A nagy átmérőjű gömbcsapokat naponta használó felhasználók körében gyakran jelentkezik az a probléma, hogy a nagy átmérőjű gömbcsapokat nehéz bezárni, ha viszonylag nagy nyomáskülönbségű közegben, például gőzben, nagynyomású vízben stb. használják. Erőszakos zárás esetén mindig szivárgás lép fel, és nehéz szorosan lezárni. Ennek a problémának az oka a szelep szerkezeti kialakítása és az emberi határértékhez képest elégtelen kimeneti nyomaték.

A nagy átmérőjű szelepek kapcsolásának nehézségeinek elemzése

Egy átlagos felnőtt vízszintes határereje 60-90 kg, a különböző testalkatoktól függően.

A gömbcsap áramlási iránya általában úgy van kialakítva, hogy befelé lefelé és kifelé magasra irányuljon. Amikor egy személy zárja a szelepet, az emberi test vízszintesen elforgatja a kézikereket, így a szeleplap lefelé mozdul el a zárás megvalósításához. Ehhez három erő kombinációját kell leküzdeni, nevezetesen:

(1) Fa axiális tolóerő;

(2) A tömítés és a szelepszár közötti súrlódási erő (Fb);

(3) A szelepszár és a szeleptányér magja közötti érintkezési súrlódási erő (Fc)

A momentumok összege ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Látható, hogy minél nagyobb az átmérő, annál nagyobb az axiális tolóerő. Zárt állapothoz közel az axiális tolóerő majdnem közel van a csőhálózat tényleges nyomásához (mivel P1-P2≈P1, P2=0).

Például egy DN200-as kaliberű gömbcsapot egy 10 bar-os gőzcsövön használnak, csak az első zárási tengelyirányú tolóerő Fa=10×πr2=3140kg, és a záráshoz szükséges vízszintes körerő közel van ahhoz a vízszintes körerőhöz, amelyet a normál emberi test képes leadni. Erőhatár, így egy személynek nagyon nehéz teljesen bezárni a szelepet ilyen körülmények között.

Természetesen egyes gyárak azt javasolják, hogy az ilyen szelepeket fordított sorrendben szereljék be, ami megoldja a nehéz záródás problémáját, de ott van az a probléma is, hogy zárás után nehéz kinyitni őket.

Nagy átmérőjű gömbcsapok belső szivárgásának okainak elemzése

A nagy átmérőjű gömbcsapokat általában kazánkivezetésekben, főhengerekben, gőzvezetékekben és más helyeken használják. Ezeknél a helyeken a következő problémák merülnek fel:
(1) Általában a kazán kimeneténél a nyomáskülönbség viszonylag nagy, így a gőz áramlási sebessége is nagyobb, és a tömítőfelület eróziós károsodása is nagyobb. Ezenkívül a kazán égéshatásfoka nem lehet 100%, ami a kazán kimeneténél lévő gőz nagy víztartalmát okozza, ami könnyen kavitációt és a szelep tömítőfelületének kavitációs károsodását okozhatja.

(2) A kazán és a kiegészítő henger kimenete közelében lévő elzárószelep esetében, mivel a kazánból kilépő gőz időszakosan túlhevül, a telítési folyamat során, ha a kazánvíz lágyító kezelése nem túl jó, a víz egy része gyakran kicsapódik. A savas és lúgos anyagok korróziót és eróziót okozhatnak a tömítőfelületen; egyes kristályosodó anyagok is megtapadhatnak a szelep tömítőfelületén és kikristályosodhatnak, aminek következtében a szelep nem tud szorosan tömíteni.

(3) Az alhengerek bemeneti és kimeneti szelepeinél a szelep utáni gőzfogyasztás a gyártási követelmények és egyéb okok miatt nagy, néha kicsi lehet. Ez eróziót, kavitációt és egyéb károsodást okozhat a szeleptömítő felületén.

(4) Általánosságban elmondható, hogy nagy átmérőjű csővezeték megnyitásakor a csővezetéket elő kell melegíteni, és az előmelegítési folyamat általában kis gőzáramot igényel, hogy a csővezeték lassan és egyenletesen felmelegedjen egy bizonyos mértékig, mielőtt a zárószelep teljesen kinyílna, elkerülve a csővezeték károsodását. A gyors melegítés túlzott tágulást okoz, ami egyes csatlakozóalkatrészek károsodását okozza. Ebben a folyamatban azonban a szelepnyílás gyakran nagyon kicsi, ami miatt az eróziós sebesség sokkal nagyobb, mint a normál használati hatás, és jelentősen csökkenti a szeleptömítő felület élettartamát.

Megoldások a nagy átmérőjű gömbcsapok váltásával kapcsolatos nehézségekre

(1) Először is ajánlott egy harmonikatömítésű gömbcsapot választani, amely elkerüli a dugattyús szelep és a tömítőszelep súrlódási ellenállásának hatását, és megkönnyíti a váltást.

(2) A szeleptányérnak és a szelepülésnek jó erózióállóságú és kopásállóságú anyagokból, például sztellit-karbidból kell készülnie;

(3) Ajánlott kettős szeleptárcsa-szerkezetet alkalmazni, amely a kis nyílás miatt nem okoz túlzott eróziót, ami befolyásolja az élettartamot és a tömítőhatást.