Почему открытие и закрытие шарового клапана большого калибра затруднено?

Шаровые клапаны большого диаметра в основном используются для сред с большим перепадом давления, таких как пар, вода и т. д. Инженеры могут столкнуться с ситуацией, что клапан часто трудно плотно закрыть и он склонен к утечкам, что обычно связано с конструкцией корпуса клапана. и недостаточный горизонтальный выходной крутящий момент (у взрослых с разным физическим состоянием предел горизонтальной выходной силы составляет 60-90 кОм). Направление потока шарового клапана рассчитано на низкий вход и высокий выход. В ручном режиме маховик вращается так, что диск клапана перемещается вниз для закрытия. В это время необходимо преодолеть сочетание трёх сил:

1) Fa: Осевое усилие подъема;

2) Fb: Трение набивки и штока;

3) Fc: сила трения Fc между стержнем клапана и сердечником диска;

Сумма моментов ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Можно сделать вывод, что чем больше диаметр, тем больше осевая сила подъема, а осевая сила подъема практически близка к фактическому давлению трубопроводной сети в закрытом состоянии. Например, Шаровой клапан DN200 используется для паровой трубы с давлением 10 бар, он закрывает только осевое усилие Fa=10×πr²==3140 кг, а горизонтальная окружная сила, необходимая для закрытия, близка к пределу горизонтальной окружной силы, создаваемой нормальным человеческим телом, поэтому человеку в таком состоянии очень сложно полностью закрыть клапан. Рекомендуется устанавливать клапан этого типа в обратном направлении, чтобы решить проблему затрудненного закрытия и в то же время вызвать затрудненное открытие. Тогда возникает вопрос, как его решить?

1) Рекомендуется выбирать шаровой клапан с сильфонным уплотнением, чтобы избежать воздействия сопротивления трения плунжерного клапана и сальникового клапана.

2) Сердечник и седло клапана должны быть изготовлены из материала с хорошей эрозионной стойкостью и износостойкостью, например, карбида кастеляна;

3) Рекомендуется использовать конструкцию с двойным диском, чтобы избежать чрезмерной эрозии из-за небольшого отверстия, которое влияет на срок службы и эффект уплотнения.

Почему шаровой клапан большого диаметра легко протекает?

Шаровой клапан большого диаметра обычно используется на выходе котла, главном цилиндре, главной паровой трубе и других деталях, которые могут вызвать следующие проблемы:

1) Разница давления на выходе из котла и расход пара большие, оба имеют большие эрозионные повреждения на уплотнительной поверхности. Кроме того, недостаточное сгорание котла приводит к тому, что пар на выходе из котла содержит большое количество воды, что может привести к повреждению уплотнительной поверхности клапана, например кавитации и коррозии.

2) Для шарового клапана рядом с выпускным отверстием и цилиндром котла явление периодического перегрева может наблюдаться в свежем паре во время процесса его насыщения, если обработка умягчения котловой воды не слишком хороша, часто выпадает в осадок часть кислотных и щелочных веществ, уплотнение поверхность вызовет коррозию и эрозию; Некоторые кристаллизующиеся вещества могут также прилипать к поверхности уплотнения клапана при кристаллизации, в результате чего клапан не может быть герметично закрыт.

3) Из-за неравномерного количества пара, необходимого для производства клапанов на входе и выходе цилиндра, при сильном изменении расхода легко возникают испарение и кавитация, а также повреждение уплотняющей поверхности клапана, например эрозия и кавитация.

4) Труба большого диаметра должна быть предварительно нагрета, что позволит пару с небольшим расходом нагреваться медленно и равномерно до определенной степени, прежде чем шаровой клапан сможет быть полностью открыт, чтобы избежать чрезмерного расширения трубы при быстрый нагрев и повреждение соединения. Но в этом процессе отверстие клапана часто очень маленькое, поэтому скорость эрозии намного превышает эффект обычного использования, что серьезно сокращает срок службы уплотнительной поверхности клапана.