Die Auswahl eines Ventils ist ein sehr wichtiger Schritt bei der Planung eines Flüssigkeitssystems, da der falsche Ventiltyp zu vielen Problemen führen kann. Unter allen Armaturentypen sind der Schieber und der Kugelhahn zwei der am häufigsten verwendeten Armaturen in Technik und Technologie. Obwohl beide zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchflusses verwendet werden, unterscheiden sie sich in Konstruktion, Funktionsweise und Anwendung. Es ist wichtig, diese Unterschiede zu verstehen, um die besten Ergebnisse in Bezug auf Systemleistung, Produktivität und Sicherheit in zahlreichen Branchen zu erzielen. Dieser Artikel befasst sich mit der detaillierten Beschreibung von Schiebern und Kugelhähnen, die Ihnen helfen wird, die richtige Wahl für Ihre Anwendung zu treffen.
Was ist ein Absperrschieber?
In seiner einfachsten Form ist ein Schieber ein Ventil mit linearer Bewegung, das den Durchfluss von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit öffnet oder absperrt. Seine Hauptanwendung besteht darin, den Flüssigkeitsstrom vollständig zu öffnen oder zu sperren, wobei in der offenen Stellung ein voller Durchfluss und in der geschlossenen Stellung kein Durchfluss möglich ist. Zu den gebräuchlichsten Arten von Absperrschiebern gehören Parallelschieber, Keilschieber (Vollkeil, flexibler Keil und geteilter Keil) und Durchgangsschieber, die für unterschiedliche Hochdruck- und Temperaturbedingungen entwickelt wurden.
Was ist ein Kugelhahn?
Ein Kugelhahn ist eine Art Drehventil, das sich mit Hilfe einer kugelförmigen Scheibe, die in der Mitte ein Loch hat, um eine Vierteldrehung dreht, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Kugelhähne zeichnen sich dadurch aus, dass sie schnell schließen, dicht abschließen und relativ klein sind, was sie für den Einsatz in Wasserversorgungssystemen geeignet macht. Es gibt verschiedene Arten von Kugelhähnen, wie z. B. Kugelhähne mit vollem Durchgang, Kugelhähne mit reduziertem Durchgang, Kugelhähne mit V-förmigem Durchgang und Kugelhähne mit Zapfen, die jeweils unterschiedliche Durchflusskoeffizienten und Druckstufen aufweisen. Das Hauptelement ist eine Hohlkugel mit einer drehbaren Bohrung.
Schieber und Kugelhahn: Wie werden sie verglichen?
Arbeiten
Aufbau und Struktur
Der Aufbau von Absperrschiebern und Kugelhähnen weist ebenfalls einige Unterschiede auf, die wie folgt umrissen werden können: Ein Absperrschieber besteht aus einem Gehäuse, einer Haube, einem Schieber, Sitzringen, einer Spindel und einem Antrieb, der handbetätigt oder automatisch sein kann. Der Schieber gleitet mit Hilfe der Sitzringe entlang der Spindel, um den Durchfluss zu regulieren. Kugelhähne hingegen bestehen in der Regel aus einem Gehäuse, einer Kugel, Sitzen, einer Spindel und einem Stellantrieb. Die Kugel mit ihrer einzigartigen Bohrung ist das wichtigste Bauteil zur Durchflussregelung, das sich dreht, um die Sitze zu öffnen oder zu schließen und so den Durchfluss von Flüssigkeiten zu ermöglichen oder zu verhindern. Absperrschieber sind in der Regel größer und schwerer als Kugelhähne derselben Größe und Druckklasse, was hauptsächlich auf den für die Bewegung des Schiebers erforderlichen Platz zurückzuführen ist.
