Warum lassen sich Kugelhähne schnell öffnen und schließen?

Der Grund warumKugelhähneDie Möglichkeit, ein schnelles Öffnen und Schließen zu erreichen, liegt an ihrer einzigartigen mechanischen Struktur und ihrem Fluiddynamik-Design. Die Öffnungs- und Schließkomponente ist eine Kugel mit einem kreisförmigen Durchgangsloch, die durch den Ventilschaft angetrieben werden kann, um sich um 90 Grad um ihre eigene Achse zu drehen, um den Zustandswechsel abzuschließen – wenn das Durchgangsloch der Kugel mit der Rohrleitungsachse ausgerichtet ist, ist das Ventil vollständig geöffnet; Nach einer Drehung um 90 Grad steht das Durchgangsloch senkrecht zur Rohrleitung und das Ventil ist vollständig geschlossen. Diese „Vierteldrehung“-Konstruktion vereinfacht den Öffnungs- und Schließvorgang in eine Drehbewegung innerhalb einer einzigen Ebene und verkürzt so den Betätigungsweg erheblich.

Aus Sicht der mechanischen Struktur ist die Kugel desKugelhahnVerwendet eine Dichtungsmethode mit „Linienkontakt“ oder „Oberflächenkontakt“ mit dem Ventilsitz. Am Beispiel eines schwimmenden Kugelhahns bewegt sich die Kugel unter dem Druck des Mediums in Richtung des Auslassventilsitzes, bildet eine selbstdichte Dichtung und verringert den Reibungswiderstand beim Öffnen und Schließen. Das feste Kugelventil wird durch die Lager des oberen und unteren Ventilschafts getragen, sodass die Kugel beim Drehen nur die geringe Reibungskraft zwischen Ventilsitz und Kugel überwinden muss. Durch diese Konstruktion ist die Kugel nahezu unbeeinflusst vom Flüssigkeitswiderstand während der Rotation und eignet sich besonders für Hochdruckbedingungen. In der petrochemischen Industrie beispielsweise können pneumatische Kugelhähne DN300 das Öffnen und Schließen in 0,5 Sekunden abschließen, viel schneller als Absperrschieber oder Kugelhähne, die mehrere Umdrehungen erfordern.

Die Fluiddynamik-Eigenschaften verbessern die schnelle Reaktionsfähigkeit desKugelhahn. Der Strömungskanal des Kugelhahns mit vollem Durchgang stimmt vollständig mit dem Innendurchmesser der Rohrleitung überein und es entsteht nahezu kein Druckabfall, wenn die Flüssigkeit hindurchströmt. Durch die Trägheit des Mediums entsteht beim Öffnen und Schließen kein zusätzlicher Widerstand. Im Gegensatz dazu kann die Scheibe der Absperrklappe während der Rotation einige der Strömungskanäle blockieren, was dazu führt, dass die Flüssigkeit einen umgekehrten Schub auf die Scheibe ausübt und die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit beeinträchtigt. Der Schieber des Absperrschiebers muss mit einem langen Hub vertikal angehoben und abgesenkt werden und wird leicht durch die Viskosität des Mediums beeinflusst. Experimentelle Daten zeigen, dass in DN200-Rohrleitungen die Öffnungs- und Schließzeit von Kugelhähnen 40 % kürzer ist als die von Absperrklappen derselben Spezifikation und 70 % kürzer als die von Absperrschiebern.

Darüber hinaus unterstützt die Antriebsart des Kugelhahns dessen schnelles Öffnen und Schließen. Pneumatische, elektrische oder hydraulische Antriebe können sofort ein hohes Drehmoment abgeben und die Kugel innerhalb von 0,1 Sekunden um 90 Grad drehen. Beispielsweise kann in einem Erdgas-Notabschaltsystem ein pneumatischer Kugelhahn durch den Empfang elektrischer Signale den Luftstrom innerhalb von 0,3 Sekunden unterbrechen und so eine Eskalation von Unfällen wirksam verhindern. Diese Reaktionsfähigkeit im „Millisekundenbereich“ wird von herkömmlichen manuellen Ventilen nicht erreicht.