Kugelhahn mit Zapfen

Beschreibung

Der Zapfenkugelhahn ist ein wichtiges Gerät zur Regulierung des Flüssigkeitsflusses – Dampf, Gas oder Öl – in der Rohrleitung.

Was ist ein Zapfenkugelhahn?

Auf Zapfen montierte Kugelhähne sind Vierteldrehventile, die dazu dienen, den Durchfluss von Medien in Rohrleitungen zu stoppen. Diese Ventile verfügen über eine runde oder kugelförmige Scheibe in der Mitte, die sich dreht, um den Durchfluss zu starten oder zu stoppen. Diese Scheibe wird Kugel genannt und hat einen hohlen Kern. Kugelhähne sind äußerst vielseitig und werden häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt, bei denen eine dichte Absperrung erforderlich ist.

Auf Zapfen montierte Kugelhähne verfügen über eine zusätzliche Stütze für die Kugel. Diese Stütze hat die Form einer Welle und wird als Zapfen bezeichnet. Der Zapfen absorbiert zusätzlichen Druck aus dem Durchfluss und reduziert so die Belastung der Kugel und der Ventilsitze. Auf Zapfen montierte Kugelhähne werden in Hochdruck-Großanwendungen eingesetzt, bei denen ein geringes Betriebsdrehmoment erforderlich ist.

Wie funktioniert ein Zapfenkugelhahn?

Zapfenkugelhähne sind Vierteldrehventile. Das bedeutet, dass Sie den Antrieb um 90 Grad drehen müssen, um das Ventil ein- oder auszuschalten. Sobald der Antrieb gedreht ist, rotiert die Kugel, sodass die Bohrung zur Rohrleitung zeigt und das Medium frei fließen kann. Eine weitere Drehung des Griffs bewegt die Kugel, sodass die Bohrung von der Rohrleitung weg zeigt und den Durchfluss stoppt.

Bei einer Zapfenkonstruktion wird die Kugel in eine zentrale untere Welle eingesetzt, die als Zapfen bezeichnet wird. Die Kugel ist zwischen Schaft und Zapfen befestigt, was bedeutet, dass die Kugel nicht schwimmt, sondern fixiert und zentriert ist. Der Leitungsdruck drückt die Sitze gegen die Kugel und sorgt so für Dichtheit. Dies bedeutet, dass die Kugel während des Betriebs nicht gegen den Leitungsdruck (∆p) und die Ventilsitze gedreht werden muss, sondern nur gegen den Druck der Sitze.

Arten von Zapfenkugelhähnen

Basierend auf der Körperstruktur

Der Ventilkörper eines Zapfenkugelhahns kann aus einem oder mehreren Teilen bestehen, die durch Schweißnähte miteinander verbunden sind. Je nach Anzahl der Teile gibt es zwei Arten von Zapfenkugelhähnen.

Zweiteiliger Zapfen-Kugelhahn

Dieses Ventil besteht aus zwei Gehäuseteilen, die durch Gewindeverbindungen miteinander verbunden sind. Ein Gehäuseteil lässt sich leicht öffnen, um zum Reinigen oder Reparieren an das Ventil zu gelangen. Bevor das Gehäuse entfernt werden kann, muss das Ventil jedoch von der Rohrleitung getrennt werden.

Dreiteiliger Zapfen-Kugelhahn

Die dreiteiligen Zapfenkugelhähne sind der zweiteiligen Version einen Schritt voraus. Sie haben drei Gehäuseteile, die miteinander verschraubt sind. Sie müssen einen Abschnitt entfernen, um für Wartungs- und Reparaturarbeiten auf das Innere des Ventils zugreifen zu können. Es ist jedoch nicht erforderlich, das Ventil von der Rohrleitung zu trennen, um es für Wartungsarbeiten zu entfernen.

Basierend auf der Körperkonfiguration

Die Gehäusekonfiguration gibt Aufschluss über die Einsatzmöglichkeiten eines Kugelhahns sowie über die einfache Reparatur und Wartung. Basierend auf diesen Parametern werden drei Arten von Zapfenkugelhähnen untersucht:

Zapfen-Kugelhahn mit Zugang von oben

Dieser Kugelhahntyp hat oben am Ventil eine abnehmbare Haube. Die Innenteile des Ventils sind durch Abnehmen der Haube leicht zugänglich. Diese Ventile sind leicht zu montieren und zu demontieren. Sie können verschiedene Teile des Zapfenventils reparieren oder warten, ohne sie aus der Rohrleitung zu entfernen.

