Používatelia, ktorí denne používajú guľové ventily s veľkým priemerom, často hlásia problém s tým, že guľové ventily s veľkým priemerom sa ťažko zatvárajú, keď sa používajú v médiách s relatívne veľkým tlakovým rozdielom, ako je para, voda pod vysokým tlakom atď. Pri silnom zatváraní sa vždy zistí únik a je ťažké ich tesne uzavrieť. Dôvodom tohto problému je konštrukcia ventilu a nedostatočný výstupný krútiaci moment na úrovni ľudského limitu.

Analýza ťažkostí pri prepínaní ventilov s veľkým priemerom

Priemerná horizontálna limitná výstupná sila dospelého človeka je 60 – 90 kg v závislosti od telesnej stavby.

Smer prúdenia guľového ventilu je vo všeobecnosti navrhnutý tak, aby bol nízky dovnútra a vysoký von. Keď osoba zatvorí ventil, ľudské telo zatlačí ručné koleso do horizontálneho otáčania, čím sa klapka ventilu posunie nadol, aby sa dosiahlo zatvorenie. V tomto momente je potrebné prekonať kombináciu troch síl, a to:

(1) Axiálna axiálna sila Fa;

(2) Trecia sila Fb medzi tesnením a driekom ventilu;

(3) Kontaktná trecia sila Fc medzi driekom ventilu a jadrom kotúča ventilu

Súčet momentov je ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Je zrejmé, že čím väčší je priemer, tým väčšia je axiálna ťahová sila. Keď je tlak blízko uzavretého stavu, axiálna ťahová sila sa takmer blíži skutočnému tlaku v potrubnej sieti (v dôsledku P1-P2≈P1, P2=0).

Napríklad, guľový ventil kalibru DN200 sa používa na parnom potrubí s tlakom 10 barov, iba prvý uzatvárací axiálny tlak Fa = 10 × πr2 = 3140 kg a horizontálna kruhová sila potrebná na zatvorenie sa blíži horizontálnej kruhovej sile, ktorú dokáže vyvinúť normálne ľudské telo. To je limit sily, takže pre jednu osobu je veľmi ťažké za týchto podmienok ventil úplne zatvoriť.

Samozrejme, niektoré továrne odporúčajú inštalovať takéto ventily spätne, čo rieši problém s ťažkým zatváraním, ale je tu aj problém, že po zatvorení sa ťažko otvárajú.

Analýza príčin vnútorného úniku guľových ventilov s veľkým priemerom

Guľové ventily s veľkým priemerom sa zvyčajne používajú vo vývodoch kotlov, hlavných valcoch, parných potrubiach a na iných miestach. Tieto miesta majú nasledujúce problémy:
(1) Vo všeobecnosti je tlakový rozdiel na výstupe z kotla relatívne veľký, takže prietok pary je tiež väčší a poškodenie tesniacej plochy eróziou je tiež väčšie. Okrem toho účinnosť spaľovania kotla nemôže byť 100 %, čo spôsobí, že para na výstupe z kotla bude mať vysoký obsah vody, čo ľahko spôsobí kavitáciu a poškodenie tesniacej plochy ventilu kavitáciou.

(2) V prípade uzatváracieho ventilu v blízkosti výstupu z kotla a pomocného valca, pretože para, ktorá práve vychádza z kotla, má počas procesu nasýtenia občasný jav prehrievania, ak zmäkčovanie vody v kotli nie je veľmi dobré, časť vody sa často vyzráža. Kyslé a alkalické látky spôsobujú koróziu a eróziu tesniaceho povrchu; niektoré kryštalizovateľné látky sa môžu tiež prichytiť na tesniaci povrch ventilu a kryštalizovať, čo má za následok, že ventil nie je schopný tesniť.

(3) Pri vstupných a výstupných ventiloch pomocných valcov je spotreba pary za ventilom veľká a niekedy malá z dôvodu výrobných požiadaviek a iných dôvodov. To môže spôsobiť eróziu, kavitáciu a iné poškodenie tesniacej plochy ventilu.

(4) Vo všeobecnosti, keď sa otvorí potrubie s veľkým priemerom, je potrebné ho predhriať a proces predhrievania zvyčajne vyžaduje malý prietok pary, aby sa potrubie mohlo pomaly a rovnomerne zahriať do určitej miery predtým, ako sa uzatvárací ventil úplne otvorí, aby sa predišlo poškodeniu potrubia. Rýchle zahrievanie spôsobuje nadmernú rozťažnosť, ktorá poškodzuje niektoré spojovacie časti. Pri tomto procese je však otvor ventilu často veľmi malý, čo spôsobuje oveľa vyššiu mieru erózie ako pri bežnom používaní a vážne znižuje životnosť tesniacej plochy ventilu.

Riešenia problémov s prepínaním guľových ventilov s veľkým priemerom

(1) V prvom rade sa odporúča zvoliť vlnovcový guľový ventil, ktorý eliminuje vplyv trecieho odporu piestového ventilu a tesniaceho ventilu a uľahčuje prepínanie.

(2) Jadro ventilu a sedlo ventilu musia byť vyrobené z materiálov s dobrou odolnosťou proti erózii a opotrebovaniu, ako je napríklad stelitový karbid;

(3) Odporúča sa použiť dvojitú konštrukciu ventilového kotúča, ktorá nespôsobí nadmernú eróziu v dôsledku malého otvoru, čo ovplyvní životnosť a tesniaci účinok.