Među korisnicima koji svakodnevno koriste kuglaste ventile velikog promjera, često se javlja problem da se kuglasti ventili velikog promjera teško zatvaraju kada se koriste u medijima s relativno velikom razlikom pritiska, kao što su para, voda pod visokim pritiskom itd. Prilikom zatvaranja silom, uvijek se utvrdi da će doći do curenja i teško je čvrsto zatvoriti. Razlog ovom problemu je strukturni dizajn ventila i nedovoljan izlazni obrtni moment ljudskog graničnog nivoa.

Analiza teškoća prebacivanja ventila velikog promjera

Prosječna horizontalna granična izlazna sila odrasle osobe je 60-90 kg, ovisno o različitim fizičkim građama.

Generalno, smjer protoka kroz kuglasti ventil je dizajniran da bude niži unutra i viši van. Kada osoba zatvori ventil, ljudsko tijelo gura ručni točak da se okreće horizontalno, tako da se zaklopka ventila pomiče prema dolje da bi se ostvarilo zatvaranje. U ovom trenutku, potrebno je savladati kombinaciju tri sile, i to:

(1) Aksijalna sila potiska Fa;

(2) Sila trenja Fb između pakovanja i stabla ventila;

(3) Sila kontaktnog trenja Fc između stabla ventila i jezgra diska ventila

Zbir momenata je ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Može se vidjeti da što je veći promjer, to je veća aksijalna sila potiska. Kada je blizu zatvorenog stanja, aksijalna sila potiska je gotovo blizu stvarnog pritiska u cjevovodnoj mreži (zbog P1-P2≈P1, P2=0).

Na primjer, kuglasti ventil kalibra DN200 koristi se na parnoj cijevi od 10 bara, samo prvi aksijalni potisak zatvaranja Fa = 10 × πr² = 3140 kg, a horizontalna kružna sila potrebna za zatvaranje je blizu horizontalne kružne sile koju normalno ljudsko tijelo može proizvesti. To je ograničenje sile, tako da je jednoj osobi vrlo teško potpuno zatvoriti ventil pod ovim uvjetima.

Naravno, neke fabrike preporučuju ugradnju takvih ventila u obrnutom smjeru, što rješava problem teškog zatvaranja, ali postoji i problem da ih je teško otvoriti nakon zatvaranja.

Analiza uzroka unutrašnjeg curenja kuglastih ventila velikog promjera

Kuglasti ventili velikog promjera se obično koriste u izvodima kotlova, glavnim cilindrima, parovodima i drugim lokacijama. Ove lokacije imaju sljedeće probleme:
(1) Općenito, razlika pritiska na izlazu iz kotla je relativno velika, pa je i protok pare veći, a i oštećenje zaptivne površine usljed erozije je veće. Osim toga, efikasnost sagorijevanja kotla ne može biti 100%, što će uzrokovati da para na izlazu iz kotla ima veliki sadržaj vode, što će lako uzrokovati kavitaciju i oštećenje zaptivne površine ventila usljed kavitacije.

(2) Kod zapornog ventila u blizini izlaza iz kotla i pomoćnog cilindra, budući da para koja je upravo izašla iz kotla ima povremeni fenomen pregrijavanja, tokom procesa zasićenja, ako tretman omekšavanja vode u kotlu nije baš dobar, dio vode se često taloži. Kisele i alkalne supstance će izazvati koroziju i eroziju zaptivne površine; neke kristalizirajuće supstance se također mogu prilijepiti za zaptivnu površinu ventila i kristalizirati, što rezultira time da ventil ne može čvrsto zatvoriti.

(3) Za ulazne i izlazne ventile podcilindara, potrošnja pare nakon ventila je velika, a ponekad mala zbog proizvodnih zahtjeva i drugih razloga. To uzrokuje eroziju, kavitaciju i druga oštećenja zaptivne površine ventila.

(4) Općenito, kada se otvara cjevovod velikog promjera, cjevovod treba prethodno zagrijati, a proces predgrijavanja obično zahtijeva mali protok pare, tako da se cjevovod može polako i ravnomjerno zagrijati do određene mjere prije nego što se zaporni ventil može potpuno otvoriti kako bi se izbjeglo oštećenje cjevovoda. Brzo zagrijavanje uzrokuje prekomjerno širenje, što oštećuje neke spojne dijelove. Međutim, u ovom procesu, otvor ventila je često vrlo mali, što uzrokuje da je brzina erozije daleko veća od normalnog efekta upotrebe i ozbiljno smanjuje vijek trajanja zaptivne površine ventila.

Rješenja za poteškoće pri prebacivanju kuglastih ventila velikog promjera

(1) Prije svega, preporučuje se odabir kuglastog ventila s mijehom, koji izbjegava utjecaj otpora trenja klipnog ventila i ventila za pakiranje, te olakšava prebacivanje.

(2) Jezgro ventila i sjedište ventila moraju biti izrađeni od materijala s dobrom otpornošću na eroziju i habanje, kao što je stelitni karbid;

(3) Preporučuje se korištenje dvostruke strukture ventila, koja neće uzrokovati prekomjernu eroziju zbog malog otvora, što će utjecati na vijek trajanja i učinak zaptivanja.