Pneumatischer Kugelhahn 

Was ist ein pneumatischer Kugelhahn? 

Ein pneumatischer Kugelhahn ist ein Typ von Kugelhahn das einen pneumatischen Antrieb verwendet. Dieser Ventiltyp eignet sich für Auf- und Abschaltanwendungen. Pneumatische Kugelhähne sind schnell zu betätigen und helfen, Zeit zu sparen. Pneumatische Kugelhähne können automatisiert oder halbautomatisiert sein, je nach Ihren Wünschen. Die Funktionsweise eines pneumatischen Kugelhahns hängt von der Drehung einer Kugel mit einer Bohrung ab. Die Kugel in einem pneumatischen Kugelhahn hat in der Mitte eine Bohrung. Durch diese Bohrung strömt die Flüssigkeit in einem pneumatischen Kugelhahn, wenn sie aus dem Rohrleitungssystem kommt. Pneumatische Kugelhähne öffnen/schließen sich, wenn der Ventilantrieb eine Vierteldrehung macht, um entweder den Flüssigkeitsdurchfluss zu ermöglichen oder die Flüssigkeit zu sperren. Pneumatische Kugelhähne bestehen aus starken Materialien, meist aus Metallen wie rostfreiem Stahl, Kohlenstoffstahl und Messing sowie anderen Materialien. Das robuste Material wird meist zur Herstellung des Ventilgehäuses verwendet, das die Hauptkomponente ist, die die Festigkeit des Ventils bei Hochdruckanwendungen bestimmt. Pneumatische Kugelhähne gibt es in verschiedenen Ausführungen, was sie für viele Anwendungen, z. B. mit Gasen und Flüssigkeiten, nützlich macht. 

Abbildung: Pneumatisch betätigter Kugelhahn.

Wie funktioniert ein pneumatischer Kugelhahn?

Ein pneumatischer Kugelhahn verwendet einen pneumatischen Antrieb mit Zahnstange und Ritzel, um mechanische Energie zu erzeugen, die zum Schließen oder Öffnen des Flüssigkeitsstroms geeignet ist. Ein pneumatischer Kugelhahn ist auf Druckluft angewiesen, um Druckenergie zu erzeugen, die in mechanische Energie umgewandelt wird. In einem pneumatischen Antrieb bewegen sich der Kolben und die Zahnstange linear, wenn pneumatischer Druck aufgebracht wird, wodurch das Ritzel in Drehung versetzt wird. Das Ritzel dreht dann eine Antriebswelle, die den Schaft des pneumatischen Kugelhahns in Bewegung setzt. Die Kugel in einem pneumatischen Kugelhahn ist mit dem Ventilschaft verbunden. Die Spindel ist mit dem pneumatischen Antrieb verbunden. Um einen pneumatischen Kugelhahn zu öffnen, wird der Stellantrieb eingeschaltet und dreht die Spindel mithilfe der Zahnstange und des Ritzels um 90^o die auch die Ventilkugel um die gleichen 90 Grad dreht^o. Wenn die Kugel um eine Vierteldrehung gedreht wird, bringt sie das Kugelloch in eine Linie mit der Rohrleitung und ermöglicht so den Durchfluss von Flüssigkeit. In diesem Fall gilt der pneumatische Kugelhahn als offen. Um den pneumatischen Kugelhahn zu schließen, dreht der Stellantrieb die Armaturenspindel gegen den Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90^o. Dadurch wird die Spindel auch die Ventilkugel um 90 % gegen den Uhrzeigersinn drehen.^o. In diesem Stadium steht die Kugelbohrung nun senkrecht zur Rohrleitung und blockiert den Flüssigkeitsstrom. Das Ventil ist nun geschlossen und es fließt keine Flüssigkeit mehr. 

Abbildung: Funktionsweise eines pneumatischen Kugelhahns.

