssigkeitsstrom verbunden sind, standzuhalten. Die Einlass- und Auslassöffnungen eines motorisierten Kugelhahns befinden sich ebenfalls am Ventilkörper. 

Rotierende Kugel 

Die Kugel ist ein kugelförmiges Bauteil mit einem Loch in der Mitte. Das Loch in der Mitte der Kugel wird als Bohrung bezeichnet. Das Loch oder die Bohrung in der Kugel dient als Öffnung für den Flüssigkeitsstrom. Die Kugel in einem motorisierten Kugelhahn kann eine Hohlkugel oder eine Vollkugel sein. Bei einer Vollkugel gibt es einen konstanten Öffnungsdurchmesser, der einen gleichmäßigen Flüssigkeitsstrom mit konstanter Geschwindigkeit ermöglicht. Bei einer Hohlkugel sorgt der Raum in ihrem Inneren dafür, dass mehr Flüssigkeit durch das Ventil fließen kann. Allerdings neigen Hohlkugeln in einem motorisierten Kugelhahn zu stärkeren Turbulenzen sowie zu hohen Geschwindigkeiten. Dennoch macht eine Hohlkugel in einem motorisierten Kugelhahn das Ventil im Vergleich zu einer Vollkugel leicht und preiswert. 

Spindel (Welle)

Dies ist die Komponente eines motorisierten Kugelhahns, die den Elektromotor mit der Kugel verbindet. Die Spindel ist eine Welle, die die Kraft des Elektromotors zur Betätigung des motorisierten Kugelhahns überträgt. Die Spindel eines Motorkugelhahns ist mit Dichtungen wie O-Ringen und Packungsringen ausgestattet, die sowohl das Oberteil als auch die Spindel/Welle abdichten, um Flüssigkeitslecks zu verhindern. 

Motorhaube 

Das Oberteil eines Motorkugelhahns ist das Bauteil, das auf das Ventilgehäuse aufgesetzt wird, um die inneren Teile abzudecken. Das Ventiloberteil und das Ventilgehäuse eines Motorkugelhahns werden mit Schrauben oder Bolzen und Muttern oder durch Schweißen verbunden, um sicherzustellen, dass es leckagefrei ist. Wie das Ventilgehäuse sollte auch die Ventilhaube aus starken, harten und steifen Materialien bestehen, die entsprechend dem Verwendungszweck des Ventils hohem Druck und hohen Temperaturen standhalten können. 

Sitz 

Der Sitz in einem motorisierten Kugelhahn ist ein Bauteil, das für die Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse und der Kugel sorgt. Es gibt einen stromaufwärts gelegenen Sitz auf der Einlassseite des Ventils und einen stromabwärts gelegenen Sitz gegenüber dem stromaufwärts gelegenen Sitz auf der Auslassseite des Ventils. 

Betätigungselement

Der Stellantrieb ist das Bauteil eines motorisierten Kugelhahns, das die Kraft für die Betätigung des Hahns liefert. Der Stellantrieb ist ein Elektromotor. Der Stellantrieb kann automatisch oder halbautomatisch sein. 

Verpacken

Als Packung bezeichnet man die Dichtung um den Ventilschaft/die Ventilwelle, die den Austritt von Flüssigkeit verhindert. 

Abbildung: Bestandteile eines motorisierten Kugelhahns.

Wie funktioniert ein motorisierter Kugelhahn? 

Motorisierte Kugelhähne funktionieren durch die Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie. Es ist die mechanische Energie, die zum Öffnen/Schließen von motorisierten Kugelhähnen verwendet wird. Die elektrische Energie wird durch den Einsatz eines Elektromotors in mechanische Energie umgewandelt. Die Funktionsweise eines motorisierten Kugelhahns wird im Folgenden erläutert.

1. Stromversorgung des Systems. Der motorisierte Kugelhahn wird durch Einschalten der Stromversorgung geöffnet. Dadurch fließt der elektrische Strom zum Elektromotor. Dadurch wird der Elektromotor eingeschaltet, der sich dreht und so die Welle in Gang setzt, die die mechanische Kraft zum Öffnen des Hahns überträgt. Die zum Öffnen eines motorisierten Kugelhahns benötigte Kraft hängt von bestimmten Faktoren ab, wie z. B. seiner Größe. In den meisten Fällen wird für den Betrieb eines motorisierten Kugelhahns eine Gleichspannung von 12 V, 24 V oder 48 V oder eine Wechselspannung von 24 V, 48 V, 120 V oder 240 V benötigt. 
2. Die Leistung des Elektromotors wird über ein Getriebe übertragen, um die Geschwindigkeit zu verringern und gleichzeitig das Drehmoment zu erhöhen (da Geschwindigkeit und Drehmoment umgekehrt proportional sind). So kann der motorisierte Kugelhahnantrieb je nach Steuerung des Getriebesatzes unterschiedliche Drehmomente oder Kräfte erzeugen. Das Drehmoment des Getriebes wird verwendet, um die Spindel des motorisierten Kugelhahns zu drehen, und da die Spindel mit der Kugel verbunden ist, wird sie diese je nach Bedarf drehen. 

