Segment-Kugelhahn

Was ist ein Segmentkugelhahn?

Ein Segmentkugelhahn ist ein Kugelhahn mit einem V-förmigen Kontursegment in der Kugel. Segmentkugelhähne sind Regelventile, die sich durch gute Regel-, Regel- und Absperrfähigkeit auszeichnen. Dieses Ventil ist in der Lage, eine hohe Kapazität und eine verstopfungsfreie Durchflussregelung zu gewährleisten. Die Hersteller von Segmentkugelhähnen konstruieren die Kugel mit speziellen Konturen, um die Kapazität, die Absperrfähigkeit und die Lebensdauer der Dichtung zu verbessern. Segmentkugelhähne sind für ihre Wirtschaftlichkeit und hohe Leistung bekannt. Diese Ventile gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, von kleinen und leichten Ventilen bis hin zu großen, schwergewichtigen Ventilen. Die leichten Ventile sind einfach zu montieren und zu handhaben. Die schweren Segmentkugelhähne werden in rauen Umgebungen für eine optimierte Steuerung und für Auf/Zu-Anwendungen eingesetzt. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Segmentkugelhähne in vielen Branchen eingesetzt, z. B. in der Papier- und Zellstoffindustrie, in Raffinerien und in der Petrochemie. Diese Ventile sind langlebig und zuverlässig, selbst wenn sie in rauen Umgebungen eingesetzt werden. 

Abbildung: Segment Kugelhahn Hersteller

Bestandteile des Segmentkugelhahns

Einige der Hauptbestandteile des Segmentkugelhahns sind:

Ventilgehäuse 

Dies ist das Bauteil, in dem alle internen Komponenten des Segmentkugelhahns untergebracht sind. Dieses Teil wird aus starren und harten Materialien, thermoplastisch beschichteten Metallwerkstoffen oder Thermoplasten hergestellt, um die Komponenten des Ventils zu schützen. Dieses Teil ermöglicht auch den Zugang der externen Komponenten zum Steuermechanismus, um die Kugel zu drehen und so den Durchfluss zu öffnen oder zu schließen.

Segment Kugel 

Dies ist eine V-förmig konturierte Kugel. Diese Segmentkugel dient als Öffnung für den Durchfluss der Flüssigkeit. Die Segmentkugel sorgt für eine Scherwirkung zur Erzeugung von Fließeigenschaften.

Schächte 

Die Wellen werden verwendet, um den Steuermechanismus des Kugelsegmentventils zu verbinden und die Kugelsegmente zu drehen. Die Wellen sind mit Dichtungsringen und O-Ringen versehen, die zur Abdichtung der Welle beitragen, sowie mit einer Haube, die Leckagen verhindert. Die Welle kann manuell, mit einem pneumatischen oder elektrischen Antrieb betätigt werden.

Sitz 

Der Sitz dient zur Abdichtung zwischen dem Kugelsegmentventilgehäuse und der Kugel.

Lagerdichtungen

Diese Dichtungen schützen metallische Lager vor dem Eindringen von Flüssigkeit.

Wie funktioniert ein Segmentkugelhahn? 

Ein Segmentkugelhahn ist ein Kugelhahn mit Vierteldrehung. Er funktioniert ähnlich wie ein exzentrischer Kegelhahn. Das Ventil hat Wellen, die dazu beitragen, den mittleren Durchflussweg zu vergrößern. Eine Antriebswelle ist mit der einen Seite der Kugel verbunden, eine Nachlaufwelle mit der gegenüberliegenden Seite. Wenn sich die Antriebswelle dreht, dreht sich die segmentierte Kugel und gibt den Durchflussweg über die V-Kerbe frei. Die Verwendung von V-Kerben ermöglicht einen großen Durchflussbereich, da der Durchflussbereich bei geringem Hub klein ist und bei maximalem Hub einen großen Durchflussbereich aufweist. Segmentkugelhähne können zwei Endanschlüsse für das Gehäuse haben, nämlich den Flanschanschluss und den flanschlosen Anschluss. 

