Tại sao việc mở và đóng lại khó khăn đối với van cầu cỡ nòng lớn?

Van cầu đường kính lớn chủ yếu được sử dụng cho các phương tiện có áp suất giảm lớn như hơi nước, nước, v.v. Các kỹ sư có thể gặp phải tình trạng van thường khó đóng chặt và dễ bị rò rỉ, nguyên nhân thường là do thiết kế thân van và mô-men đầu ra theo phương ngang không đủ (người lớn có điều kiện thể chất khác nhau có lực đầu ra giới hạn theo phương ngang là 60-90k). Hướng dòng chảy của van cầu được thiết kế ở mức đầu vào thấp và đầu ra cao. Bằng tay đẩy tay quay để đĩa van di chuyển xuống dưới để đóng lại. Lúc này cần phải khắc phục sự kết hợp của ba lực lượng:

1) Fa: Lực kích dọc trục;

2) Fb: Ma sát đóng gói và thân cây;

3) Fc: Lực ma sát Fc giữa thân van và lõi đĩa;

Tổng mô men∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Chúng ta có thể rút ra kết luận rằng đường kính càng lớn thì lực kích dọc trục càng lớn và lực kích dọc trục gần như bằng áp suất thực tế của mạng lưới đường ống khi đóng lại. Ví dụ, một Van cầu DN200 được sử dụng cho ống hơi 10bar, nó chỉ đóng lực đẩy dọc trục Fa=10×πr²==3140kg, và lực chu vi ngang cần thiết để đóng gần bằng giới hạn của lực chu vi ngang do cơ thể con người bình thường tạo ra, do đó rất khó để một người đóng hoàn toàn van trong điều kiện này. Nên lắp đặt loại van này ngược lại để giải quyết vấn đề khó đóng nhưng đồng thời cũng tạo ra khó mở. Thế thì có một câu hỏi, làm thế nào để giải quyết nó?

1) Nên chọn van cầu làm kín ống thổi để tránh tác động của lực cản ma sát của van pít tông và van đóng gói.

2) Lõi van và đế van phải chọn vật liệu có khả năng chống xói mòn và chống mài mòn tốt, chẳng hạn như cacbua castellan;

3) Cấu trúc đĩa đôi được khuyến nghị để tránh xói mòn quá mức do lỗ mở nhỏ, điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu quả bịt kín.

Tại sao van cầu đường kính lớn lại dễ bị rò rỉ?

Van cầu đường kính lớn thường được sử dụng trong đầu ra của nồi hơi, xi lanh chính, ống hơi chính và các bộ phận khác, dễ gây ra các vấn đề sau:

1) Chênh lệch áp suất ở đầu ra của lò hơi và tốc độ dòng hơi đều lớn, cả hai đều có hiện tượng xói mòn lớn trên bề mặt bịt kín. Ngoài ra, việc đốt cháy không đủ của lò hơi khiến hơi nước ở đầu ra của lò hơi có hàm lượng nước lớn, dễ làm hỏng bề mặt bịt kín của van như tạo bọt và ăn mòn.

2) Đối với van cầu gần đầu ra và xi lanh của nồi hơi, hiện tượng quá nhiệt không liên tục có thể xảy ra ở hơi nước mới trong quá trình bão hòa nếu xử lý làm mềm nước nồi hơi không quá tốt thường kết tủa một phần chất axit và kiềm, lớp bịt kín bề mặt sẽ gây ăn mòn và xói mòn; Một số chất kết tinh cũng có thể bám vào bề mặt kết tinh của phớt van, dẫn đến van không thể bịt kín.

3) Do lượng hơi nước yêu cầu không đồng đều khi sản xuất van ở đầu vào và đầu ra của xi lanh, sự bay hơi và xâm thực dễ xảy ra khi tốc độ dòng chảy thay đổi lớn và làm hỏng bề mặt bịt kín của van, chẳng hạn như xói mòn và xâm thực.

4) Đường ống có đường kính lớn cần được làm nóng trước, điều này có thể cho phép hơi nước có dòng chảy nhỏ được làm nóng từ từ và đồng đều ở một mức độ nhất định trước khi van cầu có thể mở hoàn toàn, để tránh sự giãn nở quá mức của đường ống với làm nóng nhanh và làm hỏng kết nối. Tuy nhiên, độ mở của van trong quá trình này thường rất nhỏ, do đó tốc độ xói mòn lớn hơn nhiều so với hiệu quả sử dụng thông thường, làm giảm nghiêm trọng tuổi thọ của bề mặt bịt kín van.