Wat zijn Kogelkraanen?
Een Kogelkraan is een precieze afsluitarmatuur die door een 90°-draai van een doorboorde kogel in de behuizing de doorstroming van vloeistoffen of gassen in pijpleidingen regelt. Deze constructie maakt een snelle en betrouwbare afsluiting mogelijk, waardoor de Kogelkraan zich bij uitstek leent voor toepassing met kritische media zoals brandbare of giftige stoffen.
Eigenschaften von Kogelkraan
Kogelkraan bestehen aus dem Gehäuse, der namensgebenden (afsluit-)Kugel, einer Welle mit Lagerung und Pakking, der Kugeldichtung sowie dem Handhebel zur Betätigung. Die afsluitkogel ist mit einer zylindrischen Bohrung versehen und gibt, bei einer 90° Drehung, entweder den Durchgang frei oder sperrt ihn ab. Kogelkraan lassen sich daher einfach und sehr schnell öffnen oder schließen.
Kogelkraan werden eingesetzt in Pijpleiding, die zum Transport von Flüssigkeiten oder Gasen eingesetzt werden, wie z. B. Wasser, Öl, Erdgas, Druckluft etc.
Da sie den Durchfluss komplett absperren, werden sie auch bevorzugt bei kritischen, brennbaren oder giftigen Medien eingesetzt.
Bauartbedingt sind Kogelkraan nicht zur Durchflussregelung geeignet
Kogelkraan, ééndelig,
gereduceerde doorgang, met zachte afdichting
Kogelkraan komen in de meest uiteenlopende uitvoeringen voor und ze kunnen aan de hand van de folgenden kenmerken worden onderscheiden:
Grootte van het kogelboorgat
Afhankelijk van de grootte van het kogelboorgat worden ze in twee varianten ingedeeld, met een volledige of met een gereduceerde doorgang
Kogelkraan, volledige doorgang
Volledige doorlaat
Volledige doorlaat betekent dat de boring van de kogel dezelfde binnendiameter heeft als de pijpleiding. De stromingsverliezen zijn daarbij uiterst gering.
Kogelkraan met volledige doorlaat is molchbaar, d.w.z. de pijpleiding of de installatie kan met een speciaal reinigings- of inspectieapparaat (Molch) worden onderhouden.
Verminderde doorgang
Bij een verminderde doorgang is het kogelboorgat kleiner dan de binnendiameter van de pijpleiding, wat tot grote stromingsverliezen kan leiden. Daarom worden ze doelgericht in pijpleidingen toegepast waarin de doorstroomsnelheid van het medium verhoogd moet worden (düseffect).
Kogelkraan, gereduceerde doorgang
Kogelagering
Kogelkraan,
kogel drijvend gelagerd
Drijvende lagering
De meeste Kogelkraan worden toegepast met een drijvend gelagerde kogel. Hierbij wordt de kogel door de aan beide zijden geplaatste Pakkingringen in positie gehouden. Dit eenvoudige principe maakt een kosteneffectieve productie mogelijk. Echter is deze lagering niet geschikt voor hoge drukken.
Penlagering
Meer arbeidsintensief in de vervaardiging is de uitvoering met een geleide kogel. Daarbij zijn aan twee tegenoverliggende zijden van de kogel pennen aangebracht, die in de behuizing worden gelagerd. Door deze penlagering is slechts één pakking nodig. Bovendien kan een Kogelkraan ook bij hogere Werkdrukken worden ingezet.
Kogelkraan,
kogel met penlagering
Type van de kogelafdichting
Kogelkraan, zacht afdichtend
Zacht afdichtend
De „klassieke“ Kogelkraan is zacht afdichtend en wordt vanwege zijn veelzijdigheid ook vandaag de dag nog het meest gebruikt. De (Kogel-)Pakkingringen zijn uit een kunststof, meestal PTFE, vervaardigd. De PTFE-Pakkingringen zijn geschikt voor de meeste vloeistoffen en gassen en inzetbaar tot een temperatuur van +200 °C, afhankelijk van toevoegingen ook tot +260 °C.
Voor media met vaste stofdeeltjes of bij hogere Werktemperaturen zijn zacht afdichtende kogelkraanen niet geschikt.
Metallisch afdichtend
Bij toepassingen met doorgevoerde vaste stoffen of bij hogere Werktemperaturen worden metalen kogelafdichtingen toegepast. De Pakkingringen bestaan daarbij uit roestvast staal of andere hooggelegeerde staalsoorten, deels extra gehard. Metallisch afdichtende kogelkraanen zijn geschikt voor Werktemperaturen tot ca. +650 °C.
Kogelkraan, met metalen afdichting,
volledige doorlaat, met taplagering,
toegang van boven
Aansluitingsvormen
Kogelkraanen worden voornamelijk met de volgende aansluitingsvormen geleverd:
- Aan beide zijden met Binnendraad of Buitendraad
- Aan de ene zijde Binnendraad – andere zijde met Buitendraad
- Aan beide zijden met Laseinden
- Aan beide zijden met flenzen
- Compacte Kogelkraan om tussen twee flenzen te klemmen
Binnendraad aan beide zijden
Buitendraad aan beide zijden
Compacte bouwvorm
Laseinden aan beide zijden
Flenzen aan beide zijden
Behuizingsuitvoering
Met betrekking tot de behuizing zijn de volgende uitvoeringsvormen gebruikelijk
Eendelige Kogelkraan
De behuizing bestaat uit slechts één onderdeel, de doorgang is gereduceerd en als aansluittype is alleen een Binnendraad mogelijk.
