PVC-Kugelhähne - Wie sie funktionieren

Abbildung 1: Beispiel für einen PVC-Kugelhahn mit doppelter Verschraubung.

PVC-Kugelhähne (Polyvinylchlorid) sind weit verbreitete Kunststoff-Absperrventile. Das Ventil enthält eine Drehkugel mit einer Bohrung in der Mitte. Durch Drehen der Kugel um eine Vierteldrehung kann die Bohrung inline oder senkrecht zur Rohrleitung ausgerichtet werden, um den Medienstrom zu öffnen oder zu blockieren. PVC-Ventile sind langlebig, kostengünstig und werden für eine Vielzahl von Medien verwendet, darunter Wasser, Luft, korrosive Chemikalien, Säuren und Basen. Im Vergleich zu Kugelhähnen aus Messing oder Edelstahl haben sie eine geringere Temperatur- und Druckbeständigkeit sowie eine geringere mechanische Festigkeit. Sie sind mit verschiedenen Rohrleitungsanschlüssen erhältlich, wie z. B. Lösemittelmuffen (Klebeverbindung), verschiedenen Flanscharten oder Rohrgewinden. Ventile mit doppelter Verschraubung oder echter Verschraubung haben getrennte Rohrleitungsanschlüsse, die durch eine Gewindeverbindung am Ventilgehäuse befestigt sind. Ein echter Überwurfkugelhahn mit Muffen und manuellem Griff ist der gebräuchlichste. Das Ventil kann zum Austausch, zur Inspektion und zur Reinigung leicht ausgebaut werden. Wenn Sie mehr über diese vielseitigen Ventile erfahren möchten, lesen Sie unseren Artikel über Kugelhähne.

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PVC-Eigenschaften

Die nachstehende Liste gibt einen allgemeinen Überblick über die wichtigsten Eigenschaften des Materials:

Leicht, robust und langlebig
Recycelbar und relativ geringe Umweltbelastung im Vergleich zu anderen Kunststoffen
Keine Korrosion
Beständig gegen viele Chemikalien, Säuren und Basen
Wird häufig für sanitäre Anwendungen, wie z. B. Trinkwasser, verwendet. PVC ist ein wichtiges Material für die Lagerung und den Transport von Lebensmitteln.
Die meisten PVC-Kugelhähne bis DN50 haben eine maximale Druckstufe von PN16 (16 bar bei Raumtemperatur).

Konstruktion und Gestaltung

2-Wege

Ein 2-Wege-PVC-Kugelhahn ist ein gerades Kugelventil mit 2 Anschlüssen, einem Einlass und einem Auslass. Das Medium fließt in solchen Ventilen nur in eine Richtung, und sie werden als in Reihe mit dem Rest der Baugruppe betrachtet. Diese Ventile können entweder offen oder geschlossen sein. Die Vierteldrehung des Ventils erleichtert die Bedienung und die Feststellung, ob das Ventil offen oder geschlossen ist. Wenn der Griff des Ventils parallel zum Rohr oder Schlauch steht, ist das Ventil geöffnet, und das Medium fließt vom Einlass durch die Kugelbohrung und aus dem Auslass. Steht der Griff senkrecht zum Rohr oder Schlauch, ist das Ventil geschlossen und der Medienstrom wird abgesperrt.

3-Wege

Ein 3-Wege-PVC-Kugelhahn ist das am häufigsten verwendete Mehrwegeventil. Dieses Ventil hat 3 Anschlüsse und ist in zwei Ausführungen erhältlich: L-Anschluss und T-Anschluss. Dies bezieht sich auf die Bohrung in der Kugel, die den Weg des Medienstroms darstellt. Der T- oder L-Anschluss ermöglicht es dem 3-Wege-Kugelhahn, den Medienstrom zu mischen, zu verteilen oder umzuleiten. Daher ist es wichtig, die Anforderungen an die Bohrung zu kennen, um sicherzustellen, dass der gewünschte Mediendurchfluss möglich ist, da sich die Anschlüsse an unterschiedlichen Positionen befinden können. Diese manuellen 3-Wege-Ventile sind griffbetätigt. Durch Drehen des Griffs um eine Vierteldrehung wird die Durchflussrichtung entsprechend der Bohrung des Ventils geändert.

