Uživatelé, kteří denně používají kulové ventily s velkým průměrem, často hlásí problém s tím, že se kulové ventily s velkým průměrem obtížně zavírají, pokud se používají v médiích s relativně velkým tlakovým rozdílem, jako je pára, vysokotlaká voda atd. Při silovém zavírání se vždy zjistí netěsnost a je obtížné ventil pevně uzavřít. Důvodem tohoto problému je konstrukční provedení ventilu a nedostatečný výstupní krouticí moment pro lidský limit.

Analýza obtíží při přepínání ventilů s velkým průměrem

Průměrná horizontální maximální výstupní síla dospělého je 60–90 kg v závislosti na jeho tělesné konstituci.

Směr proudění kulového ventilu je obecně navržen tak, aby byl nízký dovnitř a vysoký ven. Když osoba zavírá ventil, lidské tělo tlačí na ruční kolo, aby se otáčelo vodorovně, takže se klapka ventilu pohybuje dolů a dochází k jeho uzavření. V tomto okamžiku je nutné překonat kombinaci tří sil, a to:

(1) Axiální axiální síla Fa;

(2) Třecí síla Fb mezi těsněním a dříkem ventilu;

(3) Síla kontaktního tření Fc mezi dříkem ventilu a jádrem kotouče ventilu

Součet momentů je ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Je vidět, že čím větší je průměr, tím větší je axiální axiální síla. V uzavřeném stavu se axiální axiální síla téměř blíží skutečnému tlaku v potrubní síti (vzhledem k P1-P2≈P1, P2=0).

Například kulový ventil ráže DN200 se používá na parním potrubí o tlaku 10 barů, pouze první uzavírací axiální tlak Fa = 10 × πr² = 3140 kg a horizontální kruhová síla potřebná k uzavření se blíží horizontální kruhové síle, kterou může vyvinout normální lidské tělo. Mezní hodnota síly, takže pro jednu osobu je za těchto podmínek velmi obtížné ventil zcela uzavřít.

Některé továrny samozřejmě doporučují instalovat takové ventily obráceně, což řeší problém s obtížným zavíráním, ale je zde také problém s tím, že se po zavření obtížně otevírají.

Analýza příčin vnitřního úniku kulových ventilů s velkým průměrem

Kulové ventily s velkým průměrem se obvykle používají ve vývodech kotlů, hlavních válcích, parních potrubích a na dalších místech. Tato místa mají následující problémy:
(1) Obecně platí, že tlakový rozdíl na výstupu z kotle je relativně velký, takže průtok páry je také větší a poškození těsnicí plochy erozí je také větší. Kromě toho účinnost spalování kotle nemůže být 100 %, což způsobí, že pára na výstupu z kotle bude mít vysoký obsah vody, což snadno způsobí kavitaci a poškození těsnicí plochy ventilu kavitací.

(2) U uzavíracího ventilu v blízkosti výstupu z kotle a pomocného válce dochází k občasnému přehřívání páry, která právě vychází z kotle. Pokud není změkčovací úprava kotlové vody dostatečně kvalitní, část vody se často vysráží. Kyselé a alkalické látky způsobují korozi a erozi těsnicího povrchu; některé krystalizovatelné látky se mohou také uchytit na těsnicím povrchu ventilu a krystalizovat, což vede k tomu, že ventil není schopen těsnit.

(3) U vstupních a výstupních ventilů pomocných válců je spotřeba páry za ventilem velká a někdy malá kvůli výrobním požadavkům a dalším důvodům. To může způsobit erozi, kavitaci a další poškození těsnicí plochy ventilu.

(4) Obecně platí, že při otevření potrubí o velkém průměru je nutné potrubí předehřát a proces předehřívání obvykle vyžaduje malý průtok páry, aby se potrubí mohlo pomalu a rovnoměrně zahřát do určité míry, než se uzavírací ventil plně otevře, aby se zabránilo poškození potrubí. Rychlé zahřívání způsobuje nadměrné roztažení, které poškozuje některé spojovací části. V tomto procesu je však otevření ventilu často velmi malé, což způsobuje mnohem větší rychlost eroze než při běžném používání a vážně snižuje životnost těsnicí plochy ventilu.

Řešení problémů s přepínáním kulových ventilů s velkým průměrem

(1) V první řadě se doporučuje zvolit vlnovcový kulový ventil, který eliminuje vliv třecího odporu pístového ventilu a těsnicího ventilu a usnadňuje přepínání.

(2) Jádro ventilu a sedlo ventilu musí být vyrobeny z materiálů s dobrou odolností proti erozi a opotřebení, jako je například karbid stelitu;

(3) Doporučuje se použít konstrukci s dvojitým diskem ventilu, která nezpůsobí nadměrnou erozi v důsledku malého otvoru, což by ovlivnilo životnost a těsnicí účinek.