Μεταξύ των χρηστών που χρησιμοποιούν σφαιρικές βαλβίδες μεγάλης διαμέτρου σε καθημερινή βάση, συχνά αναφέρουν ένα πρόβλημα ότι οι σφαιρικές βαλβίδες μεγάλης διαμέτρου είναι συχνά δύσκολο να κλείσουν όταν χρησιμοποιούνται σε μέσα με σχετικά μεγάλη διαφορά πίεσης, όπως ατμός, νερό υψηλής πίεσης κ.λπ. Κατά το κλείσιμο με δύναμη, διαπιστώνεται πάντα ότι θα υπάρχει διαρροή και είναι δύσκολο να κλείσει ερμητικά. Ο λόγος για αυτό το πρόβλημα προκαλείται από τον δομικό σχεδιασμό της βαλβίδας και την ανεπαρκή ροπή εξόδου του ανθρώπινου ορίου στάθμης.

Ανάλυση της δυσκολίας στην εναλλαγή βαλβίδων μεγάλης διαμέτρου

Η μέση οριζόντια οριακή δύναμη εξόδου ενός ενήλικα είναι 60-90 κιλά, ανάλογα με τη σωματική διάπλαση.

Γενικά, η κατεύθυνση ροής της βαλβίδας σφαιρικού σχήματος έχει σχεδιαστεί ώστε να είναι χαμηλά μέσα και ψηλά έξω. Όταν ένα άτομο κλείνει τη βαλβίδα, το ανθρώπινο σώμα πιέζει τον χειροτροχό για να περιστραφεί οριζόντια, έτσι ώστε το πτερύγιο της βαλβίδας να κινείται προς τα κάτω για να πραγματοποιήσει το κλείσιμο. Σε αυτή τη φάση, είναι απαραίτητο να ξεπεραστεί ο συνδυασμός τριών δυνάμεων, δηλαδή:

(1) Αξονική ωστική δύναμη Fa;

(2) Δύναμη τριβής Fb μεταξύ παρεμβύσματος και στελέχους βαλβίδας.

(3) Η δύναμη τριβής επαφής Fc μεταξύ του στελέχους της βαλβίδας και του πυρήνα του δίσκου της βαλβίδας

Το άθροισμα των ροπών είναι ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Μπορεί να φανεί ότι όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, τόσο μεγαλύτερη είναι η αξονική ωστική δύναμη. Όταν βρίσκεται κοντά στην κλειστή κατάσταση, η αξονική ωστική δύναμη είναι σχεδόν κοντά στην πραγματική πίεση του δικτύου σωληνώσεων (λόγω P1-P2≈P1, P2=0)

Για παράδειγμα, μια βαλβίδα σφαιρικού σχήματος διαμετρήματος DN200 χρησιμοποιείται σε έναν σωλήνα ατμού 10bar, μόνο η πρώτη αξονική ώθηση κλεισίματος Fa=10×πr2=3140kg, και η οριζόντια κυκλική δύναμη που απαιτείται για το κλείσιμο είναι κοντά στην οριζόντια κυκλική δύναμη που μπορούν να παράγουν τα κανονικά ανθρώπινα σώματα. Επομένως, είναι πολύ δύσκολο για ένα άτομο να κλείσει πλήρως τη βαλβίδα υπό αυτές τις συνθήκες.

Φυσικά, ορισμένα εργοστάσια συνιστούν την εγκατάσταση τέτοιων βαλβίδων με την αντίστροφη φορά, κάτι που λύνει το πρόβλημα του δύσκολου κλεισίματος, αλλά υπάρχει και το πρόβλημα ότι είναι δύσκολο να ανοίξουν μετά το κλείσιμο.