Typen von Segmentkugelhähnen

Segment-Kugelhahn mit seitlichem Eintritt 

Der Kugelhahn mit seitlichem Eintritt ist ein Ventil mit hoher Leistung. Dieses Ventil ist auf der Grundlage des O-Typs des Kugelhahns hergestellt. Der Seitenkugelhahn hilft bei der Förderung von fest-gasförmigen und fest-flüssigen Zweiphasen-Medien. Das bedeutet, dass dieses Ventil den Durchfluss von Feststoffen und Flüssigkeiten oder Gasen und Feststoffen bequem steuern kann. 

Die Merkmale von Segmentkugelhähnen mit seitlichem Eintritt sind: 

• Einfache Bedienung. Dies liegt daran, dass sich der Segmentkugelhahn berührungslos von seinem Sitz wegbewegen lässt und somit ein geringes Anlaufmoment aufweist.
• Der Kugelhahn mit seitlichem Eintritt hat ein durchgehendes Ventilgehäuse, das den Durchfluss des Mediums bei vollständiger Öffnung linear hält. Dies hilft, den Energieverlust im Vergleich zu anderen Ventilen zu reduzieren. 
• Der seitlich eintretende Segmentkugelhahn hat eine doppelt exzentrische Struktur, die den Segmentkugelhahn perfekt abdichtet und dicht verschließt. 
• Wenn der Kugelhahn mit seitlichem Eintritt geschlossen ist, kann seine Scherkraft Fremdkörper entfernen, wodurch er für seine Anti-Kalk-Leistung bekannt ist. 

Abbildung: Segmentkugelhahn mit seitlichem Eintritt

Segment-Kugelhahn mit oberem Eingang 

Der Top-Entry-Segmentkugelhahn ist ein Ventil, das sich für den Einsatz in der pharmazeutischen, chemischen und Lebensmittelindustrie eignet, wo eine hervorragende und schnelle Reinigung erforderlich ist. Dieser Segmentkugelhahn hat bestimmte Vorteile, die ihn in Industrien, die saubere Produkte benötigen, zu einem bevorzugten Produkt machen, wie zum Beispiel: 

• Einfache und schnelle Reinigung des Innenraums und der Rohrleitungsteile ohne Ausbau des Ventils. 
• Schneller und einfacher Austausch von verschlissenen Teilen. 
• Es hat keine Ersatzteile im Inneren des Körpers

Merkmale von Segmentkugelhähnen 

Integriertes Ventilgehäuse 

Die Hersteller von Segmentkugelhähnen konstruieren die Ventile mit einem einteiligen Gehäuse. Dies trägt zu einer größeren Steifigkeit gegenüber Schwankungen in der Rohrlast bei. Diese Ventile verfügen über eine seitliche Einlassstruktur, die die Steifigkeit erhöht und Leckagen und Verformungen trotz hoher Belastung durch Flüssigkeit und Schließmoment erschwert.

Segment Kugel 

Die Hersteller von Segmentkugelhähnen fertigen das Ventil mit einer V-Port-Segmentkugel. Dies trägt dazu bei, eine breite Palette von Fähigkeiten zur Steuerung des Flüssigkeitsstroms zu bieten. Dadurch eignet sich das Ventil für Drosselanwendungen mit hoher Konsistenz und Sirupdienste. Das Segment ist so konstruiert, dass es einen optimalen Durchfluss gewährleisten kann, und seine hartbeschichtete Kugeloberfläche verhindert ein Festfressen.

Selbstgeschmiertes Lager 

Bei der Konstruktion von Segmentkugelhähnen werden für eine gute Stabilität doppelte Lager an den unteren und oberen Ventilspindeln verwendet. Dies vergrößert die Kontaktfläche mit der Spindel und verbessert den niedrigen Reibungskoeffizienten und die hohe Tragfähigkeit sowie die Reduzierung des Betriebsdrehmoments.