Durchflusskontrolle
Bei der Durchflussregelung werden Schieber hauptsächlich für Auf-Zu-Anwendungen in großen Wasserversorgungsleitungen verwendet. Sie sind nicht sehr effektiv bei der Kontrolle oder Steuerung des Durchflusses. Zu den Problemen, die sich aus der teilweisen Öffnung eines Schiebers ergeben können, gehören strömungsbedingte Vibrationen, Erosion des Schiebers und der Sitze aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die durch die eingeschränkte Öffnung strömt, sowie Ventilschäden. Kugelhähne werden hauptsächlich für den Auf/Zu-Betrieb verwendet, können aber ein gewisses Maß an Drosselung bieten, insbesondere wenn die Kugel eine V-förmige Öffnung hat. Die Drosselung mit einem Standard-Kugelhahn kann jedoch auch zu Sitzverschleiß führen, wenn sie über einen längeren Zeitraum hinweg durchgeführt wird. Für die Durchflussregelung ist der Einsatz von Regelventilen empfehlenswerter als der von Schieber- und Kugelhähnen.
Anwendungen
Absperrschieber werden in Prozessen eingesetzt, bei denen ein großer und freier Durchfluss des Mediums erforderlich ist und das Ventil nicht häufig geöffnet oder geschlossen wird. Beispiele hierfür sind:
-
Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen
-
Öl- und Gaspipelines
-
Kraftwerke
-
Bergbauarbeiten
-
Handhabung von Schüttgut
Kugelhähne werden aufgrund ihrer schnellen Funktionsweise und ihrer Fähigkeit, abzusperren und abzudichten, in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, wie z. B:
-
HVAC-Systeme
-
Verteilung von Erdgas
-
Chemische Verarbeitung
-
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
-
Pharmazeutika
-
Automatisierte Prozessleitsysteme
Sie hängt hauptsächlich von den Anforderungen des Systems ab, z. B. davon, ob ein schnelles Schließen, eine dichte Abdichtung oder ein geringer Druckabfall erforderlich ist.
Versiegelungsleistung
Die Dichtheit ist einer der wichtigsten Aspekte der Ventilleistung, und sowohl Schieber als auch Kugelhähne weisen unterschiedliche Dichtheitsgrade auf. Kugelhähne, insbesondere solche mit weichen Sitzen (PTFE oder Elastomer), sind in Bezug auf die Abdichtung relativ effektiver als Schieberventile. Dies ist auf die Kugelform und den gleichmäßigen Kontakt mit den Sitzen entlang der Dichtfläche zurückzuführen. Schieberventile sind darauf angewiesen, dass sich der Schieber auf den Sitzen schließt, um eine Dichtung zu erzeugen. Im Laufe der Zeit können die Dichtflächen der Schieber je nach Häufigkeit der Nutzung des Ventils oder wenn die durch das Ventil fließende Flüssigkeit abrasive Stoffe enthält, die zu Leckagen führen können, einem Verschleiß unterliegen.
Nutzungsdauer
Die Lebensdauer sowohl von Schiebern als auch von Kugelhähnen hängt vom verwendeten Material, den Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur, Art der Flüssigkeit) und der Nutzungshäufigkeit ab. Im Allgemeinen sind Kugelhähne weniger komplex konstruiert und haben weniger bewegliche Teile, so dass sie insbesondere bei zyklischem Betrieb eine längere Lebensdauer haben. Durch die Vierteldrehung wird auch der Verschleiß der Innenteile verringert. Bei Schieberventilen kann es aufgrund der Bandbewegung zu einem stärkeren Verschleiß des Schiebers und der Sitze kommen, insbesondere wenn das Ventil zum Drosseln verwendet wird. In den Fällen, in denen sie hauptsächlich in vollständig geöffneter oder geschlossener Stellung verwendet werden und keinen harten Bedingungen ausgesetzt sind, können Schieber jedoch auch lange Zeit ihren Dienst tun und die Haltbarkeit des gesamten Systems gewährleisten.