Kogelkraan, eendelig behuizing
Kogelkraan, tweedelige behuizing
2-delige Kogelkraan
Twee huisdelen zijn met elkaar vastgeschroefd, uitvoering met volledige of gereduceerde doorlaat, alle aansluittypes zijn mogelijk.
3-delige Kogelkraan
De Kogelkraan bestaat uit drie onderdelen (inlaatzijde – middenstuk – uitlaatzijde). Deze uitvoering is bijzonder onderhoudsvriendelijk, omdat het middenstuk eenvoudig gedemonteerd kan worden om het volledig te vervangen of slechts de afzonderlijke afsluitonderdelen zoals kogel- en behuizingspakkingen of spindelafdichtingen te vervangen.
Een ander voordeel is dat het middenstuk inclusief kogel en pakkingssysteem onafhankelijk met alle aansluitingsvormen gecombineerd kan worden. Er kan dus bijvoorbeeld aan de ene zijde een Flensverbinding en aan de andere zijde een draadaansluiting of Laseinden worden aangebracht.
Kogelkraan, driedelige behuizing
Drie- of vierweg-kogelkraan
Met volledige of gereduceerde doorgang, flens- of draadaansluiting. In plaats van een doorgangsboorgat wordt de kogel voorzien van een L- of T-vormig boorgat. Daardoor zijn verschillende schakelmogelijkheden mogelijk om te verdelen naar een of twee uitgangen of om het doorstroommedium te mengen.
3-weg Kogelkraan
Mogelijke schakelstanden van een 3-weg kogelkraan,
met T- of L-boorgang
Bedieningswijzen
Zoals alle afsluitarmaturen kunnen ook kogelkranen op verschillende manieren worden bediend
- Handhendel:
De bediening geschiedt handmatig door een 90° draaibeweging van de handhendel.
Eendelige kogelkraan met gereduceerde doorgang wordt vaak ook met een vleugelhandgreep bediend.
- Elektrische aandrijving:
De bediening gebeurt door een elektrische draaiaandrijving; draaiaandrijvingen zijn leverbaar voor alle gangbare spanningen en voor gelijkstroom, wisselstroom of driefasestroom.
- Pneumatiek- en Hydraulische aandrijvingen:
Deze aandrijvingen worden door perslucht (pneumatisch) of door olie (hydraulisch) bediend. Hierbij wordt nog onderscheid gemaakt tussen dubbelwerkende en enkelwerkende aandrijvingen.
-
Dubbelwerkende aandrijving:
Openen en sluiten geschiedt door toevoer van perslucht respectievelijk olie. -
Enkelwerkende aandrijving:
Luchtdruk respectievelijk oliedruk opent – door veerkracht sluit de aandrijving;
ook de omgekeerde functie is mogelijk: veerkracht opent – lucht/olie sluit
Voor- en nadelen van Kogelkranen
Het volgende zijn de belangrijkste voordelen van Kogelkraanen:
-
Door hun constructie zijn Kogelkraanen tamelijk compact gebouwd
-
Openen en sluiten gebeurt zeer snel door een 90° draai
-
Kogelkraanen met volledige doorstroming zijn pigbaar
-
Kogelkraanen sluiten absoluut dicht; afhankelijk van opbouw en materiaal ook bij hoge temperaturen en hoge drukken
-
Bij volledige doorstroming zijn zeer hoge debieten mogelijk, hoge Kvs-waarde, slechts geringe drukverliezen
Deze nadelen staan tegenover de voordelen:
De pakkingvlakken van een kogelkraan kunnen snel slijten.
Bij hoge drukken of grote nominale maten moet de as met een penlager worden uitgevoerd, wat leidt tot hogere fabricagekosten.
Een kogelkraan is niet geschikt om de doorstroming te regelen.
In het pijpleidingsysteem kunnen door snel sluiten van een kogelkraan drukstoten optreden.
Bij standaardkogelkraan raakt het bedrijfsmedium de zogenoemde doodruimte van de kogelkraan.
Door de constructie dringt het medium bij gedeeltelijk geopende stand in het gebied tussen behuizing en kogel binnen; dit gebied wordt als doodruimte aangeduid. In gesloten toestand wordt het daar opgesloten en heeft het medium geen mogelijkheid zich bij temperatuurschommelingen uit te zetten. Dat kan leiden tot schade aan het pakkingssysteem, aan de kogel en uiteindelijk tot bedrijfsstoringen.
Dode ruimten bij de kogelkraan
Door een uitgebreide bewerking kan een Kogelkraan vrijwel „doodruimtevrij“ worden uitgevoerd.
Wilt u individueel advies?
Direct contact
Heeft u vragen over onze producten of diensten? Wilt u een persoonlijk advies over een specifieke kwestie? Aarzel niet om direct contact met ons op te nemen! Onze experts staan voor u klaar en kijken ernaar uit u verder te helpen.