Weicher und metallischer Dichtsitz 

Die Hersteller von Segmentkugelhähnen fertigen die Ventile entweder mit PTFE- oder mit Metallsitzen. Das Material hängt von dem vorgesehenen Durchflussmedium ab. Die Dichtflächen der Metallsitze sind mit einer harten und widerstandsfähigen Legierung überzogen, während die Oberfläche der Kugel unter anderem durch Hartverchromung und Plasmanitrierung gehärtet wird. Dies trägt zur Erhöhung der Lebensdauer der Dichtfläche und zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit bei. Sitze aus PTFE oder RPTFE haben eine hervorragende Dichtungsleistung, eine gute Korrosionsbeständigkeit und sind vielseitig einsetzbar.

Wirtschaftliche Zweckmäßigkeit 

Die Hersteller von Segmentkugelhähnen sind bestrebt, diese Ventile so leicht wie möglich und mit einem geringen Spindeldrehmoment zu bauen. Dank dieser kritischen Konstruktionsparameter können die Ventile mit kleinen elektrischen oder pneumatischen Antrieben installiert werden und sind im Vergleich zu kleinen Ventilen oder anderen Klassen von Regelventilen kostengünstig.

Auswahl von Segmentkugelhähnen 

Art der Maßnahme 

In diesem Fall muss man sich für die Art des Mechanismus entscheiden, der das Stellglied antreibt. Der Antrieb kann manuell, pneumatisch oder elektrisch sein. Die Art des Stellantriebs hängt von der verfügbaren Energiequelle, z. B. Strom oder Druckluft, sowie vom erforderlichen Drehmoment ab. Pneumatische Stellantriebe bieten hohe Drehmomente, während elektrische Stellantriebe hohe Anschaffungskosten haben, aber ihre Betriebskosten sind im Vergleich zu pneumatischen Stellantrieben niedriger.

Material des Gehäuses 

Der Segmentkugelhahn sollte so beschaffen sein, dass das für das Gehäuse verwendete Material mit dem zu regelnden Medium kompatibel ist. Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften wie z.B.:

Messing ist für nicht korrosive und neutrale Medien geeignet, langlebig, temperaturbeständig, nicht geeignet für Salzwasser, Säuren und Chloride.

Edelstahl ist chemikalienbeständig, abriebfest, temperaturbeständig, aber nicht gut gegen Chloride, Salzsäuren, Bleichmittel und Brom.

PVC-Material ist gut geeignet für korrosive Flüssigkeiten wie Säuren, Salzwasser, Basen und organische Lösungsmittel. Es ist jedoch nicht beständig gegen chlorierte und aromatische Kohlenwasserstoffe. Die Temperatur- und Druckbeständigkeit von PVC ist geringer als die von Messing und Edelstahl.

Druckstufe 

Der gewählte Segmentkugelhahn sollte dem maximalen und minimalen Flüssigkeitsdruck während des Betriebs standhalten können. Die Druckstufe des Kugelhahns wird durch das für das Gehäuse verwendete Material bestimmt. Starke Materialien wie Edelstahl können im Vergleich zu PVC-Materialien einem hohen Druck standhalten.

Arbeitstemperaturen 

Die verschiedenen Werkstoffe der Segmentkugelhähne sind unterschiedlich temperaturbeständig, von minimalen bis zu maximalen Werten. Der Temperaturbereich des Segmentkugelhahns wird durch das Dichtungs- und Gehäusematerial bestimmt. Messing kann Temperaturen im Bereich von 20°C bis 60°C standhalten, Edelstahl kann Temperaturen im Bereich von -40°C bis 220°C standhalten, während PVC-Segmentkugelhähne Temperaturen zwischen -10°C und 60°C standhalten können.

Normen und Zulassungen 

Je nach Verwendungszweck des Segmentkugelhahns müssen die Armaturenhersteller unter Umständen bestimmte Normen von Aufsichtsbehörden einhalten. Dies ist häufig für Ventile erforderlich, die in den Bereichen Trinkwasser, Lebensmittel, Arzneimittel oder Gas eingesetzt werden.

Segment-Kugelhahn-Antriebe 

Der Segmentkugelhahn kann zum Öffnen und Schließen verschiedene Arten von Antrieben verwenden. Zu den Arten von Antrieben, die von diesen Ventilen verwendet werden können, gehören manuelle, pneumatische und elektrische Antriebe.

