Сярод карыстальнікаў, якія штодня выкарыстоўваюць шаравыя клапаны вялікага дыяметра, часта сустракаецца праблема з тым, што шаравыя клапаны вялікага дыяметра цяжка зачыніць, калі яны выкарыстоўваюцца ў асяроддзях з адносна вялікім перападам ціску, такіх як пара, вада пад высокім ціскам і г.д. Пры зачыненні з сілай заўсёды ўзнікае ўцечка, і шчыльна зачыніцца цяжка. Прычынай гэтай праблемы з'яўляецца канструкцыя клапана і недастатковы выхадны крутоўны момант для мяжы ўзроўню, якую можа ўплываць чалавек.

Аналіз складанасцей пераключэння клапанаў вялікага дыяметра

Сярэдняя гарызантальная гранічная выходная сіла дарослага чалавека складае 60-90 кг, у залежнасці ад розных целаскладаў.

Звычайна кірунак патоку ў шаравым клапане распрацаваны як нізкі ўваход і высокі выхад. Калі чалавек закрывае клапан, цела чалавека круціць махавік гарызантальна, так што створка клапана рухаецца ўніз для закрыцця. Пры гэтым неабходна пераадолець камбінацыю трох сіл, а менавіта:

(1) Восевая сіла цягі Fa;

(2) Сіла трэння Fb паміж ушчыльняльнікам і штоком клапана;

(3) Сіла трэння кантакту Fc паміж штоком клапана і стрыжнем дыска клапана

Сума момантаў роўная ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Відаць, што чым большы дыяметр, тым большая восевая сіла цягі. У закрытым стане восевая сіла цягі амаль блізкая да фактычнага ціску ў трубаправоднай сетцы (з-за P1-P2≈P1, P2=0).

Напрыклад, шаравы клапан калібра DN200 выкарыстоўваецца на параправодзе на 10 бар, толькі першая восевая цяга пры закрыцці Fa = 10 × πr2 = 3140 кг, а гарызантальная кругавая сіла, неабходная для закрыцця, блізкая да гарызантальнай кругавой сілы, якую можа стварыць звычайны чалавечы арганізм. Гэта мяжа сілы, таму аднаму чалавеку вельмі цяжка цалкам закрыць клапан у такіх умовах.

Вядома, некаторыя заводы рэкамендуюць усталёўваць такія клапаны ў адваротным парадку, што вырашае праблему цяжкага закрыцця, але ёсць і праблема таго, што пасля закрыцця іх цяжка адкрыць.

Аналіз прычын унутранай уцечкі шаравых клапанаў вялікага дыяметра

Шаравыя клапаны вялікага дыяметра звычайна выкарыстоўваюцца ў выхадах катлоў, галоўных цыліндрах, параправодах і іншых месцах. Гэтыя месцы маюць наступныя праблемы:
(1) Звычайна, розніца ціску на выхадзе з катла адносна вялікая, таму хуткасць патоку пары таксама большая, і пашкоджанне ўшчыльняльнай паверхні ад эрозіі таксама большае. Акрамя таго, эфектыўнасць згарання катла не можа быць 100%, што прывядзе да таго, што пара на выхадзе з катла будзе мець вялікае ўтрыманне вады, што лёгка прывядзе да кавітацыі і пашкоджання ўшчыльняльнай паверхні клапана.

(2) Што тычыцца запорнага клапана каля выхаду з катла і дапаможнага цыліндру, то з-за перыядычнага перагрэву пары, якая толькі што выйшла з катла, падчас яе насычэння, калі апрацоўка вады ў катле недастаткова добрая, частка вады часта выпадае ў асадак. Кіслотныя і шчолачныя рэчывы выклікаюць карозію і эрозію ўшчыльняльнай паверхні; некаторыя крышталізуемыя рэчывы таксама могуць прыліпаць да ўшчыльняльнай паверхні клапана і крышталізавацца, у выніку чаго клапан не можа герметызавацца.

(3) Для ўваходных і выпускных клапанаў дапаможных цыліндраў спажыванне пары пасля клапана вялікае, а часам і малое з-за патрабаванняў вытворчасці і іншых прычын. Гэта можа прывесці да эрозіі, кавітацыі і іншых пашкоджанняў ушчыльняльнай паверхні клапана.

(4) Звычайна, калі адкрываецца трубаправод вялікага дыяметра, яго неабходна папярэдне нагрэць, і працэс папярэдняга нагрэву звычайна патрабуе невялікага патоку пары, каб трубаправод мог павольна і раўнамерна нагрэцца да пэўнай ступені, перш чым запорны клапан цалкам адкрыецца, каб пазбегнуць пашкоджання трубаправода. Хуткі нагрэў прыводзіць да празмернага пашырэння, што пашкоджвае некаторыя злучальныя дэталі. Аднак у гэтым працэсе адтуліна клапана часта вельмі малая, што прыводзіць да значна большай хуткасці эрозіі, чым пры звычайным выкарыстанні, і сур'ёзна скарачае тэрмін службы ўшчыльняльнай паверхні клапана.

Рашэнні праблем з пераключэннем шаравых клапанаў вялікага дыяметра

(1) Перш за ўсё, рэкамендуецца выбраць шарнірны клапан з сильфонным ушчыльненнем, які дазваляе пазбегнуць уплыву трэння плунжернага клапана і ўшчыльняльнага клапана, а таксама спрашчае пераключэнне.

(2) Стрыжань клапана і сядло клапана павінны быць выраблены з матэрыялаў з добрай устойлівасцю да эрозіі і зносу, такіх як карбід стэліту;

(3) Рэкамендуецца выкарыстоўваць канструкцыю з падвойным дыскам клапана, якая не прывядзе да празмернай эрозіі з-за невялікага адтуліны, што паўплывае на тэрмін службы і эфект герметызацыі.