Користувачі, які щодня використовують запірні клапани великого діаметру, часто повідомляють про проблему, пов’язану з тим, що запірні засувки великого діаметру часто важко закрити, коли вони використовуються в середовищі з відносно великою різницею тиску, наприклад пара, високий тиск вода тощо. При силовому закриванні завжди виявляється, що буде витік, і важко щільно закрити. Причиною цієї проблеми є структурна конструкція клапана та недостатній вихідний крутний момент для людського граничного рівня.

Аналіз труднощів перемикання клапанів великого діаметру

Середня горизонтальна вихідна сила дорослої людини становить 60-90 кг, залежно від різної статури.

Як правило, напрямок потоку запірного клапана розрахований на низький вхід і високий вихід. Коли людина закриває клапан, людське тіло штовхає махове колесо, щоб він обертався горизонтально, так що заслінка клапана рухається вниз, щоб здійснити закриття. У цей час необхідно подолати комбінацію трьох сил, а саме:

(1) Осьова сила тяги Fa;

(2) Сила тертя Fb між сальником і штоком клапана;

(3) Контактна сила тертя Fc між штоком клапана та серцевиною диска клапана

Сума моментів ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Видно, що чим більший діаметр, тим більша осьова сила тяги. Коли він близький до закритого стану, осьова сила тяги майже близька до фактичного тиску мережі труб (через P1-P2≈P1, P2=0)

Наприклад, запірний клапан калібру DN200 використовується на паропроводі з тиском 10 бар, лише осьовий поштовх першого закриття Fa=10×πr2=3140 кг, а горизонтальна кругова сила, необхідна для закриття, близька до горизонтальної кругової сили, яку можуть звичайні людські тіла вихід. обмеження сили, тому одній людині дуже важко повністю закрити клапан за таких умов.

Звичайно, деякі заводи рекомендують встановлювати такі клапани в зворотному напрямку, що вирішує проблему їх складного закриття, але є також проблема, що їх важко відкрити після закриття.

Аналіз причин внутрішніх витоків прохідних клапанів великого діаметра

Запірні клапани великого діаметру зазвичай використовуються на виходах з котлів, головних циліндрах, паропроводах та інших місцях. Ці місця мають такі проблеми:
(1) Як правило, різниця тиску на виході з котла є відносно великою, тому швидкість потоку пари також більша, а пошкодження ущільнювальної поверхні від ерозії також більше. Крім того, ефективність згоряння котла не може бути 100%, що призведе до того, що пара на виході з котла матиме великий вміст води, що легко спричинить кавітацію та кавітаційне пошкодження ущільнювальної поверхні клапана.

(2) Для запірного клапана біля виходу з котла та субциліндра, оскільки пара, яка щойно вийшла з котла, має періодичне явище перегріву, у процесі її насичення, якщо пом’якшувальна обробка котлової води не дуже добре, частина води часто випадає в осад. Кислоти та луги спричинять корозію та ерозію ущільнювальної поверхні; деякі речовини, що кристалізуються, також можуть прилипати до ущільнювальної поверхні клапана та кристалізуватися, в результаті чого клапан не може герметично ущільнюватися.

(3) Для впускних і випускних клапанів підциліндрів споживання пари після клапана велике, а іноді й мале через виробничі вимоги та інші причини. Викликає ерозію, кавітацію та інші пошкодження ущільнювальної поверхні клапана.

(4) Як правило, коли трубопровід великого діаметру відкривається, трубопровід потрібно попередньо нагріти, і процес попереднього нагріву, як правило, вимагає проходження невеликого потоку пари, щоб трубопровід міг повільно та рівномірно нагріватися до певної міри до того, як запірний клапан можна буде повністю відкрити, щоб уникнути пошкодження трубопроводу. Швидке нагрівання спричиняє надмірне розширення, яке пошкоджує деякі з’єднувальні частини. Однак у цьому процесі отвір клапана часто дуже малий, що призводить до того, що швидкість ерозії набагато перевищує нормальний ефект використання, і серйозно скорочує термін служби ущільнювальної поверхні клапана.

Рішення труднощів під час перемикання прохідних клапанів великого діаметру

(1) Перш за все, рекомендується вибрати прохідний клапан із сильфонним ущільненням, який дозволяє уникнути впливу опору тертя плунжерного клапана та набивного клапана та полегшує перемикання.

(2) Сердечник клапана та сідло клапана мають бути виготовлені з матеріалів із хорошою стійкістю до ерозії та зносостійкістю, таких як стеллітовий карбід;

(3) Рекомендується використовувати дискову структуру подвійного клапана, яка не спричинить надмірної ерозії через малий отвір, що вплине на термін служби та ефект ущільнення.