Zapfen-Kugelhahn mit seitlichem Eingang

Diese Art von Konstruktion wird auch als Kugelhahn mit geteiltem Körper und Zapfenmontage bezeichnet. Die Kugel wird von der Seite montiert. Sie werden oft aus geschmiedetem Metall hergestellt. Bei dieser Konstruktion ist der Körper oft in drei oder zwei Teile geteilt, die wie Verlängerungen miteinander verbunden sind. Ein Teil des Körpers ist meistens größer als der Rest der Konstruktion. Dieses größere Teil enthält die Füllung, die sich um die Kugel wickelt, und die Kugel selbst. Diese Konstruktion ist leicht zu reparieren und kann überprüft werden, da das kleinere Teil herausgezogen werden kann, um Zugang zum Ventil zu erhalten.

Basierend auf Bohrungen

Eine Bohrung in einem Kugelhahn ist das Loch in der Mitte der Kugel. Basierend auf der Bohrungsgröße gibt es zwei Arten dieses Designs für Zapfenkugelhähne.

Zapfen-Kugelhahn mit voller Bohrung

Bei Ventilen mit vollem Durchgang entspricht die Größe des Bohrungsdurchmessers dem der angeschlossenen Rohrleitung. Wenn das Ventil geöffnet ist, kann das Medium ungehindert durch die Bohrung fließen. Diese Art von Kugelhahn wird in der chemischen, petrochemischen und Raffinerieindustrie verwendet. Sie werden auch in Anwendungen eingesetzt, bei denen Molchen ist erforderlich.

Zapfenkugelhahn mit reduzierter Bohrung

Ein Ventil mit reduzierter Bohrung ist eine Konstruktion, deren Bohrungsgröße kleiner ist als der Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung. Der Strömungsweg des Kanals ist begrenzt und führt zu einem größeren Energieverlust. Sie werden in der Gas- und Ölindustrie eingesetzt.

Anwendungen von Zapfenkugelhähnen

Öl- und Gasindustrie

Zapfenkugelhähne eignen sich perfekt für eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Öl- und Gasindustrien. Beispiele für Öl- und Gasindustrien, in denen Zapfenkugelhähne eingesetzt werden, sind Gaszuleitungen, Feldgasanlagen, Industriegasverarbeitungsanlagen, Ölraffinerie-Rohstoffleitungen und Rohölanlagen.

Pipeline-Industrie

Aufgrund ihrer Eignung für verschiedene Anwendungen wie Gase, Schlämme und Flüssigkeiten sind Zapfenkugelhähne in der Rohrleitungsindustrie äußerst wertvoll.

Kohlenwasserstoffindustrie

Da Zapfenkugelhähne die Kohlenwasserstoffverarbeitung erleichtern, erfreuen sie sich in der Kohlenwasserstoffindustrie großer Beliebtheit.

Energieindustrie

Zapfenkugelhähne eignen sich für zahlreiche Anwendungen wie Turbinen, Kufen, Generatoren und Kompressoren, die für den Betrieb der Energieindustrie von wesentlicher Bedeutung sind.

Chemische Industrie

Zapfenkugelhähne bieten unglaubliche Sicherheit, Haltbarkeit und Abdichtungseigenschaften und eignen sich für eine Vielzahl von chemischen Industrien, in denen derartige Kompetenzen unabdingbar sind.

Merkmale von Zapfenkugelhähnen:

• NOTFALL-EINSPRITZUNG VON SCHAFTDICHTMITTEL: Mit dieser Standardfunktion kann das Schaftgehäuse des Ventils mit einer Schmiernippel ausgestattet werden, um im Notfall Dichtmittel einzuspritzen und so Schutz vor ungeplanten Spitzen der Betriebsbedingungen zu bieten.
• NOTFALL-SITZDICHTMITTELEINSPRITZUNG: Mit dieser optionalen Funktion können die Endanschlüsse des Ventils mit einer Schmiernippel ausgestattet werden, um Dichtmittel einzuspritzen. Dies sorgt für eine sichere Abdichtung im Falle einer Sitzleckage aufgrund von Betriebsverunreinigungen oder ungeplanten Spitzen der Betriebsbedingungen.
• ABLASS- UND ENTLÜFTUNGSÖFFNUNGEN: Ablassöffnungen an der Unterseite des Ventils geben alle Flüssigkeiten ab, die im Gehäusehohlraum eines geschlossenen Ventils eingeschlossen sind. Entlüftungsöffnungen an der Oberseite des Gehäusehohlraums entfernen alle Gase, die im Gehäusehohlraum eines vollständig geschlossenen Ventils eingeschlossen sind. Beide spielen eine wichtige Sicherheitsrolle in den Konfigurationen Doppelblock und Entlüftung und/oder Doppelabsperrung und Entlüftung.
• DOPPELTE BLOCKIERUNG UND ENTLÜFTUNG: Diese Sicherheitsfunktion verhindert den Druckaufbau durch unter Hochdruck stehende Medien, die im Ventilkörperhohlraum eingeschlossen sind, selbst wenn sich das Ventil in der vollständig geschlossenen Position befindet.
• FEUERSICHERES DESIGN: Das sekundäre Metallsitzdesign bietet eine feuersichere Absperrung gemäß API 607. Darüber hinaus verhindern sekundäre Graphitgehäusedichtungen und flexible Graphitpackungen Leckagen durch die Gehäuseverbindungen bzw. die Stopfbuchse.
• INNENZAPFENDESIGN: Obere und untere Lagerplatten halten die Kugel an ihrem Platz, verhindern ein axiales Schweben der Kugel und vermeiden eine übermäßige Belastung der Sitze. In bestimmten Größen ist ein Außenzapfendesign verfügbar.
• DRUCKENERGIEBESCHICHTETE SCHAFTDICHTUNG: Unser proprietärer Energiering, der sich über der primären O-Ring-Spindeldichtung befindet, bietet Schutz für den seltenen Fall, dass der O-Ring beschädigt wird, indem er den Mediendruck nutzt, um eine nach oben gerichtete Druckkraft auf die Packung auszuüben. Diese nach oben gerichtete Kraft auf die Packung in Kombination mit der nach unten gerichteten Druckkraft, die durch das Anziehen der Stopfbuchse erzeugt wird, führt zu einer größeren Nettodruckkraft auf die Packung und einer besseren Abdichtung als bei einer herkömmlichen Packungskonstruktion.
• DOPPELTE DICHTUNGEN AN DEN GEHÄUSEVERBINDUNGEN: Primäre Elastomerdichtungen sorgen für null Leckagen unter normalen Betriebsbedingungen. Sekundäre Graphitdichtungen sorgen für eine ordnungsgemäße Abdichtung der Gehäuseverbindungen gemäß API 607 bei extremen Temperaturbedingungen.
• ANTISTATISCHE GERÄTE: Standardmäßige antistatische Geräte gewährleisten die elektrische Kontinuität zwischen Kugel, Schaft und Körper und verhindern so die Entstehung von Funken im Ventil aufgrund statischer Aufladung.
• ANZEIGE DER VENTILPOSITION: Eine deutliche Prägung auf dem Außendurchmesser des Montageflansches identifiziert die geöffnete oder geschlossene Position des Ventils basierend auf der Ausrichtung des Schaftschlüssels.
• AUSBLASTSICHERES SCHAFTDESIGN: Die Ventile sind mit einer Schaft-/Körperverbindung ausgestattet, um ein Ausblasen des Schafts unter Leitungsdruck zu verhindern.

Produktübersicht Zapfenkugelhähne

GRÖSSENBEREICH	Von 2” – 48”
DRUCKBEREICH	ANSI 150# – ANSI 2500#
MATERIALQUALITÄTEN	WCB, A105N, A182-F316 SS, A350-LF2, A350-LF6 und F51 Duplex
ANSCHLUSSGRÖSSEN	Vollbohrung und reduzierte Bohrung
VERKLEIDUNGSMATERIALIEN	3MIL ENP, 316SS und F51 Duplex
SITZEINSATZMATERIAL	Devlon (PEEK und andere auf Anfrage erhältlich)
DICHTUNGSMATERIALIEN	HNBR 90 DURO, James Walker 101/985, FKM GLT und AFLAS
ENDE DER KONFIGURATIONEN	Erhöhte Dichtfläche (RF), Ringgelenk (RTJ), Stumpfschweißung (BW) und geflanschte X-Stumpfschweißung
STANDARTFUNKTIONEN	Antistatische Vorrichtung; Anti-Blowout-Schaft; Überdruckventil, um ggf. einen Überdruck in der Hohlraumkammer zu vermeiden; Integriertes Notfall-Einspritzsystem für Schaft- und Sitzdichtung; Feuersicher gemäß API 607; MR-0175 NACE-konform; Entspricht den Vorschriften zu flüchtigen Emissionen.
SITZDESIGN-MERKMALE	Doppelkolbeneffekt, selbstentlastend, Kombination von Optionen verfügbar
VENTILFUNKTIONALITÄT	Doppeltes Blockieren und Entlüften (DB&B), doppelte Isolierung und Entlüftung (DIB-1 oder DIB-2)
DESIGN-STANDARDS	B16.34, B16.10, B16.5, B16.25, B16.47, Feuersicher, emissionsarm, CSA Z245.15.2017