Handbetätigter Segment-Kugelhahn 

Hierbei handelt es sich um einen Segment-Kugelhahnantrieb, der von einer menschlichen Hand angetrieben wird. Diese Art von Stellantrieb hat einen Griff, an dem der Bediener ein Drehmoment aufbringt, um den Griff und damit den Ventilmechanismus zu drehen, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Pneumatischer Antrieb mit Zahnstange und Ritzel 

Pneumatische Zahnstangenantriebe sind Antriebe, die in Segmentkugelhähnen zum Öffnen, Drehen und Schließen der Armatur je nach Bedarf eingesetzt werden. Diese Stellantriebe wandeln die Energie der Druckluft mit Hilfe von Pneumatikzylindern in eine oszillierende Drehbewegung um. Diese Stellantriebe benötigen trockenes, sauberes und prozessfähiges Gas, das von einer zentralen Druckluftstation bereitgestellt wird.

Elektrischer Antrieb

Diese Stellantriebe werden in Segmentkugelhähnen verwendet, um das Schließen und Öffnen des Ventils zu steuern. Diese Stellantriebe können eine Dreh- oder Linearbewegung ausführen. Wie der Name schon sagt, arbeiten diese Stellantriebe mit Strom. Das Drehmoment zum Öffnen/Schließen der Armatur wird über eine Welle übertragen, um die Armatur zu öffnen oder zu schließen.

Anwendungen von Segmentkugelhähnen

• Wird zur Durchflusskontrolle in der Papier- und Zellstoffindustrie verwendet. 
• Kontrolle des Flusses von Chemikalien in chemischen Anlagen. 
• Sie werden in Kläranlagen eingesetzt, da sie auf feste Partikel wirken können. 
• Energiewirtschaft zur Steuerung des Durchflusses von Heiz- und Kühlflüssigkeiten. 
• Erdölindustrie, da sie entflammbaren Produkten standhalten können. 
• Pharmazeutische Industrie zur Regulierung des Flusses der Produktionsmittel. 
• Lebensmittelindustrie, weil sie leicht zu reinigen und zu warten sind.

Vorteile von Segmentkugelhähnen 

• Hohe Effizienz. 
• Diese Ventile sind einfach aufgebaut. 
• Geringes Gewicht und Volumen. 
• Leicht zu demontieren und zu reparieren. 
• Sie haben eine perfekte Dichtung. 
• Sie bieten einen geringen Druckabfall und hohe Durchflussraten. 
• Öffnet und schließt sich schnell.
• Leicht zu reinigen.

Nachteile von Segmentkugelhähnen 

• Hohlräume um den Sitz herum neigen dazu, Verstopfungen zu verursachen. 
• Wenn es in festen Partikeln verwendet wird, kann es erodiert werden und dadurch Flüssigkeit austreten und versagen.

Fehlersuche am Segmentkugelhahn 

Leckage der Stopfbuchspackung 

• Lose Stopfbuchsmuttern. Ziehen Sie die losen Stopfbuchsmuttern fest. 
• Verschlissene Stopfbuchspackung. Stopfbuchspackung austauschen. 
• Die Spindel ist korrodiert oder verkratzt. Reinigen Sie die Spindel oder ersetzen Sie sie und die Stopfbuchspackung. 
• Die Stopfbuchse ist korrodiert. Reinigen Sie sie und ersetzen Sie die Stopfbuchspackung. Der Segmentkugelhahn kann bei übermäßiger Korrosion ausgetauscht werden. 

Leckage an der Dichtung der Bodenplatte 

• Lose Muttern. Ziehen Sie die Muttern fest. 
• Die Dichtung ist beschädigt. Ersetzen Sie die Dichtung. 
• Korrosion/Beschädigung im Bereich der Dichtung. Reinigen Sie die Korrosion oder ersetzen Sie die Platte und das Gehäuse, je nach Grad der Beschädigung.