Abbildung 2: 3-Wege-Anschluss-Design (T-Anschluss und L-Anschluss)

ISO-top

Ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb kann die PVC-Kugelhähne mit ISO-Oberteil antreiben. Diese Ventile können als 2-Wege- oder 3-Wege-Ventile ausgeführt sein und sind eine hervorragende Lösung für die Fernsteuerung Ihres Ventils. Diese Ventile haben in der Regel einen ISO 5211 Standardflansch. Ventile mit einem ISO-5211-Flansch werden oft als "ISO-Top" bezeichnet. Bei der Auswahl eines Stellantriebs ist es wichtig zu prüfen, ob Armatur und Stellantrieb die gleiche Flanschgröße haben. Innerhalb der Norm ISO 5211 gibt es eine Reihe von Flanschgrößen, z. B. F03, F04, F05 und F07. Ein weiterer wichtiger Parameter für die Auswahl des richtigen Stellantriebs ist das Betätigungsmoment der Armatur. Bitte beachten Sie, dass die genauen Werte von mehreren Faktoren abhängen, z. B. von der Art des Mediums und dem Druck. Außerdem können die Werte je nach Hersteller variieren.

Abbildung 3: PVC-Kugelhahn ISO-Top

Herstellung von Polyvinylchlorid

PVC steht für Polyvinylchlorid und ist nach PE und PP das am dritthäufigsten verwendete synthetische Polymer. Es wird durch die Reaktion von 57% Chlorgas und 43% Ethylengas hergestellt. Chlorgas wird durch Elektrolyse von Meerwasser gewonnen, und bei der Destillation von Rohöl entsteht Ethylengas. Im Vergleich zu anderen Kunststoffen wird für die Herstellung von PVC deutlich weniger Rohöl benötigt (PE und PP benötigen etwa 97 % Ethylengas). Chlor und Ethylen reagieren und bilden Ethandichlor, das dann zu einem Vinylchlormonomer verarbeitet wird. Außerdem wird dieses Material zu PVC polymerisiert. Schließlich werden einige Zusatzstoffe verwendet, um Eigenschaften wie Härte und Elastizität zu verändern. Aufgrund des relativ einfachen Produktionsverfahrens und der großen Verfügbarkeit der Rohstoffe ist PVC im Vergleich zu anderen Kunststoffen ein kostengünstiges und relativ nachhaltiges Material. PVC ist sehr widerstandsfähig gegen Sonnenlicht, Chemikalien und Oxidation durch Wasser.

Was sind U-PVC und C-PVC?

U-PVC oder PVC-U ist eine Abkürzung für nicht weichgemachtes Polyvinylchlorid. Das Material wird auch als Hart-PVC bezeichnet. Wenn PVC als Material für das Ventilgehäuse genannt wird, handelt es sich immer um weichmacherfreies PVC. U-PVC enthält keine Phthalate; diese werden nur für Weich-PVC verwendet.

CPVC, oder chloriertes PVC, hat eine höhere Hitzebeständigkeit und kann für Warmwasser verwendet werden. Durch die Chlorierung von PVC wird CPVC gewonnen. Eine wässrige Lösung von PVC-Partikeln wird gechlort und mit UV-Licht bestrahlt. Der Chlorgehalt wird auf 67 Prozent erhöht. CPVC ist teurer als normales PVC und wird nur in Nischenanwendungen, wie z. B. Warmwasserbereitern, eingesetzt.

Auswahlkriterium

Die folgenden Auswahlkriterien sollten berücksichtigt werden, bevor Sie den PVC-Kugelhahn für Ihre Anwendung auswählen:

Ausführung der Bohrung: Der PVC-Kugelhahn kann als gerader 2-Wege-Hahn oder als 3-Wege-Hahn mit T- oder L-Anschluss ausgeführt sein. Für einen geraden Durchfluss wird ein 2-Wege-Ventil bevorzugt. Für Anwendungen wie Mischen, Verteilen oder Umleiten wird ein 3-Wege-Ventil verwendet.
Durchflussmedien: PVC-Ventile sind für korrosive Medien wie Meerwasser, Säuren, Basen, Salzlösungen und organische Lösungsmittel geeignet. PVC ist jedoch nicht beständig gegen aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe.
Temperatur: PVC hat einen relativ niedrigen Erweichungs- und Schmelzpunkt. Er hat einen Temperaturbereich von -15 bis 60°C.
Druck: PVC bietet einen niedrigeren Druck als Ventile aus Messing oder Edelstahl.
Kosten: PVC-Kugelhähne sind im Vergleich zu Kugelhähnen aus Messing und Edelstahl die kostengünstigste Alternative.

Wenn Sie mehr über die richtige Auswahl eines Kugelhahns für Ihre Anwendung erfahren möchten, lesen Sie unseren technischen Artikel über die Auswahl von Kugelhähnen!

Anwendungen

PVC-Ventile werden in einer Vielzahl von gewerblichen und privaten Anwendungen intensiv genutzt. Eine Liste typischer Märkte, in denen PVC-Kugelhähne verwendet werden, umfasst