Wartung und Reinigung
Die Wartung von Schieberventilen und Kugelhähnen unterscheidet sich aufgrund der Bauweise der beiden. Schieberventile sind in der Regel wartungsintensiver, da sich viele Teile bewegen und Schieber und Sitze verschleißen. Die Wartung der Spindel kann häufiges Schmieren erfordern, während die Stopfbuchspackung auf eventuelle Leckagen überprüft werden muss. Auch die Reinigung kann bei Schieberventilen komplizierter sein, da sich in der Regel Ablagerungen und Verunreinigungen in den Hohlräumen absetzen können. Kugelhähne sind vergleichsweise weniger komplex und benötigen daher auch weniger Wartung. Dennoch können die Sitze von Kugelhähnen durch abrasive Flüssigkeiten oder hohen Druck abgenutzt werden. Die Reinigung eines Kugelhahns ist in der Regel einfach, manchmal reicht es aus, den Hahn zu öffnen und zu spülen.
Faktoren, die bei der Wahl zwischen Schieber und Kugelhahn zu berücksichtigen sind
Flüssigkeitstyp
Die Art der Flüssigkeit, die durch das System geleitet werden soll, ist ein entscheidender Faktor für die Wahl des Ventils. Für saubere, nicht viskose Flüssigkeiten können sowohl Schieber als auch Kugelhähne die bessere Wahl sein. Bei Flüssigkeiten, die Schwebstoffe oder Schlämme enthalten, können Schieberventile jedoch aufgrund der Gleitbewegung des Schiebers anfälliger für Verstopfungen oder Sitzbeschädigungen sein. Kugelhähne, die sich bei der Drehung der Kugel selbst reinigen, sind bei solchen Anwendungen möglicherweise vorzuziehen. Bei stark korrosiven Flüssigkeiten ist der Werkstoff der Ventilteile (Gehäuse, Sitze, Dichtungen) von entscheidender Bedeutung, und beide Ventiltypen werden aus verschiedenen korrosionsbeständigen Werkstoffen hergestellt und können Gase aufnehmen.
Installationsraum
Auch die Größe des Einbauraums kann darüber entscheiden, ob ein Schieber oder ein Kugelhahn verwendet wird. Kugelhähne sind im Allgemeinen kompakter gebaut als Schieber gleicher Nennweite und Druckstufe. Daher werden Kugelhähne in vielen Systemen bevorzugt, da sie in vielen Fällen weniger Einbauraum benötigen. Bei Schieberventilen ist ein größerer Hub erforderlich, damit der Schieber bei voller Öffnung vollständig angehoben werden kann, was bei einigen Anwendungen eine Einschränkung darstellen kann.
Kosten
Die Anschaffungskosten für Schieber und Kugelhähne können je nach Größe, Druckklasse, Konstruktionsmaterial und Marke unterschiedlich sein. Im Allgemeinen können die Kosten für Kugelhähne in kleinen Größen und niedrigen Druckklassen etwas höher sein als für Schieber. Bei großen Größen und hohen Druckklassen ist der Kostenunterschied jedoch nicht so groß, und manchmal sind die Schieber sogar billiger. In die Gesamtkosten sollten auch die langfristigen Kosten einbezogen werden, z. B. die Kosten für die Instandhaltung der Ausrüstung und die Kosten für den Austausch der Ausrüstung in naher Zukunft.
Druck
Für niedrige bis mittlere Drücke bis zur ANSI Class 300 können sowohl Schieber als auch Kugelhähne verwendet werden, wobei die Kugelhähne aufgrund ihrer besseren Abdichtung und schnellen Betätigung bevorzugt werden. Bei Hochdruckanwendungen (ANSI Class 600+) ist für beide die Verwendung von Sonderausführungen erforderlich. Schieberventile werden für sehr hohe Drücke eingesetzt, aber es gibt auch Hochdruck-Kugelhähne mit Zapfenbefestigung. Es ist immer darauf zu achten, dass die Druckstufe des Ventils höher ist als der maximale Druck und der hydraulische Stoß des Systems.
