Alles, was Sie über Zapfenkugelhähne wissen müssen

Was ist ein Tunnion-Kugelhahn?

Der Zapfenkugelhahn ist ein wichtiges Gerät zur Regulierung des Flüssigkeitsflusses – Dampf, Gas oder Öl – in Rohrleitungen. Es handelt sich um ein Vierteldrehungsdesign mit einer Kugel, die sich um 90 Grad um ihre Achse drehen kann, um den Flüssigkeitsfluss entweder zu blockieren oder zuzulassen. Diese Ventile haben in der Mitte eine kugelförmige Scheibenkonstruktion, die sich dreht, um den Start-Stopp-Flusszyklus zu regulieren. Die Scheibe, oft als Kugel bezeichnet, ist oben und unten mit einem kleinen hervorstehenden Schaft versehen, der mechanisch gestützt wird. In diesem Fall wird der Durchfluss durch die Position eines Lochs in der Mitte der Kugel gesteuert. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit sind Zapfenkugelhähne in Branchen nützlich, in denen ein solcher Absperrvorgang erforderlich ist.

Die Zapfenkugelhähne verfügen über eine ausreichende Unterstützung für die Kugel. Die Unterstützung hat eine ähnliche Form wie eine Welle und wird Zapfen genannt. Der Zapfen nimmt jeden zusätzlichen Druck auf, der durch den Durchfluss entsteht, und senkt so den Druck auf den Ventilsitz und die Kugel. Zapfengelagerte Kugelhähne werden in groß angelegten Implementierungen eingesetzt, die ein geringes Betriebsdrehmoment erfordern.

Aufbau eines Zapfenkugelhahns

Zapfengelagerte Kugelhähne haben eine ähnliche Struktur wie herkömmliche Kugelhähne. Der einzige Unterschied besteht darin, dass Zapfenkugelhähne eine zusätzliche mechanische Verankerung haben, die die Kugel oder Scheibe stützt. Bei dieser Konstruktion wird die Kugel von beiden Enden auf der x-Achse gestützt, sodass sie an ihrem Platz bleibt und leicht zu steuern ist. Hier sehen Sie die verschiedenen Teile eines zapfengelagerten Kugelhahns.

• Körper
  • Der Ventilkörper ist das Gehäuse, das die Innenteile eines zapfengelagerten Kugelhahns hält und schützt. Er kann je nach Anwendung aus Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Niedertemperatur-Kohlenstoffstahl, Duplex, Superduplex, Inconel und mehr bestehen. Kugelhähne mit Metallsitz und Kugelhähne aus Kohlenstoffstahl eignen sich hingegen sehr gut für Hochtemperaturanwendungen.
• Vorbau
  • Der Schaft eines zapfengelagerten Kugelhahns verbindet die Kugel mit dem Antrieb. Er ist durch Schweißverbindungen mit der Kugel verbunden und steuert die Bewegung der Kugel. Zapfenkugelhähne haben verstärkte, ausblassichere Schäfte, weshalb sie kryogenen und hohen Temperaturen standhalten können, ohne Schaden zu nehmen.
• Sitzplätze
  • Die Sitze eines zapfengelagerten Kugelhahns umgeben die Kugel. Wenn der Antrieb gedreht wird, halten die Sitze die Kugel fest an ihrem Platz und verschließen sie so vor jeglichem Zugriff. Zapfenkugelhähne haben federbelastete Sitze, die sich in Richtung der Kugel bewegen, da diese fest an ihrem Platz gehalten wird.
• Zapfen
  • Bei einem zapfengelagerten Kugelhahn gibt es eine zusätzliche Welle, die die Kugel von unten festhält. Diese kleine Welle wird als Zapfen bezeichnet und hält die Kugel fest an ihrem Platz. Bei einigen Kugelhähnen ist der Zapfen eine Verlängerung der Kugel, während er bei anderen durch Schweißverbindungen mit der Kugel verbunden ist.
• Scheibe
  • Die Scheibe in einem zapfengelagerten Kugelhahn hat die Form einer perforierten, massiven Kugel. Die Kugel ist an einem Ende mit dem Schaft und am anderen Ende mit dem Zapfen verbunden. Bei einem zapfengelagerten Kugelhahn wird die Kugel oder Scheibe während der Drehung an ihrem Platz gehalten. Die Sitze haben immer Kontakt mit der Kugel und reduzieren so das Drehmoment.
• Betätigungselement
  • Der Antrieb in einem Zapfenkugelhahn wird zum Öffnen oder Schließen des Ventils verwendet. Je nach Anwendung und Medium werden in Kugelhähnen unterschiedliche Arten von Antrieben verwendet, z. B. luftbetriebene Kugelhähne. Nackte Spindel, Zahnrad, Handhebel, pneumatischer Antrieb und hydraulischer Antrieb sind einige der am Ventil häufig verwendeten Antriebe. Sie können auch einen Gasantrieb, einen Gas-über-Öl-Antrieb, einen motorbetriebenen Antrieb, einen hydraulischen/elektrischen Antrieb, einen hydraulisch betriebenen Antrieb und mehr verwenden.

