June 6, 2025
تستخدم المشغلات الكهربائية الطاقة الكهربائية كمصدر للدفع، وهي بسيطة ومريحة، ذات دفع وعزم دوران وصلابة عالية. ومع ذلك، فهي تتمتع بهيكل معقد وموثوقية أقل. وهي أكثر تكلفة من المشغلات الهوائية للأحجام المتوسطة والصغيرة. تُستخدم بشكل شائع في التطبيقات التي لا يوجد بها إمداد بالغاز أو حيث لا توجد متطلبات صارمة للحماية من الانفجار والحريق.
تحتوي المشغلات الكهربائية على ثلاثة أشكال إخراج: السفر الزاوي، والسفر الخطي، والدوران المتعدد.
تحتوي صمامات السفر الزاوية على فرق ضغط إغلاق أكبر لأن القوة الناتجة عن الوسط على قلب الصمام أو لوحة الصمام تنتج عزم دوران صغير جدًا على العمود الدوار، مما يمكنها من تحمل فرق ضغط أكبر.
صمامات الفراشة والصمامات الكروية هي الأنواع الأكثر شيوعًا لصمامات السفر الزاوية.
تتطلب صمامات التنظيم ذات الختم الواحد مثل الصمامات ذات المقعد الواحد والصمامات عالية الضغط وصمامات الأكمام ذات الختم الواحد بدون فتحات موازنة تحديد اتجاه التدفق.
لكل من أنواع التدفق المفتوح والتدفق المغلق مزاياها وعيوبها. تعمل الصمامات المفتوحة التدفق بشكل أكثر استقرارًا ولكنها تتمتع بأداء تنظيف ذاتي وإحكام ضعيفين، مما يؤدي إلى عمر خدمة أقصر؛ تتمتع الصمامات المغلقة التدفق بعمر خدمة أطول، وأداء تنظيف ذاتي أفضل، وإحكام، ولكن الاستقرار ضعيف عندما يكون قطر ساق الصمام أصغر من قطر قلب الصمام.
تستخدم الصمامات ذات المقعد الواحد، والصمامات ذات التدفق الصغير، وصمامات الأكمام ذات الختم الواحد عادةً النوع المفتوح التدفق. عندما توجد متطلبات تآكل شديدة أو تنظيف ذاتي، يمكن تحديد النوع المغلق التدفق. تستخدم صمامات التحكم ذات الخصائص سريعة الفتح ذات الوضعين النوع المغلق التدفق.
صمامات الحجاب الحاجز، وصمامات الفراشة، والصمامات الكروية من النوع O (بشكل أساسي للإغلاق)، والصمامات الكروية من النوع V (نسبة تنظيم عالية ووظيفة القص)، والصمامات الدوارة اللامركزية كلها صمامات ذات وظائف تنظيمية.
بالمقارنة مع الحساب، فإن اختيار الصمام أكثر أهمية وتعقيدًا. وذلك لأن الحساب مجرد حساب صيغة بسيطة، ودقته لا تكمن في دقة الصيغة نفسها، ولكن في دقة معلمات العملية المحددة.
يتضمن اختيار الصمام مجموعة واسعة من الاعتبارات، وحتى الأخطاء الطفيفة يمكن أن تؤدي إلى اختيار غير صحيح، مما يؤدي إلى إهدار القوى العاملة والمواد والمالية، بالإضافة إلى الأداء غير المرضي والقضايا التشغيلية المختلفة مثل الموثوقية والعمر والجودة التشغيلية.
تتمثل ميزة ساق الصمام ذات المقعد المزدوج في هيكلها المتوازن القوة، مما يسمح بوجود فروق ضغط عالية. ومع ذلك، فإن عيبها البارز هو أن سطحي الختم لا يمكنهما الحفاظ على اتصال جيد في وقت واحد، مما يؤدي إلى تسرب كبير.
إذا تم استخدامه بشكل مصطنع وقسري في تطبيقات الإغلاق، فستكون النتائج غير مرضية. حتى مع التحسينات (مثل صمام الأكمام مزدوج الختم)، فإن هذا النهج غير مستحسن.
بالنسبة لقلب صمام واحد، عندما يكون الوسط من النوع المفتوح التدفق، يتمتع الصمام باستقرار جيد؛ عندما يكون الوسط من النوع المغلق التدفق، يكون استقرار الصمام ضعيفًا. يحتوي الصمام ذو المقعد المزدوج على قلبين للصمام، مع قلب الصمام السفلي في وضع التدفق المغلق وقلب الصمام العلوي في وضع التدفق المفتوح.
وبالتالي، عند التشغيل عند فتحات صغيرة، يكون قلب الصمام المغلق التدفق عرضة للتسبب في اهتزاز الصمام، ولهذا السبب لا تعتبر الصمامات ذات المقعد المزدوج مناسبة لتطبيقات الفتح الصغيرة.
