Kulventiler

Kulventiler konstruktion, funktion och egenskaper

Kulventiler är en kvartvarvskonstruktion. Genom att vrida manöverdonet på ventilen 1/4 varv, eller nittio grader, går ventilen från fullt öppen eller stängd till det motsatta förhållandet, en kulventil kan därför snabbt öppnas och stängas.

Kulventiler konstruktion

Kulventilen består av sfärisk kula med ett genomgående borrat hål som släpper igenom media (vätska eller luft). Packningen är tät och ventilen är mindre än flesta andra ventiler.

Kulventilens enkla konstruktion gör den förhållandevis billig och enkel att underhålla, det finns ett stort användningsområde vilket lett till att de är mycket vanliga inom de flesta applikationer och industrier.

Kulorna är i regel framställda av metall men sätet är av mjukare material såsom teflon eller neopren. Mjuka material kan inte användas vid mycket höga eller låga temperaturer.

Kulventilen öppnas genom att vrida kulans öppning i linje med flödesriktningen eller stängs genom att vrida öppningen 90 grader mot flödesriktningen.

Kulventiler, konstruktion och funktion

Kulventiler egenskaper

Hålet i ventilens sfäriska kula har normalt sett samma diameter som rören i systemet men kan göras större. Tack vare det och det faktum att flödet inte ändrar riktning, gör att en kulventil har lägre friktionstal än de flesta andra ventiltyper vilket ger ett mindre tryckfall och därmed gör den billigare i drift än andra ventiler i samma position.

Kulventiler är mycket bra avstängningsventiler eller isolationsventiler (för att isolera komponenter i pumpsystemet) och monteras därför ofta för att kunna stänga av en komponent som exempelvis en pump, från resten av systemet vid underhåll eller liknande. Kulventiler är hållbara även efter många cykler (öppna/stänga) är de tillförlitliga och täta även efter att de under lång tid stått öppna, Dessa egenskaper gör dem utmärkta som på och avstängningsventiler där de ofta är förstahandsvalet framför kilslidsventiler, även kallade slussventiler eller sätesventiler med kägla (kägelventiler).

Det finns även nackdelar, en är att exempelvis vid avstängning kan flödet stoppas för snabbt, vilket förorsakar tryckstötar. En annan nackdel är att det samlas vätska i det lilla hålrum som finns i sätet när ventilen är stängd. Om ventilen är placerad utomhus eller i sådan miljö som tillåter det, kan det leda till att vätskan fryser, vilket i sin tur kan förorsaka sprängning av ventilhuset med spricker som följd. En lösning på detta problem kan vara att isolera ventilen ett annat är att installera en ”frys tolerant” kulventil. Dessa är utrustande med en plugg på sidan av ventilen som offras om vätskan fryser, denna måste således bytas ut om ventilen fryser men detta är betydligt billigare och enklare än att byta hela ventilen.

Kulventilerna är inte heller särskilt bra för strypning eller reglering av flödet, vid partiklar i vätskan kan dessa partiklar fastna i kulan, mellan kula och säte, och förorsaka funktions nedsättning och läckage i kulventilen.

Reglering med kulventil

På senare tid har dock kulventiler utvecklats med olika hålbilder i kulorna, vilket har förbättrat egenskaperna för reglering markant.

Kulor i kulventiler med olika hålbild

Exempel på olika hålbilder för kulventiler (ovan) med så kallade V-skåror (V-notch på engelska) gör kulventilen lämplig för reglering av gas, ånga, rena eller förorenade vätskor samt abrasiva kemikalier. Kulor utrustade med V-skåror har också andra fördelar, skåran förhindrar bl.a. igensättning av ventiler som inte är fullt öppna för vätskor med föroreningar. Man kan alltså använda dem i media som pappersmassa, andra fibrösa vätskor och slurries.

Kulventiler skall inte förväxlas med kulbackventiler som använder en fjäderbelastad kula som tätar mot ett säte och bara släpper igenom flöde åt ett håll – alltså förhindrar backflöde i en riktning.

I engelsk litteratur kallas ventiltypen Ball valve