Ανάλυση των αιτιών εσωτερικής διαρροής βαλβίδων μεγάλης διαμέτρου

Οι σφαιρικές βαλβίδες μεγάλης διαμέτρου χρησιμοποιούνται γενικά σε εξόδους λεβήτων, κύριους κυλίνδρους, κεντρικούς αγωγούς ατμού και άλλες τοποθεσίες. Αυτές οι τοποθεσίες παρουσιάζουν τα ακόλουθα προβλήματα:
(1) Γενικά, η διαφορά πίεσης στην έξοδο του λέβητα είναι σχετικά μεγάλη, επομένως ο ρυθμός ροής ατμού είναι επίσης μεγαλύτερος και η ζημιά από διάβρωση στην επιφάνεια στεγανοποίησης είναι επίσης μεγαλύτερη. Επιπλέον, η απόδοση καύσης του λέβητα δεν μπορεί να είναι 100%, γεγονός που θα προκαλέσει μεγάλη περιεκτικότητα σε νερό στον ατμό στην έξοδο του λέβητα, η οποία θα προκαλέσει εύκολα σπηλαίωση και ζημιά από σπηλαίωση στην επιφάνεια στεγανοποίησης της βαλβίδας.

(2) Για τη βαλβίδα διακοπής κοντά στην έξοδο του λέβητα και του υποκυλίνδρου, επειδή ο ατμός που μόλις εξέρχεται από τον λέβητα παρουσιάζει διαλείπον φαινόμενο υπερθέρμανσης, κατά τη διαδικασία κορεσμού του, εάν η επεξεργασία μαλάκυνσης του νερού του λέβητα δεν είναι πολύ καλή, μέρος του νερού συχνά καθιζάνει. Οι όξινες και αλκαλικές ουσίες θα προκαλέσουν διάβρωση και διάβρωση στην επιφάνεια στεγανοποίησης. Ορισμένες κρυσταλλώσιμες ουσίες μπορεί επίσης να προσκολληθούν στην επιφάνεια στεγανοποίησης της βαλβίδας και να κρυσταλλωθούν, με αποτέλεσμα η βαλβίδα να μην μπορεί να σφραγίσει σφιχτά.

(3) Για τις βαλβίδες εισόδου και εξόδου των υποκυλίνδρων, η κατανάλωση ατμού μετά τη βαλβίδα είναι μεγάλη και μερικές φορές μικρή λόγω των απαιτήσεων παραγωγής και άλλων λόγων. Προκαλεί διάβρωση, σπηλαίωση και άλλες ζημιές στην επιφάνεια στεγανοποίησης της βαλβίδας.

(4) Γενικά, όταν ανοίγει ένας αγωγός μεγάλης διαμέτρου, ο αγωγός πρέπει να προθερμανθεί και η διαδικασία προθέρμανσης απαιτεί γενικά μια μικρή ροή ατμού για να περάσει, έτσι ώστε ο αγωγός να μπορεί να θερμανθεί αργά και ομοιόμορφα σε κάποιο βαθμό πριν ανοίξει πλήρως η βαλβίδα διακοπής για να αποφευχθεί η πρόκληση ζημιάς στον αγωγό. Η ταχεία θέρμανση προκαλεί υπερβολική διαστολή, η οποία καταστρέφει ορισμένα εξαρτήματα σύνδεσης. Ωστόσο, σε αυτή τη διαδικασία, το άνοιγμα της βαλβίδας είναι συχνά πολύ μικρό, γεγονός που προκαλεί πολύ μεγαλύτερο ρυθμό διάβρωσης από το κανονικό φαινόμενο χρήσης και μειώνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της επιφάνειας στεγανοποίησης της βαλβίδας.

Λύσεις για δυσκολίες στην αλλαγή βαλβίδων μεγάλης διαμέτρου

(1) Καταρχάς, συνιστάται η επιλογή μιας βαλβίδας σφαιρικής βαλβίδας με φυσερό-σφραγίδα, η οποία αποφεύγει την επίδραση της αντίστασης τριβής της βαλβίδας εμβόλου και της βαλβίδας στεγανοποίησης και διευκολύνει την αλλαγή.

(2) Ο πυρήνας και η έδρα της βαλβίδας πρέπει να είναι κατασκευασμένα από υλικά με καλή αντοχή στη διάβρωση και απόδοση στη φθορά, όπως το καρβίδιο του στελλίτη.

(3) Συνιστάται η υιοθέτηση δομής διπλού δίσκου βαλβίδας, η οποία δεν θα προκαλέσει υπερβολική διάβρωση λόγω μικρού ανοίγματος, η οποία θα επηρεάσει τη διάρκεια ζωής και το αποτέλεσμα στεγανοποίησης.