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 tlaka, poput pare, vode pod visokim tlakom 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 moment ljudske granične razine.

Analiza teškoća prebacivanja ventila velikog promjera

Prosječna horizontalna granična izlazna sila odrasle osobe je 60-90 kg, ovisno o različitoj tjelesnoj građe.

Općenito, smjer protoka kuglastog ventila je dizajniran da bude prema unutra i prema van. Kada osoba zatvori ventil, ljudsko tijelo gura ručni kotač da se okreće vodoravno, tako da se zaklopka ventila pomiče prema dolje kako bi se ostvarilo zatvaranje. U ovom trenutku potrebno je prevladati kombinaciju triju sila, i to:

(1) Aksijalna sila potiska Fa;

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

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

Zbroj 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 gotovo je blizu stvarnog tlaka 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 blizu je horizontalnoj kružnoj sili koju normalno ljudsko tijelo može proizvesti. Granica sile, pa je jednoj osobi vrlo teško potpuno zatvoriti ventil pod ovim uvjetima.

Naravno, neke tvornice preporučuju ugradnju takvih ventila obrnutim smjerom, što rješava problem teškog zatvaranja, ali postoji i problem da ih je teško otvoriti nakon zatvaranja.

Analiza uzroka unutarnjeg curenja kuglastih ventila velikog promjera

Kuglasti ventili velikog promjera obično se koriste u izlazima kotlova, glavnim cilindrima, parovodima i drugim mjestima. Ta mjesta imaju sljedeće probleme:
(1) Općenito, razlika tlaka na izlazu iz kotla je relativno velika, pa je i protok pare veći, a i oštećenje brtvene površine erozijom je veće. Osim toga, učinkovitost izgaranja 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 brtvene površine ventila kavitacijom.

(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, tijekom procesa zasićenja, ako tretman omekšavanja vode u kotlu nije jako dobar, dio vode se često taloži. Kisele i lužnate tvari uzrokovat će koroziju i eroziju brtvene površine; neke tvari koje se kristaliziraju također se mogu prilijepiti za brtvenu površinu ventila i kristalizirati, što rezultira time da ventil ne može čvrsto brtviti.

(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 brtvene površine ventila.

(4) Općenito, kada se otvara cjevovod velikog promjera, cjevovod treba prethodno zagrijati, a proces predgrijavanja općenito 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 učinka upotrebe i ozbiljno smanjuje vijek trajanja brtvene 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) Jezgra ventila i sjedište ventila moraju biti izrađeni od materijala s dobrom otpornošću na eroziju i habanje, kao što je stelitni karbid;

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