Abbildung: Funktionsweise eines motorisierten Kugelhahns.

Typen von motorisierten Kugelhähnen 

Einteiliger motorisierter Kugelhahn 

Dies ist ein motorisierter Kugelhahn mit einem Gehäuse. Dieser Motorkugelhahn ist mit einem massiven Gussgehäuse ausgestattet, das Leckagen reduziert. Der einteilige Motorkugelhahn ist der günstigste aller Motorkugelhähne. Allerdings kann dieser Kugelhahn nicht zur Reinigung oder Wartung geöffnet werden. Der einteilige Motorkugelhahn wird für weniger anspruchsvolle Funktionen eingesetzt. Diese Ventile haben eine kleine Öffnung, sind billiger und werden in der Regel als Einwegartikel verwendet. 

Zweiteiliger motorisierter Kugelhahn 

Dies ist ein motorisierter Kugelhahn, der aus zwei Teilen besteht, wobei die erste Komponente das Gehäuse und das Endgelenk enthält und die zweite Komponente an der ersten Komponente befestigt ist. Ein zweiteiliger Motorkugelhahn kann für Inspektion, Reinigung und Wartung leicht demontiert werden. Um die beiden Teile dieses Motorkugelhahns zu trennen, muss er vollständig von der Rohrleitung abgetrennt werden. 

Motorisierter Kugelhahn mit dreiteiligem Gehäuse 

Es handelt sich um einen motorisierten Kugelhahn, der aus drei Teilen besteht, nämlich dem Gehäuse und zwei Endgelenken. Die drei Teile sind mit Schrauben und Muttern verbunden. Diese Konstruktion eines dreiteiliger Kugelhahn macht es einfach, Kernteile des Ventils wie Spindel, Sitz und Kugel aus dem Rohrleitungssystem zu entfernen. Eine solche Konstruktion eines motorisierten Kugelhahns verbessert die effektive Entfernung von verstopften Materialien sowie den Austausch von Dichtungen und Sitzen, ohne dass die Rohre aus dem Gehäuse entfernt werden müssen. Diese Art von motorisierten Kugelhähnen wird jedoch zu einem höheren Preis verkauft. 

Motorisierter Kugelhahn mit Zugang von oben 

Dies ist ein motorisierter Kugelhahn, bei dem die Kugel vom Seitenteil des Oberteils aus montiert wird. Diese Konstruktion eines motorisierten Kugelhahns erleichtert die Reparatur von Kugel und Sitz ohne Demontage des Hahns. Der motorisierte Top-Entry-Kugelhahn verbessert ein größeres Ventilgehäuse. In den meisten Fällen werden motorisierte Kugelhahnhersteller die Armatur so konstruieren, dass sie nicht aus der Rohrleitung entfernt werden muss. Der Vorteil von motorisierten Top-Entry-Kugelhähnen ist, dass sie nur minimale Gewindeanschlüsse haben, was Leckagen reduziert. 

Motorisierter Kugelhahn mit seitlichem Anschluss

Dies ist ein motorisierter Kugelhahn, bei dem die Kugel aus dem Seitenteil des Ventils montiert wird. In den meisten Fällen ist die Kugel bei diesem motorisierten Kugelhahn in zwei oder drei Teilen des Ventilgehäuses montiert. Jedes Teil wird mit Schrauben oder Bolzen zusammengefügt, ähnlich wie bei der Verbindung zweier Flansche. Kugelhähne mit seitlichem Eintritt nur minimale Herstellungsfehler aufweisen und leicht zu montieren sind. 

Motorisierter Kugelhahn mit geschweißtem Gehäuse 

Es handelt sich um einen Motorkugelhahn, der vollständig verschweißt ist und somit keine Leckage aufweist. Diese Art von motorisierten Kugelhähnen kann nicht wie andere motorisierte Kugelhähne repariert werden. Motorisierte Kugelhähne mit geschweißtem Gehäuse werden in unterirdischen und erdverlegten Anwendungen eingesetzt, bei denen keine Wartung erforderlich ist, wie z. B. beim Gastransport und bei Unterwasser-Transportanwendungen. Nachdem diese Motorkugelhähne geschweißt sind, werden sie einer zerstörungsfreien Prüfung (NDTS) unterzogen, um sicherzustellen, dass sie keine Leckagen aufweisen. 

Anwendungen von motorisierten Kugelhähnen 

• Anwendungen zur Wasser- und Bewässerungsbehandlung. 
• Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken. 
• Gas- und Ölindustrie. 
• Pharmazeutische Industrie. 
• Kraftwerke. 
• Wird in Privathaushalten zur Kontrolle des Wassers in Geschirrspülmaschinen und Waschmaschinen für Kleidung verwendet. 
• Automobilbranche. 
• Chemische Produktionsanlagen. 

