Kugelhahn-Auswahlhilfe

Ein Kugelhahn ist ein Absperrventil, das eine drehbare Kugel mit einer Bohrung verwendet, um einen Flüssigkeits- oder Gasfluss zu steuern. Die Drehkugel wird um eine Vierteldrehung (90°) um ihre Achse gedreht, um den Durchfluss durch das Ventil zu ermöglichen oder zu sperren. Diese Ventile werden meist wegen ihrer längeren Lebensdauer und zuverlässigen Dichtungseigenschaften bevorzugt. Bei der Auswahl von Kugelhähnen gibt es auf dem Markt viele Möglichkeiten. Der breite Einsatzbereich, die Anschlussart, die Schaltungsfunktion, der Gehäusewerkstoff und viele andere Kriterien machen die Auswahl der Armatur jedoch komplex. Dieser Artikel führt Sie durch den Prozess der Auswahl von Kugelhähnen.

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Schritt 1: Art des Vorgangs

Der Kugelhahn kann manuell, elektrisch oder pneumatisch betätigt werden. Die verschiedenen Betätigungsmethoden haben alle ihre Vor- und Nachteile.

Handbuch Sie sollten sich für einen manuellen Kugelhahn entscheiden, wenn Sie über ein geringes Budget verfügen, keine Elektrizität/Druckluft bei der Installation zur Verfügung steht oder wenn keine Automatisierung erforderlich ist. Wenn der Kugelhahn häufig ein- und ausgeschaltet werden muss oder das System automatisiert werden soll, sollte ein manueller Kugelhahn nicht verwendet werden.

Automatisch: Die Entscheidung zwischen einem elektrischen Kugelhahn und einem pneumatischen Kugelhahn kann schwierig sein. In der Regel kommt es darauf an, was am Installationsort zur Verfügung steht (Strom oder Druckluft) und welches Drehmoment benötigt wird (pneumatische Kugelhähne haben ein höheres Drehmoment, daher wird Pneumatik für größere Armaturen verwendet). Elektrische Kugelhähne haben höhere Anschaffungskosten, aber niedrigere Betriebskosten im Vergleich zu pneumatischen Kugelhähnen. Eine detailliertere Aufschlüsselung finden Sie in unserem Artikel über elektrische und pneumatische Kugelhähne.

Schritt 2: Kreislauf Funktion

Kugelhähne können je nach Anzahl der Anschlüsse 2-Wege-, 3-Wege-, 4-Wege- oder 5-Wege-Kreislauffunktionen haben.

• 2-Wege-Kugelhähne: sind die am häufigsten verwendeten Kugelhähne. Diese Ventile bieten einen geraden Durchflussweg vom Eingang zum Ausgang.
• 3-Wege-Kugelhähne: 3-Wege-Kugelhähne haben drei Anschlüsse und sind entweder mit L- oder T-Bohrung erhältlich. Die Bezeichnungen L und T beziehen sich auf die Ausführung der Innenbohrung, die die Durchflussrichtung bestimmt. Ein 3-Wege-Kugelhahn mit einem T- oder L-Anschluss ermöglicht das Mischen, Verteilen oder Umlenken der Durchflussrichtung für verschiedene Anwendungen. Dadurch ist dieses Ventil für Heiz- oder Kühlanwendungen für Wasser, Chemikalien und Öle geeignet.
• 4-Wege-Kugelhähne: 4-Wege-Kugelhähne sind nicht so häufig wie 2- und 3-Wege-Kugelhähne, aber es ist wichtig, die Unterschiede zu kennen. Ein 4-Wege-Kugelhahn ist in der Regel in vier verschiedenen Varianten erhältlich: L-Anschluss, T-Anschluss, X-Anschluss (LL-Anschluss) und gerade.
• 5-Wege-Kugelhähne: sind als Ventile mit senkrechter Doppel-L-Bohrung erhältlich; diese 5-Wege-Hähne sind selten.

Lesen Sie unseren Artikel über die Kreislauffunktion von Kugelhähnen, um mehr über dieses Thema zu erfahren.

Schritt 3: Material des Gehäuses

Das Gehäusematerial des Ventils sollte mit den für die Anwendung verwendeten flüssigen Medien kompatibel sein. Gängige Materialien und ihre Eigenschaften sind:

Messing

• Geeignet für neutrale und nicht-korrosive Medien.
• Messing ist vielseitig, langlebig und widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen.
• Nicht geeignet für Salzwasser (Meerwasser), destilliertes Wasser, Säuren und Chloride.