Arten von pneumatischen Kugelhähnen 

Pneumatisch betätigter Kugelhahn mit Zapfen 

Dies ist ein pneumatischer Kugelhahn, bei dem sich die Kugel in einer festen Position dreht. Bei einem pneumatisch betätigten Kugelhahn mit Zapfen wird die Kugel sowohl an der Unter- als auch an der Oberseite von einer Welle in Position gehalten, so dass sie sich nicht in seitlicher Richtung bewegen kann. Ein pneumatisch betätigter Kugelhahn mit Zapfen Die Dichtung entsteht, wenn der Flüssigkeitsdruck den schwimmenden Sitzring gegen die Kugel drückt oder die Kugel und die Sitze vorgespannt werden. Der Zapfen oder die Welle in einem pneumatisch betätigten Kugelhahn mit Zapfen dient dazu, den Druck des Flüssigkeitsstroms aufzunehmen. Dadurch wird der Kontakt zwischen Sitz und Kugel nicht übermäßig beansprucht und das Öffnungs-/Schließmoment bleibt geringer, so dass ein pneumatischer Kugelhahn leicht zu bedienen ist. Pneumatische Kugelhähne mit hohem Betriebsdruck und großen Durchmessern werden meist mit einer Zapfenkugel ausgeführt. 

Abbildung: Pneumatisch betätigter Kugelhahn mit Zapfen.

Zweiteiliger pneumatischer Kugelhahn 

Dies ist ein pneumatischer Kugelhahn, der in zwei Teile geteilt ist. Ein Teil dieses pneumatischen Kugelhahns enthält ein Ventilgehäuse und ein Endgelenk. Der zweite Teil des Ventils ist am ersten Teil befestigt und fixiert die Armatur in ihrer Position. Das zweite Stück enthält auch das andere Endgelenk für die gegenüberliegende Seite. Ein Vorteil eines zweiteiligen pneumatisch betätigten Kugelhahns ist, dass er für Reparaturen, Reinigung und Wartung demontiert werden kann. Allerdings ist ein zweiteiliger pneumatischer betätigter Kugelhahn muss vollständig aus der Rohrleitung entfernt werden, um die beiden Teile zu trennen. 

Abbildung: Zweiteiliger pneumatischer Kugelhahn.

Dreiteiliger pneumatischer Kugelhahn 

Es handelt sich um einen pneumatischen Kugelhahn, dessen Gehäuse in drei Teile unterteilt ist. Die drei Teile sind das Ventilgehäuse und die beiden Enden, die den pneumatischen Kugelhahn mit dem Rohrleitungssystem verbinden. Die drei Teile sind mit Schrauben und Muttern verbunden. Bei einem dreiteiligen pneumatisch betätigten Kugelhahn lässt sich die zentrale Armaturenkomponente, d. h. der Teil, der die Kugel, die Spindel und den Sitz enthält, leicht aus der Rohrleitung entfernen. Ein dreiteiliger pneumatisch betätigter Kugelhahn erleichtert die Entfernung von Schmutz, den Austausch von Dichtungen und Sitzen, ohne dass die Armatur aus dem Rohrleitungssystem ausgebaut werden muss. Einer der Hauptvorteile eines dreiteiliger Kugelhahn ist, dass er repariert oder gereinigt werden kann, ohne ihn aus dem Rohrleitungssystem auszubauen. Allerdings ist ein dreiteiliger pneumatischer Kugelhahn im Vergleich zu anderen Armaturen teurer. 

Abbildung: Dreiteiliger pneumatischer Kugelhahn.

Pneumatischer Drei-Wege-Kugelhahn 

Dies ist ein pneumatisch betätigter Kugelhahn mit drei Anschlüssen. Ein pneumatischer Drei-Wege-Kugelhahn verwendet T- oder L-Konfigurationen, die von dem gewünschten Durchflussmuster abhängen. Ein pneumatischer Dreiwege-Kugelhahn eignet sich am besten zum Mischen oder Umleiten von Flüssigkeitsströmen in verschiedenen Anwendungen. Die T-Konfiguration eines Dreiwege-Kugelhahn wird für die Herstellung eines Ventils verwendet, das zwei Flüssigkeitsströme zu einem einzigen Strom mischen kann. Das Mischen von zwei Flüssigkeiten in einem pneumatischen Kugelhahn erfolgt durch Zusammenführen der beiden Ströme am Einlass. Auch die T-Konfiguration eines pneumatische Dreiwege Kugelhahn kann als Flüssigkeitsumlenkungsmechanismus verwendet werden, bei dem eine Einlassöffnung zur gleichzeitigen Umlenkung der Flüssigkeit in zwei Richtungen verwendet wird. Die L-Konfiguration eines pneumatischen Dreiwege-Kugelhahns ermöglicht die Umlenkung der Flüssigkeit in jeweils eine Richtung. Mit dieser Konfiguration kann die Flüssigkeit in zwei verschiedene Auslassöffnungen geleitet werden. 

