Серед користувачів, які щодня використовують кульові клапани великого діаметра, часто повідомляється про проблему, коли кульові клапани великого діаметра важко закриваються, коли вони використовуються в середовищах з відносно великою різницею тиску, таких як пара, вода під високим тиском тощо. При зусиллі закривання завжди виявляється витік, і важко щільно закрити. Причина цієї проблеми полягає в конструктивному виконанні клапана та недостатньому вихідному крутному моменті для граничного рівня впливу людини.

Аналіз труднощів перемикання клапанів великого діаметра

Горизонтальна гранична вихідна сила для дорослої людини становить 60-90 кг, залежно від різних типів статури.

Зазвичай напрямок потоку в кульовому клапані розрахований на низький вхід і високий на вихід. Коли людина закриває клапан, її тіло штовхає маховик, щоб він обертався горизонтально, так що заслінка клапана рухається вниз для закриття. У цьому випадку необхідно подолати комбінацію трьох сил, а саме:

(1) Осьова сила тяги Fa;

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

(3) Сила контактного тертя Fc між штоком клапана та серцевиною диска клапана

Сума моментів дорівнює ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

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

Наприклад, на паропроводі з тиском 10 бар використовується кульовий клапан калібру DN200, лише перше осьове зусилля закриття Fa = 10 × πr² = 3140 кг, а горизонтальна кругова сила, необхідна для закриття, близька до горизонтальної кругової сили, яку може видавати звичайне людське тіло. гранична сила, тому одній людині дуже важко повністю закрити клапан за таких умов.

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

Аналіз причин внутрішнього витоку кульових клапанів великого діаметра

Кульові клапани великого діаметра зазвичай використовуються у виходах котлів, головних циліндрах, паропроводах та інших місцях. Ці місця мають такі проблеми:
(1) Зазвичай, різниця тисків на виході з котла відносно велика, тому витрата пари також більша, а ерозійне пошкодження ущільнювальної поверхні також більше. Крім того, ефективність згоряння котла не може бути 100%, що призведе до великого вмісту води в парі на виході з котла, що легко спричинить кавітацію та кавітаційне пошкодження ущільнювальної поверхні клапана.

(2) Щодо запірного клапана поблизу виходу з котла та допоміжного циліндра, оскільки пара, яка щойно вийшла з котла, має періодичне явище перегріву, в процесі її насичення, якщо пом'якшення котлової води не дуже добре проведене, частина води часто випадає в осад. Кислотні та лужні речовини спричиняють корозію та ерозію ущільнювальної поверхні; деякі речовини, що кристалізуються, також можуть прилипати до ущільнювальної поверхні клапана та кристалізуватися, що призводить до того, що клапан не зможе герметизуватися.

(3) Для впускних та випускних клапанів допоміжних циліндрів споживання пари після клапана велике, а іноді й мале через виробничі вимоги та інші причини. Це призводить до ерозії, кавітації та інших пошкоджень ущільнювальної поверхні клапана.

(4) Зазвичай, коли відкривають трубопровід великого діаметра, його потрібно попередньо нагріти, і процес попереднього нагрівання зазвичай вимагає невеликого потоку пари для проходження через нього, щоб трубопровід міг повільно та рівномірно нагрітися до певної міри, перш ніж запірний клапан можна буде повністю відкрити, щоб уникнути пошкодження трубопроводу. Швидке нагрівання призводить до надмірного розширення, яке пошкоджує деякі з'єднувальні деталі. Однак у цьому процесі отвір клапана часто дуже малий, що призводить до того, що швидкість ерозії набагато перевищує ефект нормального використання, і серйозно скорочує термін служби ущільнювальної поверхні клапана.

Рішення труднощів із перемиканням кульових клапанів великого діаметра

(1) Перш за все, рекомендується вибрати сильфонний кульовий клапан, який запобігає впливу опору тертя плунжерного клапана та сальникового клапана, а також полегшує перемикання.

(2) Серцевина клапана та сідло клапана повинні бути виготовлені з матеріалів з хорошою стійкістю до ерозії та зносостійкості, таких як карбід стеліту;

(3) Рекомендується використовувати подвійну конструкцію диска клапана, яка не спричинить надмірної ерозії через малий отвір, що вплине на термін служби та ефект герметизації.