Vorteile von motorisierten Kugelhähnen 

• Einfach zu bedienen. Diese Ventile sind vergleichsweise einfach und schnell zu installieren, zu reparieren und zu warten. 
• Hoher Wirkungsgrad. Diese Ventile benötigen keine Schmierung und haben dichte Dichtungen, die sicherstellen, dass keine Flüssigkeit und kein Fließdruck verschwendet werden. 
• Erschwinglich, da sie im Vergleich zu anderen Ventilen einfach aufgebaut sind. 
• Lange Lebensdauer, vor allem wenn sie gemäß den Anweisungen des Herstellers verwendet werden. 
• Bei der Konstruktion wird ein für den Verwendungszweck geeignetes, robustes Material verwendet, so dass sie Strömungsbedingungen wie Druck standhalten. 
• Sie sind vielseitig, da sie in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt werden. 

Nachteile von motorisierten Kugelhähnen 

• Sie unterliegen einem hohen Verschleiß, wenn sie für die falsche Anwendung eingesetzt werden.
• Nicht ideal für Drosselungsanwendungen. 

Fehlersuche bei motorisierten Kugelhähnen 

Leckage des Kugelsitzes 

• Fremdkörper um den Kugelsitz. Reinigen/entfernen Sie die Fremdkörper oder tauschen Sie die Kugelsitze aus, wenn sie durch die Fremdkörper beschädigt wurden. 
• Der Kugelsitz wurde beschädigt, weil er in halbgeöffnetem Zustand verwendet wurde. Tauschen Sie den Kugelsitz aus. Verwenden Sie das Ventil in vollständig geöffnetem/geschlossenem Zustand.
• Kugelsitz durch thermische Belastung beschädigt. Ersetzen Sie den Kugelsitz durch den vom Motorhersteller empfohlenen Sitz. Kugelhahnhersteller.  

Leckage der Gehäusedichtung 

• Lockere Bolzen, Muttern oder Schrauben. Ziehen Sie die Bolzen oder Schrauben gleichmäßig an. 
• Die Gehäusedichtung ist beschädigt. Ersetzen Sie die Dichtung. 

Leckage der Stopfbuchspackung 

• Lose Stopfbuchsenschraube. Ziehen Sie die Stopfbuchsschrauben diagonal und mit gleichem Drehmoment an. 
• Stopfbuchspackung ist verschlissen. Stopfbuchspackung austauschen. 

Der Stellantrieb funktioniert nicht 

• Schalter, Drähte oder andere Leitungen sind lose oder abgeklemmt. Überprüfen Sie diese und schließen Sie sie entsprechend wieder an. 
• Ein Kondensator ist nicht richtig angeschlossen oder lose. Überprüfen Sie den Schaltplan gemäß den Anweisungen des Herstellers des Motorkugelhahns und schließen Sie ihn entsprechend an. 
• Der thermische Überlastungsschutz ist aktiviert. Geben Sie dem elektrischen Antrieb Zeit zum Abkühlen und minimieren Sie die Betriebsfrequenz. 
• Die Drähte der Klemmleiste sind nicht angeschlossen oder lose. Überprüfen Sie sie und schließen Sie sie entsprechend an. 
• Der Motor funktioniert nicht oder ist beschädigt. Tauschen Sie den Motor aus. 

Der Motor des motorisierten Kugelhahns ist blockiert, während der Strom eingeschaltet ist

• Ein Kondensator ist ausgefallen. Ersetzen Sie den Kondensator. 
• Das motorisierte Ventil benötigt mehr Drehmoment. Prüfen Sie auf eventuelle Verstopfungen und entfernen/reinigen Sie sie. 
• Die Komponenten der Steuerplatine des motorisierten Kugelhahns sind ausgefallen. Überprüfen Sie die Komponenten, verdrahten Sie sie neu und/oder ersetzen Sie sie. 

Zusammenfassung 

Ein Motorkugelhahn ist ein Kugelhahn, der mit Hilfe eines Elektromotors betrieben wird. Dieser motorisierte Kugelhahn nutzt Elektrizität als Energiequelle. Der Strom wird zum Antrieb des Elektromotors verwendet, der dann die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt. Die mechanische Energie wird vom Elektromotor genutzt, um den motorisierten Kugelhahn einzuschalten und den Flüssigkeitsdurchfluss zu ermöglichen. Motorisierte Kugelhähne verwenden eine Kugel, die sich um 90^o zum Schließen/Öffnen des Flüssigkeitsstroms. Motorisierte Kugelhähne sind für Auf/Zu-Anwendungen geeignet. Die Hersteller von Motorkugelhähnen konstruieren die Ventile unter Berücksichtigung ihrer Fähigkeit, Flüssigkeitsdruck und -temperatur zu widerstehen. Motorisierte Kugelhähne werden unter anderem in Kraftwerken, in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in der Öl- und Gasindustrie, in der Pharmazie, in der Wasserversorgung und in Bewässerungssystemen eingesetzt. Motorisierte Kugelhähne sind energieeffizient, erschwinglich, langlebig, einfach zu bedienen, vielseitig, robust und einfach zu reinigen und zu reparieren.