PVC

• Geeignet für korrosive Medien wie Meerwasser, die meisten Säuren und Basen, Salzlösungen und organische Lösungsmittel.
• Nicht beständig gegen aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe.
• Der Temperatur- und Druckbereich ist geringer als der von Messing und Edelstahl.

Edelstahl

• Sehr gute allgemeine chemische Beständigkeit gegen fast alle Medien.
• Sehr abriebfest und beständig gegen hohe Temperaturen und Drücke.
• Nicht geeignet für Salzsäure, Chloride, Brom und Bleichmittel. Andererseits hat Schwimmbadwasser eine geringe Chloridkonzentration, so dass die Verwendung von Edelstahl hier möglich ist.

Schritt 4: Siegel

Kugelhähne haben zwei Dichtungen. Sitzringe, die die Kugel am Ein- und Auslass umgeben, und ein O-Ring zur Abdichtung der Spindel. Die Sitzringe bestehen in der Regel aus PTFE. Für beide Dichtungen gilt, dass der Dichtungswerkstoff mit den für die Anwendung verwendeten flüssigen Medien kompatibel sein muss. Gängige Materialien und ihre Eigenschaften sind:

EPDM

• EPDM ist sehr gut geeignet für Wasser, Dampf, Ketone, Alkohole, Bremsflüssigkeiten, Säuren/Laugen in niedrigen Konzentrationen.
• Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse und Ozon.
• Typischer Betriebstemperaturbereich zwischen -10° und 130°C.

FKM (Viton)

• FKM hat eine ausgezeichnete chemische Gesamtbeständigkeit gegen Öle und Lösungsmittel wie aliphatische und aromatische Halogenkohlenwasserstoffe, Säuren, tierische und pflanzliche Öle.
• Typischer Betriebstemperaturbereich zwischen -10°C und 120°C.
• Es hat gute mechanische Eigenschaften, ist druckbeständig und für hohe Temperaturen geeignet (nicht für Heißwasser/Dampf).

NBR

• NBR hat eine gute Druck-, Reiß- und Verschleißfestigkeit.
• Verträglich mit Ölprodukten, Lösungsmitteln und Alkohol.
• Typische Betriebstemperatur bis zu 80°C.

PTFE (Teflon)

• PTFE ist gegen fast alle Flüssigkeiten beständig.
• PTFE ist relativ hart; dadurch eignet es sich für höhere Betriebsdrücke und -temperaturen.
• Typischer Betriebstemperaturbereich zwischen -30°C und 180°C.

Polyoxymethylen

• POM ist für Hochdruck- und Tieftemperaturanwendungen geeignet.

CSM (Hypalon)

• Hypalon ist bekannt für seine Beständigkeit gegen Chemikalien, extreme Temperaturen und ultraviolettes Licht.

Schritt 5: Anschlussart und -größe

Es gibt verschiedene Größen und Arten von Kugelhahnanschlüssen, um sie mit einem System zu verbinden. Die häufigsten sind:

• Standard-/Gewindekugelhahn: Gewindeverbindungen sind die am weitesten verbreitete Verbindungsart und werden in einem breiten Spektrum von Temperatur- und Druckanwendungen eingesetzt.
• Kugelhahn mit Flansch: Diese Kugelhähne haben einen Flanschanschluss, um den Anschluss mit dem Rohrleitungssystem zu verbinden. Diese Ventile werden häufig bei größeren Rohren eingesetzt. Bei der Auswahl eines Flanschkugelhahns müssen die Druckstufen und die Flanschdruckklasse berücksichtigt werden, die den höchsten Druck angibt, dem er standhalten kann.
• Geschweißter Kugelhahn: Bei der Schweißverbindung wird der Kugelhahn direkt mit dem Rohr verschweißt. Dieser Anschlusstyp ist für Anwendungen geeignet, bei denen keine Leckage erforderlich ist.
• Kugelhahn mit Überwurfmutter: Diese Ventile haben an jedem Anschluss einen Lösemittelanschluss. Der mittlere Teil des Ventils kann leicht demontiert und abgenommen werden, während das Ventil installiert ist. Dies ist für eine schnelle Reparatur und Wartung im Durchflusssystem geeignet.

Um mehr über die Anschlussarten von Kugelhähnen zu erfahren , lesen Sie unseren technischen Artikel über die Anschlussarten von Kugelhähnen.