Abbildung: Pneumatischer Drei-Wege-Kugelhahn.

Pneumatischer Zwei-Wege-Kugelhahn 

Ein pneumatischer Zweiwege-Kugelhahn hat zwei Anschlüsse, nämlich den Einlass- und den Auslassanschluss. Bei einem pneumatischen Zweiwege-Kugelhahn sind die Einlass- und Auslassöffnungen in einer fast geraden Linie angeordnet, so dass die Flüssigkeit gerade aus dem Rohrleitungssystem über das Ventil in die nächste Rohrleitung fließt. Daher sind pneumatische Zweiwege-Kugelhähne Ventile für einen Flüssigkeitsstrom in eine Richtung, da die Flüssigkeit nur vom Einlass zum Auslass fließt. Pneumatische Zweiwege-Kugelhähne sind die gebräuchlichsten aller pneumatischen Kugelhähne. Das liegt daran, dass diese Ventile einfach konstruiert und für die meisten Anwendungen zuverlässig sind. Pneumatische Zweiwege-Kugelhähne werden auf verschiedene Arten mit dem Rohrleitungssystem verbunden, z. B. mit Gewinden, Schrauben und Muttern, so dass sie für Reinigung, Reparatur und Wartung leicht demontiert werden können. 

Abbildung: Pneumatischer Zwei-Wege-Kugelhahn

Pneumatischer Kugelhahn mit reduziertem Durchgang 

Hierbei handelt es sich um einen pneumatisch betätigten Kugelhahn, bei dem der Innendurchmesser der Ventilkugel kleiner ist als der Innendurchmesser des Ventilanschlusses. Ein pneumatischer Kugelhahn mit reduziertem Bohrungsdurchmesser führt aufgrund des reduzierten Bohrungsdurchmessers zu Reibungsverlusten im System. Diese Reibungsverluste sind jedoch vergleichsweise gering im Vergleich zu denen, die bei anderen Ventiltypen auftreten. Pneumatisch betätigte Kugelhähne mit reduziertem Durchgang eignen sich für Anwendungen, bei denen Turbulenzen und Druckabfall auftreten und die Materialeigenschaften nicht im Vordergrund stehen. Pneumatische Kugelhähne mit reduziertem Durchgang sind klein und kostengünstig. Kugelhahn mit reduziertem Durchgang kann gewählt werden, wenn die erforderliche Durchflussmenge nicht streng ist, da es billiger ist und ein vergleichsweise geringeres Gewicht hat. 

Pneumatischer Kugelhahn mit vollem Durchgang 

Hierbei handelt es sich um pneumatisch betätigte Kugelhähne, bei denen der Durchmesser der Kugelbohrung dem Rohrdurchmesser entspricht. Einer der Hauptvorteile eines pneumatischen Kugelhahns mit vollem Durchgang ist, dass er keine zusätzlichen Reibungsverluste aufweist und leichter zu reinigen ist. Die Einfachheit der Inspektion und Reinigung ohne Demontage der Armatur und ohne Produktionsunterbrechung in großen Anlagen ist nicht zu unterschätzen. Eine große Herausforderung bei einem Kugelhahn mit vollem Durchgang ist, dass die Kosten höher sind, was bei vielen Anwendungen ein Nachteil ist. Pneumatische Kugelhähne mit vollem Durchgang werden dort eingesetzt, wo ein geringer Strömungswiderstand wichtig ist, wie z. B. in Saugleitungen von Pumpen, wo ein Druckabfall die Leistung der Pumpe beeinträchtigen kann. 

Anwendungen von pneumatischen Kugelhähnen 

• Wird in der Gas- und Ölindustrie verwendet. 
• Verarbeitung von Lebensmitteln und Getränken. 
• Sie werden in pharmazeutischen Anwendungen eingesetzt. 
• Diese Ventile werden in Dampfkraftwerken eingesetzt. 
• Pneumatische Kugelhähne werden in chemischen Mischungen verwendet. 
• Viele Fertigungsindustrien für Ein/Aus-Anwendungen.

