Blandt brugere, der dagligt bruger kugleventiler med stor diameter, rapporterer de ofte et problem med, at kugleventiler med stor diameter ofte er vanskelige at lukke, når de bruges i medier med en relativt stor trykforskel, såsom damp, højtryksvand osv. Når man lukker med kraft, opdager man altid, at der vil være lækage, og det er vanskeligt at lukke tæt. Årsagen til dette problem skyldes ventilens strukturelle design og det utilstrækkelige udgangsmoment i forhold til det menneskelige grænseniveau.

Analyse af vanskeligheden ved at skifte ventiler med stor diameter

En gennemsnitlig voksens horisontale grænseudgangskraft er 60-90 kg, afhængigt af forskellige fysikker.

Generelt er en kugleventils strømningsretning designet til at være lav ind og høj ud. Når en person lukker ventilen, skubber menneskekroppen håndhjulet til at rotere vandret, så ventilklappen bevæger sig nedad for at udføre lukningen. På dette tidspunkt er det nødvendigt at overvinde kombinationen af ​​tre kræfter, nemlig:

(1) Aksial trykkraft Fa;

(2) Friktionskraft Fb mellem pakning og ventilstamme;

(3) Kontaktfriktionskraften Fc mellem ventilstammen og ventilskivens kerne

Summen af ​​momenter er ∑M = (Fa + Fb + Fc) R

Det kan ses, at jo større diameteren er, desto større er den aksiale trykkraft. Når den er tæt på lukket tilstand, er den aksiale trykkraft næsten tæt på rørnetværkets faktiske tryk (på grund af P1-P2≈P1, P2=0).

For eksempel anvendes en DN200-kugleventil på et 10 bar damprør, hvor kun den første lukkende aksiale trykkraft Fa = 10 × πr2 = 3140 kg er, og den vandrette cirkulære kraft, der kræves til lukning, er tæt på den vandrette cirkulære kraft, som normale menneskekroppe kan udsende. Derfor er det meget vanskeligt for én person at lukke ventilen helt under denne tilstand.

Nogle fabrikker anbefaler selvfølgelig at installere sådanne ventiler i omvendt rækkefølge, hvilket løser problemet med at være vanskelige at lukke, men der er også problemet med, at de er vanskelige at åbne efter lukning.

Analyse af årsagerne til intern lækage i store diameterkugleventiler

Store kugleventiler anvendes generelt i kedeludløb, hovedcylindre, dampledninger og andre steder. Disse steder har følgende problemer:
(1) Generelt er trykforskellen ved kedlens udløb relativt stor, så dampstrømmen er også større, og erosionsskaderne på tætningsfladen er også større. Derudover kan kedlens forbrændingseffektivitet ikke være 100%, hvilket vil medføre, at dampen ved kedlens udløb har et stort vandindhold, hvilket let vil forårsage kavitation og kavitationsskader på ventilens tætningsflade.

(2) For stopventilen nær kedlens og undercylinderens udløb, fordi dampen, der lige er kommet ud af kedlen, har et periodisk overophedningsfænomen under mætningsprocessen, vil en del af vandet ofte udfældes, hvis blødgøringsbehandlingen af ​​kedelvandet ikke er særlig god. Syre- og alkalistoffer vil forårsage korrosion og erosion af tætningsfladen; nogle krystalliserbare stoffer kan også klæbe til ventilens tætningsflade og krystallisere, hvilket resulterer i, at ventilen ikke kan tætne tæt.

(3) For indløbs- og udløbsventilerne på undercylindrene er dampforbruget efter ventilen stort og nogle gange lille på grund af produktionskrav og andre årsager. Dette forårsager erosion, kavitation og andre skader på ventilens tætningsflade.

(4) Generelt, når en rørledning med stor diameter åbnes, skal rørledningen forvarmes, og forvarmningsprocessen kræver generelt en lille strøm af damp, der passerer igennem, så rørledningen kan opvarmes langsomt og jævnt til en vis grad, før stopventilen kan åbnes helt for at undgå at forårsage skade på rørledningen. Den hurtige opvarmning forårsager overdreven ekspansion, hvilket beskadiger nogle forbindelsesdele. I denne proces er ventilåbningen dog ofte meget lille, hvilket forårsager, at erosionshastigheden er langt større end den normale brugseffekt og reducerer levetiden for ventilens tætningsflade betydeligt.

Løsninger på vanskeligheder med at skifte kugleventiler med stor diameter

(1) Først og fremmest anbefales det at vælge en bælgtæt kugleventil, som undgår påvirkningen af ​​friktionsmodstanden fra stempelventilen og pakningsventilen og gør omskiftningen nemmere.

(2) Ventilkernen og ventilsædet skal være lavet af materialer med god erosionsbestandighed og slidstyrke, såsom stellitkarbid;

(3) Det anbefales at anvende en dobbelt ventilskivestruktur, som ikke forårsager overdreven erosion på grund af lille åbning, hvilket vil påvirke levetiden og tætningseffekten.