يستخدم بشكل شائع في التطبيقات التي يكون فيها التسرب ضئيلاً ولا يكون فرق الضغط كبيرًا.
تُستخدم صمامات التحكم ذات المقعد المزدوج المستقيم بشكل أساسي في التطبيقات ذات فروق الضغط العالية ومتطلبات التسرب الأقل صرامة.
في صمام السفر المستقيم، يقوم قلب الصمام بإخماد رأسي، بينما يتدفق الوسط داخل وخارج أفقيًا. مسار التدفق داخل تجويف الصمام ينحني وينعطف حتمًا، مما يجعل مسار تدفق الصمام معقدًا للغاية (يشبه شكل “S” مقلوب). يؤدي هذا إلى إنشاء العديد من المناطق الميتة، مما يوفر مساحة لترسب الوسط، مما قد يؤدي إلى انسدادات بمرور الوقت.
في صمامات السفر الزاوية، يكون اتجاه الإخماد أفقيًا، مع تدفق الوسط داخل وخارج أفقيًا. هذا يسهل إزالة الشوائب ويبسط مسار التدفق، مما يقلل من مساحة الترسيب. لذلك، تتمتع صمامات السفر الزاوية بأداء فائق مضاد للانسداد.
تم استخدام صمامات الأسطوانات، التي ظهرت لأول مرة في الستينيات، على نطاق واسع محليًا ودوليًا في السبعينيات. في الثمانينيات، شكلت صمامات الأسطوانات نسبة كبيرة من منشآت البتروكيماويات التي تم تقديمها. في ذلك الوقت، اعتقد الكثيرون أن صمامات الأسطوانات يمكن أن تحل محل الصمامات ذات المقعد الواحد والمقعد المزدوج، لتصبح المنتج من الجيل الثاني.
ومع ذلك، هذا ليس هو الحال اليوم. يتم استخدام الصمامات ذات المقعد الواحد والصمامات ذات المقعد المزدوج وصمامات الأكمام على قدم المساواة. وذلك لأن صمامات الأكمام تعمل فقط على تحسين شكل الإخماد والاستقرار والصيانة مقارنة بالصمامات ذات المقعد الواحد، ولكن وزنها وأدائها المضاد للانسداد والتسرب يتوافق مع الصمامات ذات المقعد الواحد والمقعد المزدوج. كيف يمكنهم استبدال الصمامات ذات المقعد الواحد والمقعد المزدوج؟ لذلك، لا يمكن استخدامها إلا معًا.
تتطلب صمامات الإغلاق أقل تسرب ممكن. تتمتع الصمامات ذات الختم الناعم بأقل تسرب وبالتالي أفضل أداء للإغلاق، لكنها ليست مقاومة للاهتراء ولديها موثوقية ضعيفة. من المعايير المزدوجة للتسرب المنخفض والإحكام الموثوق به، تكون صمامات الإغلاق ذات الختم الناعم أدنى من صمامات الإغلاق ذات الختم الصلب. على سبيل المثال، توفر صمامات التحكم فائقة الخفة ذات الوظائف الكاملة، والتي تحتوي على أختام محمية بسبائك مقاومة للاهتراء، موثوقية عالية ومعدل تسرب يبلغ 10⁻⁷، مما يلبي بالفعل متطلبات صمامات الإغلاق.
يتضمن هذا مبدأً ميكانيكيًا بسيطًا: الاحتكاك المنزلق مرتفع، بينما الاحتكاك المتدحرج منخفض. في صمام السفر الخطي، يتحرك ساق الصمام لأعلى ولأسفل. إذا تم ضغط الحشوة قليلاً، فسوف تلتف بإحكام حول ساق الصمام، مما يتسبب في تباطؤ كبير. لذلك، تم تصميم ساق الصمام ليكون رفيعًا جدًا، ويستخدم بشكل شائع حشوة PTFE منخفضة الاحتكاك لتقليل التباطؤ. ومع ذلك، يؤدي هذا إلى مشكلات مثل أن ساق الصمام عرضة للانحناء وأن الحشوة لها عمر قصير.
أفضل حل لهذه المشكلة هو استخدام ساق صمام دوار، أي صمام تحكم من النوع ذي السفر الزاوي. يكون ساق الصمام الخاص به أكثر سمكًا بمقدار 2–3 مرات من ساق الصمام ذي السفر الخطي، ويستخدم حشوة الجرافيت مع عمر خدمة أطول. يتمتع ساق الصمام بصلابة جيدة، وتتمتع الحشوة بعمر خدمة أطول، ويكون عزم الاحتكاك والتباطؤ في الواقع أصغر.
