Motorisierte Kugelhähne: Funktion, Vorteile und Anwendungen

Was ist ein motorisierter Kugelhahn?

Motorisierte Kugelhähne sind automatische Kugelhähne, die zur Steuerung des Wasserflusses verwendet werden. Ventile können hohe Durchflussraten, Notabschaltung und Verhinderung von Wasserschlag bieten. Elektrisch motorisierte Kugelhähne, auch als betätigte Kugelhähne bezeichnet, sind beliebte Magnetventile, die in einer großen Spannungsvielfalt, Funktionen und Gehäusematerialien erhältlich sind, um Anforderungen zu erfüllen. Verschiedene Arten von Magnetventilen werden in modernen Maschinen und Anlagen häufig eingesetzt.

Der Kugelhahn ist ein Steuerungsventil mit Viertelumdrehung und besteht generally aus einer hohlen, schwenkbaren, perforierten Kugel zur Regelung des Wasserflusses. Wenn der motorisierte Kugelhahn offen ist, steht das Loch in Reihe mit dem Flüssigkeitsfluss, während es bei geschlossener Position um 90 Grad unter Steuerung geschwenkt wird. Motorisierte Kugelhähne sind typischerweise langlebig und zuverlässig für sicheres Schließen nach zahlreichen Zyklen oder längeren Stillstandszeiten. Die besonderen Eigenschaften machen sie zu einer essenziellen Investition für Absperr- und Durchflussregelungsanwendungen.

Kugelhähne gibt es in verschiedenen Bohrungsstilen und Kugelmechanismen sowie für unterschiedliche Arbeitsdrücke. Sie können basically in Hochdruck- und Niederdruck-Kugelhähne klassifiziert werden. Hochdruck-Kugelhähne in der Industrie werden typischerweise bei Drücken über 3000 psi eingesetzt.

Aufbau motorisierter Kugelhähne

Motorisierte Kugelhähne werden elektrisch beaufschlagt oder spannungsfrei geschaltet, um die Ein/Aus-Regelung für Flüssigkeitsströme bereitzustellen. Diese betätigten Ventile, im Gegensatz zu manuellen Ventilen, die manuelles Drehen von Hebel oder Getriebe erfordern, kann der Elektromotor den Kugelhahn nach Empfang der Befehle automatisch öffnen und schließen.

Der Aufbau eines motorisierten Kugelhahn-Produkts ist generally eine Kombination aus dem Kugelhahn, der an einen elektrischen Antrieb angebaut ist. Um den automatisierten Mechanismus elektrisch zu betreiben, müssen Kugelhahn und Antrieb zum Verschrauben fähig sein.

Zur Herstellung eines solchen Ventilprodukts integrieren moderne betätigte Ventilhersteller die Montage generally als Teil des „Ventilgusses“, wodurch der Kugelhahnenkörper und die gegossene Montageplatte direkt am Antrieb installiert werden können. Motorisierte Kugelhähne mit dieser Anordnung werden als Direktmontageventile bezeichnet.

Wie werden motorisierte Kugelhähne betätigt?

Elektrische Antriebe motorisierter Kugelhähne sind in einer breiten Spannungs- und Drehmomentpalette erhältlich. Die verfügbaren Spannungsbereiche moderner betätigter Kugelhähne reichen von 12 V bis 240 V, AC oder DC, was für den Anwender sehr flexibel ist. Beim Drehmoment im betätigten Kugelhahnsystem liegt der Bereich bei 17 Nm bis 600 Nm mit dem leistungsstarken Antrieb heute. Mehrspannungsantriebe in motorisierten Kugelhähnen können Eingangsspannungen automatisch erfassen und die interne Spannung zur Reaktion steuern.

Abhängig vom Ventilgehäusetyp und Anwendungen benötigen Antriebsventile unterschiedliche Funktionalitäten für hochleistungsfähige Durchflusssteuerungsoperationen. Für motorisierte Kugelhähne oder Klappenventile, die Kugel oder Scheibe zur Regelung der Wasserströme drehen, muss der elektrische Antrieb nur 90 Grad drehen, um den Ein/Aus-Mechanismus vollständig abzuschließen.

Zum Vergleich gibt es andere motorisierte Ventiltypen, die Mehrumdrehungsantriebe erfordern, die für lineare Anwendungen wie Schieberventile, Absperrventile usw. verwendet werden. Die lineare Bewegung direkt auszuführen kann teuer und ungenau sein, was durch eine drehende Gewindespindel erreicht werden kann, die von einem Motor angetrieben wird.

Anwendungen motorisierter Kugelhähne

● Ein/Aus-Steuerung:

Motorisierte Kugelhähne können von offen auf vollständig geschlossen geschaltet werden, ohne Zwischenstopps. Jedes Mal, wenn das betätigte Kugelhahn den Zyklus von Öffnen und Schließen abschließt, schaltet der Elektromotor durch interne Nocken, die die Endschalter betätigen, ab.

Beispielsweise: Wenn der Elektromotor ein Signal zum Schließen des motorisierten Kugelhahns empfängt, wird der Motor beaufschlagt und dreht, um den Kugelhahn zu schließen. Anschließend wandern die Endschalter auf der Nocke, während die interne Nocke auf der Welle rotiert, bis der Nockenzapfen den Schalter betätigt, um den Elektromotor zu stoppen und den Stromkreis zu unterbrechen.

● Positioniersteuerung:

Eine andere Anwendungsart erfordert, dass motorisierte Kugelhähne teilweise öffnen oder schließen, verschiedene Wasserflussbedingungen erkennen und darauf reagieren. Hier kann das Ziel durch Einbindung eines digitalen Positionssensors erreicht werden.

Abhängig von den speziellen Durchflussanforderungen wird das externe Steuersignal erzeugt. Dieses Eingangssignal wird vom Antrieb der motorisierten Kugelhähne kontinuierlich mit der tatsächlichen Position über das Rückmeldungselement verglichen. Anschließend werden die betätigten Kugelhähne angesteuert, um die Befehle auszugleichen und die erforderliche Position zu erreichen. Ein Signal von ca. 4 mA oder 0 V wird typischerweise zum Schließen der motorisierten Kugelhähne verwendet.

Gehäusematerialien und Dichtungsmaterialien

Bei den Gehäusematerialien motorisierter Kugelhähne umfassen gängige Materialien Edelstahl (am beliebtesten), Messing, Bronze, Chrom, Titan, PVC usw.

Bei den in Kugelhähnen verwendeten Dichtungen gibt es diverse Typen und Materialien, um spezielle Anforderungen bezüglich Druck, Temperatur und chemischer Verträglichkeit zu erfüllen. Typische Materialien sind PTFE, verstärktes Teflon, diverse Metalle, Nylon, PEEK, UHMW-Polyethylen und viele mehr.