Wie funktioniert ein Zapfenkugelhahn?

Der Zapfen bildet die Basis, auf der die Kugel montiert ist. Am oberen Ende ist die Kugel mit dem Schaft verbunden und der Schaft ist mit einem äußeren Betätigungshebel verbunden. Bei einem Kugelhahn mit Flanschzapfen gibt es federbelastete Sitze und einen Polymerringeinsatz zwischen Zapfen und Kugel. Die Federn üben Druck auf die Kugel aus, um sie an ihrem Platz zu halten. Zusammen mit dem Polymerring verringern sie auch die Reibung, wenn sich die Kugel dreht.

Um den Durchfluss des Mediums zu erleichtern, ist die Kugel in der Mitte hohl. Sie kann entweder eine Vollbohrung oder eine Teilbohrung sein. Bei einer Vollbohrung hat der hohle Teil der Kugel dieselbe Größe wie die Rohrleitung, in die sie eingebaut wird. Bei einer Teilbohrung hingegen ist der Durchmesser des hohlen Teils der Kugel kleiner als der Durchmesser der Rohrleitung.

Wenn der Antrieb gedreht wird, dreht sich auch die damit verbundene Spindel. Diese Aktionen bewirken, dass sich die Kugel auf dem Zapfen in eine offene oder geschlossene Position dreht. Während und nach dem Flüssigkeitsfluss verhindern Dichtungen in den Sitzen und der Spindel, dass die Flüssigkeit aus der Rohrleitung austritt. Eine einstellbare Stopfbuchse hilft dem Ventil auch dabei, unterschiedliche Druckkapazitäten aufzunehmen. Ein typischer Zapfenkugelhahn verfügt außerdem über zwei Entlüfter zum Druckentlasten.

Aufgrund seiner Struktur eignet sich ein Zapfenkugelhahn ideal für den Einsatz in Flüssigkeitsmanagementanwendungen mit hohem Druck und hohen Temperaturen.

Arten von Zapfenkugelhähnen

Basierend auf der Körperkonfiguration

• Zapfen-Kugelhahn mit seitlichem Eingang
  • Diese Konstruktionsart wird auch als Kugelhahn mit geteiltem Körper und Zapfenmontage bezeichnet. Die Kugel wird von der Seite montiert.
• Zapfen-Kugelhahn mit Zugang von oben
  • Dieser Zapfenkugelhahn hat eine einzigartige Konstruktion, bei der die Kugel von oben montiert wird.
• Zapfenkugelhahn mit verschweißtem Gehäuse
  • Diese Bauform findet vorwiegend Anwendung beim Transport von Gas in erdverlegten Rohrleitungen.

Basierend auf Bohrung

• Zapfen-Kugelhahn mit voller Bohrung
  • Bei der Ausführung als Zapfenkugelhahn mit vollem Durchgang richtet sich der Durchmesser der Bohrung nach der angeschlossenen Rohrleitung.
• Zapfenkugelhahn mit reduzierter Bohrung
  • Bei einem Ventil mit reduzierter Bohrung handelt es sich um eine Konstruktion, deren Bohrungsgröße kleiner ist als der Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung.

Basierend auf Dichtungsmaterial

• Zapfen-Kugelhahn mit weichem Sitz
  • Weiche Sitze werden typischerweise aus thermoplastischen Materialien wie PTFE, DEVLON oder PEEK hergestellt.
• Zapfen-Kugelhahn mit Metallsitz
  • Der Hauptunterschied zwischen Ventilen mit Metallsitz und Zapfenkugelhähnen mit Weichsitz besteht in ihrer Fähigkeit, hohen Temperaturen und rauen Betriebsbedingungen standzuhalten.

