Schwimmende Kugelhähne und feste Kugelhähne weisen zahlreiche Unterschiede in Bezug auf Struktur, Leistung und Anwendungsszenarien auf, die jeweils auf unterschiedliche Arbeitsbedingungen zugeschnitten sind.
Struktur und Funktionsprinzip
Die Kugel eines schwimmenden Kugelhahns bleibt im schwebenden Zustand. Unter dem Einfluss des Mediumdrucks kann sich die Kugel um ein gewisses Maß verschieben und gegen den Dichtsitz am Austrittsende drücken, wodurch eine Abdichtung entsteht. Dieser Kugelhahntyp zeichnet sich durch einen unkomplizierten Aufbau aus, bei dem die Kugel ausschließlich über den Ventilschaft mit der Außenseite verbunden ist, was die Installation und Wartung relativ unkompliziert macht. Im Gegensatz dazu ist die Kugel eines festen Kugelhahns sowohl am oberen als auch am unteren Ende durch Lager gesichert und verhindert so eine Verschiebung. Wenn ein mittlerer Druck auf die Kugel wirkt, tragen die Lager die Last und die Abdichtung erfolgt durch die auf beiden Seiten der Kugel angebrachten Dichtsitze. Diese Dichtsitze können sich unter Einwirkung von mittlerem Druck oder Federkraft eng an die Kugeloberfläche anschmiegen.
Dichtungsleistung
Aufgrund der schwimmenden Beschaffenheit der Kugel können schwimmende Kugelhähne eine hervorragende Dichtleistung unter mittleren -- und niedrigen --Druckbedingungen erzielen, insbesondere bei Ventilen mit kleinem --Durchmesser. Unter hohen --Druckszenarien kann sich die Kugel jedoch aufgrund des Drucks verformen, was möglicherweise zu einer Verschlechterung der Dichtungswirksamkeit führt. Umgekehrt kann der Dichtsitz eine größere Vorspannkraft ausüben, da die Kugel eines festen Kugelhahns stationär ist. Darüber hinaus verstärkt der mittlere Druck unter hohen --Druckbedingungen die Dichtwirkung weiter. Daher haben feste Kugelhähne in Rohrleitungssystemen mit hohem --Druck und großem --Durchmesser einen deutlichen Vorteil hinsichtlich der Dichtleistung und verhindern wirksam das Austreten von Medien.
Betriebsdrehmoment und Lebensdauer
Das Betätigungsmoment schwimmender Kugelhähne ist relativ gering. Dies liegt daran, dass die Kugel bei mittlerem Druck die Abdichtung unterstützt, sodass zum Öffnen und Schließen weniger äußere Kräfte erforderlich sind und somit eine einfachere Bedienung möglich ist. Aufgrund der anhaltenden Reibung zwischen Kugel und Dichtsitz sind beide Komponenten jedoch bei häufigem Betrieb oder in Umgebungen mit hohem --Druck anfällig für Verschleiß, was die Lebensdauer verkürzen kann. Im Vergleich dazu haben feste Kugelhähne aufgrund der größeren Vorspannkraft, die der Dichtsitz auf die Kugel ausübt, im Allgemeinen ein höheres Betätigungsdrehmoment. Allerdings verringert die feste Position der Kugel das relative Gleiten zwischen Kugel und Dichtsitz, was zu geringeren Verschleißraten führt. Folglich haben feste Kugelhähne eine längere Lebensdauer bei hohem --Druck, hohem --Durchfluss und langfristig stabilen --Betriebsbedingungen.
Anwendbare Szenarien
Schwimmende Kugelhähne werden üblicherweise in Flüssigkeitsversorgungssystemen mit mittlerem -- und niedrigem --Druck eingesetzt, beispielsweise für Wasser und Erdgas, sowie in Anwendungen, bei denen strenge Anforderungen hinsichtlich Ventilgröße, Kosten und Benutzerfreundlichkeit bestehen, einschließlich Wasserversorgungs- und Entwässerungssystemen in Zivilgebäuden und kleinen Gaspipelines im --Maßstab. Feste Kugelhähne hingegen eignen sich für industrielle Rohrleitungssysteme, die durch hohen Druck, große Durchmesser und strenge Dichtungsanforderungen gekennzeichnet sind, beispielsweise in der Erdöl-, Chemie- und Fernleitungsbranche. Beispielsweise sorgen feste Kugelhähne in Rohölpipelines auf Offshore-Ölplattformen und Erdgasfernleitungsleitungen über große Entfernungen für den sicheren und stabilen Betrieb des Systems und minimieren gleichzeitig das Risiko von Medienlecks.