Vorteile der pneumatischen Kugelhähne 

• Schnell operieren. 
• Diese Ventile haben eine einfache Struktur, sind leicht und klein. 
• Gute Dichtungen, die das Auslaufen verhindern. 
• Leicht zu reinigen, zu reparieren und zu warten. 
• Diese Ventile können automatisch oder halbautomatisch sein. 
• Sie sind vielseitig einsetzbar, da sie für verschiedene Anwendungen in unterschiedlichen Branchen verwendet werden können. 
• Verschiedene Typen, die den Benutzern helfen, das beste Ventil unter Berücksichtigung von Kosten und Anwendungen auszuwählen. 

Nachteile von pneumatischen Kugelhähnen 

• Pneumatische Kugelhähne haben um den Sitz und die Kugel herum Hohlräume, weshalb sie nicht für Schlämme geeignet sind, da Feststoffpartikel das Ventil verstopfen können, was das Öffnungs-/Schließmoment erhöht und zum Ausfall des Ventils führt. 
• Schnelles Schließen und Öffnen, was zu Hämmern und Überdrücken führen kann. 

Fehlersuche bei pneumatischen Kugelhähnen 

Flüssigkeit tritt aus dem Kugelsitz aus 

• Beschädigter Sitz. Waschen und entgraten Sie den pneumatischen Kugelhahn. Wenn der Sitz beschädigt ist, ersetzen Sie ihn. 
• Sitzflächen und Kugeln passen nicht richtig zusammen. Prüfen Sie die Passflächen und stellen Sie sie entsprechend ein. 

Leckage der Gehäusedichtung 

• Lockere Flanschschrauben und -muttern. Ziehen Sie die Schrauben und Muttern diagonal mit gleichem Drehmoment an. 
• Beschädigte Dichtung. Ersetzen Sie die Dichtung. 

Leckage der Stopfbuchspackung 

• Lose Stopfbuchsenverbindung. Ziehen Sie die Verbindung fest. 
• Verschlissene Stopfbuchspackung. Die Stopfbuchspackung austauschen. 

Pneumatischer Antrieb erreicht keine vollständige Öffnungs- oder Schließstellung 

• Der Druck ist zu niedrig. Wenden Sie den von der Pneumatik empfohlenen Druck an. Kugelhahnhersteller. 
• Die Ventildimensionierung ist nicht korrekt. Überprüfen Sie das erforderliche Drehmoment des pneumatischen Kugelhahns mit dem Drehmoment des Stellantriebs und verwenden Sie die empfohlenen Drehmomentwerte. 
• Ritzel nicht in der richtigen Position montiert. Bauen Sie den pneumatischen Antrieb entsprechend wieder zusammen. 
• Die Endanschlagschrauben sind falsch eingestellt. Stellen Sie die Schrauben entsprechend ein. 

Zusammenfassung 

Ein pneumatisch betätigter Kugelhahn ist ein Ventil, das Druckluft zum Öffnen oder Schließen eines Flüssigkeitsstroms verwendet. Der pneumatische Aktuator verfügt über einen Kolben, eine Zahnstange und ein Ritzel, die dazu beitragen, Druckenergie in mechanische Energie umzuwandeln. Die mechanische Energie wird zum Öffnen oder Schließen des Ventils verwendet. Wenn der pneumatische Aktuator mit Druckluft beaufschlagt wird, werden der Kolben und die Zahnstange linear bewegt, wodurch das Ritzel in Drehung versetzt wird. Wenn sich das Ritzel dreht, dreht es die Ventilstange und die Kugel um 90^o. Dadurch wird der Flüssigkeitsstrom geschlossen/geöffnet.

Pneumatische Kugelhähne sind mit einer Kugel ausgestattet, die in der Mitte ein Loch hat. Durch diese Bohrung fließt Flüssigkeit durch das Ventil. Der pneumatische Kugelhahn ist geöffnet, wenn das Kugelloch mit dem Rohr, das die Flüssigkeit enthält, in einer Linie liegt. Wenn das Kugelloch des Ventils um 90 % gedreht wird^o Wenn es senkrecht zum Flüssigkeitsstrom steht, ist das Ventil geschlossen, da keine Flüssigkeit hindurchfließen kann. Pneumatische Kugelhähne werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. in der Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung, in der pharmazeutischen Industrie, in der Öl- und Gasindustrie, in der verarbeitenden Industrie, in Kraftwerken und anderen Bereichen. Zu den Vorteilen pneumatischer Kugelhähne gehört, dass sie einfach zu bedienen sind, automatisiert werden können, in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können, gereinigt und repariert werden können, schnell funktionieren und vielseitig und langlebig sind.