Schritt 6: Durchflusskoeffizient (Kv)

Der Durchflusskoeffizient oder Kv-Wert wird als Durchflussmenge in^m3/h Wasser bei 20°C und einem Druckabfall von 1 bar angegeben. Der Durchflusskoeffizient kann wie folgt berechnet werden:

• Wo:
• Kv= Durchflusskoeffizient
• Q= Durchflussmenge (^m3/h)
• dP= Druckdifferenz (bar)
• SG= Spezifisches Gewicht (Wasser=1)

Verwenden Sie unseren Auslegungsrechner, um den Kv-Wert und die entsprechende Ventilgröße für Ihre Anwendung zu ermitteln. Alle unsere Ventile sind mit einem Kv-Wert gekennzeichnet, so dass Sie leicht die richtige Ventilgröße auswählen können.

Schritt 7: Druck

Stellen Sie sicher, dass der Kugelhahn dem minimalen und maximalen Druck im System standhält. Der Werkstoff des Gehäuses bestimmt den Druckbereich eines Kugelhahns mit. Bei maximalem Druck hat Edelstahl in der Regel den höchsten Wert, gefolgt von Messing und PVC-Gehäusen. Es ist wichtig, dass Sie das Datenblatt Ihres Kugelhahns prüfen, um den richtigen Druckbereich zu ermitteln.

Schritt 8: Temperatur

Vergewissern Sie sich, dass der Werkstoff des Ventils den maximalen und minimalen Temperaturanforderungen Ihres Betriebs standhält. Das Gehäuse und der Dichtungswerkstoff bestimmen in der Regel den Temperaturbereich eines Kugelhahns. Die üblichen Bereiche sind unten aufgeführt, aber prüfen Sie das Datenblatt Ihres Kugelhahns, um dies zu bestätigen.

• Kugelhahn aus Messing: -20°C bis 60°C (-4°F bis 140°F)
• PVC-Kugelhahn: -10°C bis 60°C (14°F bis 140°F)
• Kugelhahn aus Edelstahl: -40°C bis 220°C (-40°F bis 428°F)

Schritt 9: Zulassungen & Normen

Je nach Anwendung müssen Kugelhähne nach bestimmten Normen hergestellt werden oder von den zuständigen Behörden zugelassen werden, um für bestimmte Anwendungen wie Trinkwasser oder Gas eingesetzt werden zu können.

• Trinkwasser: WRAS-, KIWA- oder DVGW-Zulassungen
• Gas DVGW- oder EN-331-Zulassungen.
• ATEX: Die ATEX-Verordnungen sind zwei EU-Richtlinien, die Mindestanforderungen an die Sicherheit von Arbeitsplätzen und Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen festlegen.

Anwendungsbeispiel

Eine der häufigsten Anwendungen für Kugelhähne ist die Wasserleitung in Wohngebäuden. Wir gehen unseren Auswahlprozess für diesen Kugelhahn anhand der oben beschriebenen Schritte durch.

1. Art der Operation: Wir können einen manuellen Kugelhahn wählen, da diese Anwendung keine Automatisierung erfordert und manuell bedient werden kann.
2. Kreislauf Funktion: In diesem Fall können wir einen 2-Wege-Kugelhahn mit geradem Durchflussweg wählen.
3. Material des Gehäuses: Das Gehäuse aus Messing ist wegen der Wasserverträglichkeit geeignet.
4. Dichtungsmaterial: Wir sollten eine PTFE-Dichtung wählen, da sie trinkwasserverträglich ist.
5. Größe des Anschlusstyps: Wir können einen Standard-/Gewindekugelhahn für Trinkwasseranwendungen wählen.
6. Durchflusskoeffizient (Kv): Wir können den Kv-Wert berechnen, wenn wir den Eingangsdruck, den Ausgangsdruck und die Durchflussmenge des Wassers in^m3 im Inneren der Wohnung kennen. Für gängige Anwendungen, wie z. B. Wasserleitungen in Wohngebäuden, kann die Größe jedoch oft einfach anhand der umgebenden Rohrgröße und nicht anhand des Kv-Werts bestimmt werden.
7. Druck: Ein Messingventil kann einem maximalen Druck von bis zu 80 bar standhalten, was für unsere Ziele ausreichend ist.
8. Temperatur: Das Ventil sollte einem Temperaturbereich von -20°C bis 60°C standhalten können. Daher ist ein Messingventil am besten geeignet.
9. Zulassungen: Bei Verwendung für Trinkwasser ist darauf zu achten, dass die Armatur für Trinkwasseranwendungen zugelassen ist.

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