Anwendungen von Zapfenkugelhähnen

Zapfengelagerte Kugelhähne sind äußerst vielseitig. Sie werden aufgrund ihrer anpassbaren Funktionen in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Zapfengelagerte Kugelhähne verfügen beispielsweise über O-Ringe und eine feuersichere Schaftverpackung, die Leckagen vorbeugen. Sie werden außerdem mit Dichtungseinspritzarmaturen aus Edelstahl für die Notfallabdichtung des Schafts oder Sitzes geliefert. Zapfengelagerte Kugelhähne werden häufig in der Chemie-, Petrochemie-, Öl- und Gas-, LNG- und Kohlenwasserstoffindustrie eingesetzt.

Sie werden auch für viele verschiedene Arten von Anwendungen eingesetzt, darunter Gestelle wie Turbinen, Kompressoren, Generatoren und Separatoren, Anlagen zur Feldgas-, Polymer-, LNG-, Rohöl- und Industriegasverarbeitung, Tanklager, automatisierte Prozessanwendungen, Kohlenwasserstoffverarbeitung und Ölraffinerie-Rohstoffleitungen. Zapfengelagerte Kugelhähne eignen sich sowohl für groß angelegte Hochdruckanwendungen als auch für kompakte Niedertemperaturanwendungen.

Eigenschaften des zapfengelagerten Kugelhahns

Obwohl es viele Arten von zapfengelagerten Kugelhähnen gibt, die von Hersteller von Zapfenkugelhähnen, sie haben alle die folgenden Eigenschaften:

1. Seine Funktionsweise ist arbeitssparend: Die Kugel wird von oberen und unteren Lagern getragen, was die Reibung verringert. Es eliminiert das übermäßige Drehmoment, das durch die enorme Dichtungslast entsteht, die durch die Kugel und den Dichtungssitz entsteht, die vom Eingangsdruck angetrieben werden.
2. Zuverlässige Dichtleistung: PTFE-Gleichringdichtungen sind in Edelstahlsitze eingebettet, wobei Federn am Ende der Metallsitze eine ausreichende Vorspannung der Dichtungen gewährleisten. Wenn die Dichtfläche von Kugelhahn mit Zapfen Wenn das Ventil während des Gebrauchs abgenutzt ist, gewährleistet es unter der Wirkung der Feder weiterhin eine gute Dichtleistung.
3. Feuerfeste Struktur: Um zu verhindern, dass der PTFE-Dichtungsring durch plötzliche Hitze oder Feuer abbrennt, und um das Brandpotential zu erhöhen, wird zwischen der Kugel und dem Ventilsitz ein feuerfester Dichtungsring angebracht. Wenn der Dichtungsring abgebrannt ist, wird der Sitzdichtungsring unter Einwirkung der Federkraft schnell auf die Kugel gedrückt, um eine Metall-Metall-Dichtung zu bilden. Es hat einen gewissen Grad an Dichtwirkung. Der Feuerfesttest erfüllt die Anforderungen der Normen APl6FA und APl607.
4. Automatische Druckentlastungsfunktion: Wenn der Mediendruck in der stagnierenden Kammer des zapfenmontierten Kugelhahns ungewöhnlich stark über die Vorkraft der Feder ansteigt, zieht sich der Sitz von der Kugel zurück, um den Effekt der automatischen Druckentlastung zu erzielen, und der Sitz wird nach der Druckentlastung automatisch wiederhergestellt.
5. Entwässerungsleitung: Sowohl der obere als auch der untere Teil des Ventilkörpers sind mit einem Auslass L ausgestattet, mit dem überprüft werden kann, ob der Ventilsitz dicht ist oder nicht. Bei der Arbeit kann, wenn das Ventil vollständig geöffnet oder geschlossen ist, der Druck in der mittleren Kammer abgelassen und der Füllstoff direkt ausgetauscht werden. Der Rückstand in der mittleren Kammer kann abgelassen werden, um die Verschmutzung des Mediums zu verringern. zapfengelagerte Kugelhähne.

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