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Jul 22, 2023

Neues Kugelhahndesign von AS

Als Leseliste speichern Veröffentlicht von Lydia Woellwarth, Redakteurin World Pipelines, Montag, 2. Juli 2018, 14:40 Uhr

Anlagenbauer stehen oft vor der Herausforderung, für extreme Betriebsbedingungen genau die richtige Ventil-/Verteileranwendung zu finden. Für Prozessanlagen kann AS-Schneider den Einsatz metallisch dichtender Kugelhähne empfehlen, wenn abrasive Produkte, hohe Temperaturen und Drücke vorhanden sind. Extreme Betriebsbedingungen mit Temperaturen bis 450°C und Drücken bis 420 bar erfordern eine spezielle Dichtungstechnik für Kugelhähne. Standard-Kugelhähne mit weichem Sitz sind für solche Anforderungen einfach nicht geeignet. Ihre Plastiksitze würden versagen.

Abbildung 1: Beim metallisch dichtenden Kugelhahn von AS-Schneider sind Sitz- und Kugeloberflächen mit Hartmetall- und Hartmetallverbindungen beschichtet.

Steht Dichtheit im Widerspruch zu einem gleichmäßigen Betätigungsmoment?

Bei einer konventionellen Bauweise wird die Kompressionskraft (bei den Graphitdichtungen am Kugelsitz zum Körper hin) direkt über die Kugel eingeleitet, wodurch sich beim Zusammendrücken der Dichtung auch der Anpressdruck des Kugelsitzes auf die Kugel erhöht. Diese erhöhte Kontaktkraft wirkt sich negativ auf das Betätigungsmoment aus. Der Ball läuft sehr schwer. Daher begrenzen viele Hersteller ihre metallisch dichtenden Kugelhähne auf einen maximal zulässigen Druck von 100 bar – denn das ist die Grenze, die noch eine Betätigung des Ventils zulässt.

Abbildung 2: Herkömmliche Kugelhahnkonstruktion – die zur Aufrechterhaltung der Dichtheit erforderlichen Kräfte beanspruchen alle Komponenten – sogar die Kugel und die Sitze. Das Betätigungsdrehmoment ist dadurch sehr hoch.

Reduziert man die Krafteinwirkung, wird die Betätigung leichter, allerdings reicht dann die Kompression der Graphitdichtung am Sitzhalter nicht aus, um bis 420 bar zuverlässig abzudichten. Im Bereich des Kugelsitzes kommt es zu Undichtigkeiten.

So was jetzt? Dieses Problem wurde vom Entwicklungsteam von AS-Schneider nicht ignoriert. Sie suchten nach einer Lösung und entwickelten das Kugelhahndesign „Dissolution“. Das patentierte Design sorgt für eine optimale Verteilung der Kräfte und Lasten im Kugelhahn, sodass diese nur dort auftreten, wo sie tatsächlich benötigt werden. Dadurch lässt sich der Kugelhahn auch bei hohen Drücken bis 420 bar problemlos betätigen.

So funktioniert es – „Dissolution“-Kugelhahndesign

Die Kräfte, die zur Aufrechterhaltung der Dichtheit zwischen Kugelsitz und Ventilkörper erforderlich sind, werden nur auf die entsprechenden Graphitdichtringe geleitet. Die Kugel ist nur federbelastet, was einen geringen, definierten Mindestdruck der Kugeln auf den Kugelsitz gewährleistet. Dadurch kann das Betätigungsmoment deutlich reduziert werden, was dem Bediener eine einfache Bedienung des Kugelhahns ermöglicht. Gleichzeitig bietet diese Konstruktion höchste Dichtheit und lange Lebensdauer.

Abbildung 3: „Dissolution“-Kugelhahndesign – die Kräfte, die zur Aufrechterhaltung der Dichtheit zwischen Kugelsitz und Ventilkörper erforderlich sind, werden nur auf die entsprechenden Graphitdichtringe geleitet. Die Kugel ist ausschließlich federbelastet, was einen geringen, definierten Mindestdruck der Kugeln auf den Kugelsitz gewährleistet. Ein reibungsloser Betrieb ist die Folge.

Lesen Sie den Artikel online unter: https://www.worldpipelines.com/product-news/02072018/new-ball-valve-design-by-as-schneider/

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