Blant brukere som bruker store kuleventiler daglig, rapporterer de ofte et problem med at store kuleventiler ofte er vanskelige å lukke når de brukes i medier med relativt stor trykkforskjell, for eksempel damp, høytrykksvann osv. Når man lukker med makt, oppdages det alltid at det vil være lekkasje, og det er vanskelig å lukke tett. Årsaken til dette problemet er ventilens strukturelle design og utilstrekkelig utgangsmoment for det menneskelige grensenivået.

Analyse av vanskeligheten med å bytte ventiler med stor diameter

En gjennomsnittlig voksen persons horisontale grenseutgangskraft er 60–90 kg, avhengig av ulike fysikker.

Generelt er strømningsretningen til kuleventilen utformet for å være lav inn og høy ut. Når en person lukker ventilen, skyver menneskekroppen håndhjulet til å rotere horisontalt, slik at ventilklaffen beveger seg nedover for å gjennomføre lukkingen. På dette tidspunktet er det nødvendig å overvinne kombinasjonen av tre krefter, nemlig:

(1) Aksial skyvekraft Fa;

(2) Friksjonskraft Fb mellom pakning og ventilstamme;

(3) Kontaktfriksjonskraften Fc mellom ventilstammen og ventilskivens kjerne

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

Det kan sees at jo større diameteren er, desto større er den aksiale skyvekraften. Når den er nær lukket tilstand, er den aksiale skyvekraften nesten nær det faktiske trykket i rørnettet (på grunn av P1-P2≈P1, P2=0).

For eksempel brukes en DN200-kuleventil på et 10 bar damprør, bare den første lukkende aksiale skyvekraften Fa = 10 × πr2 = 3140 kg, og den horisontale sirkulære kraften som kreves for lukking er nær den horisontale sirkulære kraften som normale menneskekropper kan utøve. Derfor er det svært vanskelig for én person å lukke ventilen helt under denne tilstanden.

Noen fabrikker anbefaler selvsagt å installere slike ventiler i revers, noe som løser problemet med at de er vanskelige å lukke, men det er også problemet at de er vanskelige å åpne etter lukking.

Analyse av årsakene til intern lekkasje i store diameterkuleventiler

Kuleventiler med stor diameter brukes vanligvis i kjeleutløp, hovedsylindere, dampledninger og andre steder. Disse stedene har følgende problemer:
(1) Generelt er trykkforskjellen ved kjelens utløp relativt stor, slik at dampstrømmen også er større, og erosjonsskadene på tetningsflaten er også større. I tillegg kan ikke kjelens forbrenningseffektivitet være 100 %, noe som vil føre til at dampen ved kjelens utløp har et stort vanninnhold, noe som lett vil forårsake kavitasjon og kavitasjonsskader på ventilens tetningsflate.

(2) For avstengingsventilen nær utløpet fra kjelen og undersylinderen, fordi dampen som nettopp har kommet ut av kjelen har et periodisk overopphetingsfenomen. I løpet av metningsprosessen vil deler av vannet ofte utfelles hvis mykgjøringsbehandlingen av kjelevannet ikke er veldig god. Syre- og alkaliske stoffer vil forårsake korrosjon og erosjon på tetningsflaten. Noen krystalliserbare stoffer kan også feste seg til ventilens tetningsflate og krystallisere, noe som resulterer i at ventilen ikke kan tette tett.

(3) For innløps- og utløpsventilene til subsylinderne er dampforbruket etter ventilen stort og noen ganger lite på grunn av produksjonskrav og andre årsaker. Dette forårsaker erosjon, kavitasjon og annen skade på ventilens tetningsflate.

(4) Generelt sett, når en rørledning med stor diameter åpnes, må rørledningen forvarmes, og forvarmingsprosessen krever vanligvis en liten strøm av damp som passerer gjennom, slik at rørledningen kan varmes opp sakte og jevnt til en viss grad før stoppventilen kan åpnes helt for å unngå å forårsake skade på rørledningen. Den raske oppvarmingen forårsaker overdreven ekspansjon, noe som skader noen tilkoblingsdeler. I denne prosessen er imidlertid ventilåpningen ofte veldig liten, noe som fører til at erosjonshastigheten er langt større enn normal brukseffekt, og reduserer levetiden til ventilens tetningsflate betydelig.

Løsninger på vanskeligheter med å bytte kuleventiler med stor diameter

(1) Først og fremst anbefales det å velge en belgtet kuleventil, som unngår påvirkningen fra friksjonsmotstanden til stempelventilen og pakningsventilen, og gjør byttet enklere.

(2) Ventilkjernen og ventilsetet må være laget av materialer med god erosjonsmotstand og slitasjemotstand, som for eksempel stellittkarbid;

(3) Det anbefales å bruke en dobbel ventilskivestruktur, som ikke vil forårsake overdreven erosjon på grunn av liten åpning, noe som vil påvirke levetiden og tetningseffekten.