GegenüberAbsperrschieber, Absperrventil- und Rückschlagventil-Design, ist die Geschichte des Kugelhahns viel kürzer. Obwohl das erste Kugelhahnpatent 1871 erteilt wurde, dauerte es 85 Jahre, bis der Kugelhahn kommerziell erfolgreich wurde. Polytetrafluorethylen (PTFE oder „Teflon“) wurde während der Entwicklung der Atombombe im Zweiten Weltkrieg entdeckt und sollte zum Katalysator für den Beginn der Kugelhahnindustrie werden. Kugelhähne sind in allen Materialien erhältlich, von Messing über Kohlenstoffstahl und Edelstahl bis hin zu Zirkonium.

Es gibt zwei Grundtypen: Schwimmkugeln und Zapfenkugeln. Diese beiden Konstruktionen ermöglichen den Bau effektiver Kugelhähne von ¼" bis 60" und größer. Im Allgemeinen wird die Schwimmkugelausführung für kleinere Ventile mit niedrigerem Druck verwendet, während die Zapfenkugelausführung für größere Ventile mit höherem Druck verwendet wird.

VM SUM21 BALL API 6DKugelhahnAPI 6D-Kugelhähne verwenden diese beiden Kugelhahntypen aufgrund ihrer Dichtungsmethoden und der Art und Weise, wie die Flüssigkeitskraft von der Rohrleitung zur Kugel fließt und sich dann auf den Ventilsitz verteilt. Bei der schwimmenden Kugelausführung sitzt die Kugel fest zwischen zwei Sitzen, einem vor- und einem nachgeschalteten. Die Kraft der Flüssigkeit wirkt auf die Kugel und drückt sie in den Ventilsitz im nachgeschalteten Ventilkörper. Da die Kugel die gesamte Durchflussöffnung abdeckt, drückt die gesamte Strömungskraft die Kugel in den Ventilsitz. Ist die Kugel zu groß und der Druck zu hoch, wirkt die Kraft auf den Ventilsitz zu groß, da das Betätigungsdrehmoment zu groß ist und das Ventil nicht betätigt werden kann.

Schwimmkugelhähne gibt es in verschiedenen Gehäuseformen, am beliebtesten ist jedoch der zweiteilige Endeinlass. Weitere Gehäuseformen sind dreiteilige und Top-Entry-Hähne. Schwimmkugelhähne werden in Größen bis zu 24 Zoll und 300er-Graden hergestellt, der tatsächliche Anwendungsbereich von Schwimmkugelhähnen ist jedoch in der Regel deutlich geringer – das Maximum liegt bei etwa 12 Zoll.

Obwohl Kugelhähne in erster Linie als Ein-/Aus- oder „Stopp“-Ventile konzipiert sind, können einige Kugelhähne und V-Port-VentileKugelhahnDesigns machen sie ideal für kontrollierte Anwendungen.

Elastischer Sitz
VM SUM21 BALL Flanschkugelhahn Flanschkugelhahn Kleinere schwimmende Kugelhähne können in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, von Haushaltsrohren bis hin zu Rohren, die die anspruchsvollsten Chemikalien enthalten. Das gängigste Sitzmaterial für diese Ventile ist eine Art Thermoplast, wie z. B. PTFE. Ventilsitze aus Teflon eignen sich gut, da sie weich genug sind, um auf polierten Metallkugeln gut abzudichten, aber stark genug, um nicht aus dem Ventil zu blasen. Die beiden Hauptprobleme dieser Ventile mit weichen Sitzen sind, dass sie leicht zerkratzen (und möglicherweise undicht werden) und dass die Temperatur auf unter den Schmelzpunkt des Thermoplastsitzes begrenzt ist – etwa 232 °C (450 °F), je nach Sitzmaterial.

Viele Kugelhähne mit elastischem Sitz zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Brandfall, wenn der Hauptsitz schmilzt, ordnungsgemäß abdichten. Dies wird als feuerfeste Konstruktion bezeichnet. Die Sitztasche hält nicht nur den elastischen Sitz an Ort und Stelle, sondern bietet auch eine metallische Sitzfläche, die bei Kontakt mit der Kugel eine teilweise Abdichtung gewährleistet. Gemäß den Brandprüfnormen 607 oder 6FA des American Petroleum Institute (API) wird das Ventil auf seine Brandschutzkonstruktion geprüft.

Zapfenkonstruktion
VM SUM21 BALL API 6D Zapfenkugelhahn API 6D Zapfenkugelhahn Wenn ein Kugelhahn mit größerer Größe und höherem Druck benötigt wird, wird ein Zapfentyp verwendet. Der Unterschied zwischen dem Zapfentyp und dem schwimmenden Typ besteht darin, dass die Zapfenkugel durch den unteren Zapfen (kurze Pleuelstange) und die obere Stange im Hauptkörper fixiert ist. Da die Kugel nicht in den Ventilsitz „schwimmen“ kann, um einen Zwangsschluss zu erreichen, muss der Ventilsitz auf der Kugel schwimmen. Die Konstruktion des Zapfensitzes bewirkt, dass der Sitz durch den Vordruck stimuliert und zum Abdichten in die Kugel gedrückt wird. Da die Kugel, abgesehen von ihrer 90°-Drehung, fest an ihrem Platz fixiert ist, wird die Kugel durch die außergewöhnliche Kraft und den Druck der Flüssigkeit nicht im Ventilsitz eingeklemmt. Stattdessen wirkt die Kraft nur auf einen kleinen Bereich außerhalb des schwimmenden Sitzes.

VM SUM21 BALL Endeinlass-Design Der Zapfenkugelhahn mit Endeinlass-Design ist der leistungsstarke große Bruder des Schwimmkugelhahns und kann daher große Aufgaben bewältigen – hohen Druck und große Rohrdurchmesser. Zapfenkugelhähne werden mit Abstand am häufigsten im Sanitärbereich eingesetzt.