Temperatur
Ein weiterer Faktor, der sich auf die Wahl des Ventils auswirkt, ist die Temperatur der zu transportierenden Flüssigkeit. Schieber und Kugelhähne können mit verschiedenen Materialien für das Gehäuse, die Sitze und die Dichtungen bestellt werden, die für unterschiedliche Temperaturbereiche geeignet sind. Die Temperatur spielt eine wichtige Rolle für die Leistung und Haltbarkeit des Ventils und kann daher entweder hoch oder niedrig sein. So können beispielsweise hohe Temperaturen zu einer Verschlechterung einiger weicher Sitzmaterialien führen, die in Kugelhähnen verwendet werden. Die folgende Tabelle zeigt die ungefähren Temperaturgrenzen für die am häufigsten verwendeten Armaturenwerkstoffe:
| Material | Typischer Temperaturbereich (°C) | Typischer Temperaturbereich (°F) |
| Kohlenstoffstahl | -29 bis 427 | -20 bis 800 |
| Rostfreier Stahl | -196 bis 538 | -320 bis 1000 |
| PTFE (Teflon) | -200 bis 260 | -328 bis 500 |
| EPDM | -50 bis 150 | -58 bis 302 |
| Buna-N (Nitril) | -40 bis 121 | -40 bis 250 |
Ventilbetätigung: Der nächste Schritt für Schieber und Kugelhähne
Obwohl Handrad- oder Hebelbetrieb für Schieber und Kugelhähne typisch ist, gibt es viele Anwendungen, bei denen eine Fernsteuerung oder automatische Steuerung erforderlich ist. Hier kommt die Ventilbetätigung ins Spiel. Sowohl bei Schiebern als auch bei Kugelhähnen können pneumatische, elektrische und hydraulische Antriebe eingesetzt werden. Pneumatische Antriebe arbeiten nach dem Prinzip der Druckluft, um die notwendige Kraft für die Betätigung der Armatur aufzubringen, was sie zu einer kostengünstigen und effizienten Lösung für viele Anwendungen macht. Elektrische Antriebe arbeiten mit einem Elektromotor, der das für die Betätigung der Armatur erforderliche Drehmoment liefert, und lassen sich leicht mit den Steuerungssystemen verbinden.
Wir sind ein professioneller Hersteller von betätigten Ventilen in China, Vincer ist bestrebt, die innovativsten Ventillösungen anzubieten. Unser Engagement für Qualität und Sicherheit wird durch unsere verschiedenen Zertifizierungen unterstrichen, darunter CE, ISO9001:2015, FDA und RoHS, die unsere Einhaltung der europäischen Sicherheitsstandards, der internationalen Qualitätsmanagementsysteme und der strengen Sicherheits- und Umweltvorschriften belegen. Darüber hinaus gewährleistet unser aktualisiertes SIL-Zertifikat, dass unsere Produkte strenge Sicherheitsintegritätsniveaus erfüllen. Wir widmen uns der unabhängigen Forschung, Entwicklung, Produktion und Vermarktung von elektrisch und pneumatisch Schieber und Kugelhähne. Ob Sie benötigen Elektrokugelhähne für eine präzise Durchflussregelung oder pneumatische Absperrschieber für eine zuverlässige Absperrung, Vincer bietet eine breite Palette von Produkten für Ihre Bedürfnisse.
Schlussfolgerung
Die Auswahl des richtigen Ventils ist entscheidend für den Erfolg eines jeden Fluid-Handling-Systems. Die Entscheidung zwischen diesen beiden Arten von Ventilen hängt von der Art der Anwendung, der Art der Flüssigkeit, dem Druck, der Temperatur, dem verfügbaren Platz, den Kosten und der Frage ab, ob das Ventil betätigt werden muss. Nur wenn man die Unterschiede und Stärken der beiden Arten von Ventilen kennt, kann man die richtige Wahl treffen und ein besseres und effizienteres Fluid-Handling-System aufbauen.
German 
English 
French 
Spanish 
Italian 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Russian 
Chinese 
Finnish