Durch die Bohrung austretende Flüssigkeit 

• Das Segment befindet sich nicht in der vollen Schließposition. Schließweg im Antrieb fixieren. 
• Fehlausrichtung zwischen Sitz und Segment. Lösen Sie die Stopfbuchspackung, um das Segment zu zentrieren. Achten Sie darauf, die Stopfbuchspackung nach dem Ausrichten wieder anzuziehen, damit sie genügend Drehmoment hat. 
• Eingeschlossene oder verfestigte Medien. Sitzfeder und Dichtflächen reinigen. 
• Dichtungssitz beschädigt. Ersetzen Sie die beschädigten Dichtungen. 
• Das Segment oder der Sitz ist beschädigt. Ersetzen Sie es nach Bedarf. 

Hochsegment-Kugelhahn-Drehmoment 

• Zu fest angezogene Stopfbuchsenmuttern. Reduzieren Sie das Anzugsmoment der Stopfbuchsmuttern auf das vom Hersteller des Segmentkugelhahns empfohlene Niveau.
• Betätigen Sie das Segment in umgekehrter Richtung, so dass es sich vom Sitz löst. Lockern Sie den Dichtungsring, um den Sitz und das Segment wieder in eine geschlossene Position zu bringen. Erhöhen Sie das Drehmoment des Dichtungsringes, nachdem das Segment und der Sitz ausgerichtet sind. 
• Antrieb/Bedieneinheit ist nicht richtig auf den Ventilschaft ausgerichtet. Lösen Sie die Befestigungselemente und ändern Sie die Montagebasis so, dass sie parallel ist und der Antrieb zentriert ist. Ziehen Sie die Befestigungselemente fest. 
• Beschädigtes Lager. Ersetzen Sie es. 
• Segment oder Sitz beschädigt. Ersetzen Sie es bei Bedarf. 
• Angesammelte oder verfestigte Medien. Entfernen Sie die Medien aus dem Ventilhohlraum, dem Sitz, dem Segment und den sauberen Dichtflächen. 
• Der Segmentkugelhahn wurde in der falschen Ausrichtung eingebaut. Das Ventil muss gemäß dem Durchflussanzeiger-Tag installiert werden. 

Zusammenfassung 

Ein Segmentkugelhahn ist ein Kugelhahn, der eine Vierteldrehung macht, um den Flüssigkeitsstrom zu öffnen/zu schließen. Dieses Ventil hat ein hohles Kugelsegment, das von einem Lager und einer Welle auf der Antriebsseite des Ventils getragen wird. Das andere Ende des Ventils ist mit einem Lager und einem Zapfen versehen. Die segmentierte Kugel dreht sich um einen Drehpunkt, um in geschlossener Stellung eine durchgehende, einfache stromaufwärts gerichtete Dichtung zu bilden. Die Dichtung dieses Kugelsegmentventils wird durch ein flexibles Elastomer oder einen flexiblen Sitzring erreicht, der gegen das Kugelsegment drückt. Das Gehäuse der Segmentkugelhähne besteht aus robusten Materialien, meist aus Edelstahl, in flanschloser oder geflanschter Ausführung.

Segmentkugelhähne lassen sich in Segmentkugelhähne mit seitlichem Eintritt und Segmentkugelhähne mit oberem Eintritt unterteilen. Diese Ventile verfügen über eine Konstruktion und Technologie, die es ihnen ermöglicht, auch in viskosen Flüssigkeiten und Schlämmen zu arbeiten. Diese Ventile werden in vielen Industriezweigen eingesetzt, z. B. in der Petrochemie, der Pharmazie, der Lebensmittelverarbeitung, der Abwasserbehandlung und der chemischen Verarbeitung. Die segmentierten Kugelhähne werden aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie leichte Reinigung, einfache Reparatur und Wartung, einfache Konstruktion, geringe Größe und geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit gegen Schlämme häufig eingesetzt. Wichtige Parameter, die beim Kauf eines Segmentkugelhahns zu berücksichtigen sind, sind der Antriebstyp, die Druckstufe, die Betriebstemperaturen, die Gehäusewerkstoffe, Normen und Zulassungen.