هل فكرت يومًا في مدى أهمية الصمامات البوابية في التحكم في تدفق السوائل؟ تتعمق هذه المقالة في وظائف ومزايا وعيوب صمامات البوابة، وتشرح دورها في تطبيقات مختلفة مثل خطوط أنابيب البترول وأنظمة إمدادات المياه. سوف تكتشف الأنواع المختلفة استنادًا إلى بنية البوابة وجذع الصمام، مما يساعدك على فهم الاستخدامات والقيود المثلى لها. استعد لاستكشاف كيف تحافظ هذه المكونات الهامة على تشغيل الأنظمة المعقدة بسلاسة وكفاءة.
يشير صمام البوابة إلى صمام يتحرك فيه عضو الإغلاق (البوابة) عمودياً على طول محور الممر. ويستخدم في المقام الأول لقطع الوسيط في خط الأنابيب، أي أن يكون مفتوحاً بالكامل أو مغلقاً بالكامل.
بشكل عام، صمامات البوابة ليست مناسبة لتنظيم التدفق. واعتمادًا على مادة الصمام، يمكن استخدامه في الضغط المنخفض في درجات الحرارة المنخفضة، وكذلك الضغط العالي في درجات الحرارة المرتفعة.
ومع ذلك، لا تُستخدم صمامات البوابة بشكل عام في خطوط الأنابيب التي تنقل وسائط مثل الحمأة.
1) مقاومة السوائل المنخفضة;
2) عزم دوران صغير مطلوب للفتح والإغلاق;
3) يمكن استخدامها في خطوط أنابيب الشبكة الحلقية حيث يتدفق الوسيط في اتجاهين، مما يعني أن اتجاه تدفق الوسيط غير محدود;
4) عندما يكون مفتوحًا بالكامل، يكون تآكل سطح الختم بواسطة وسيط العمل أقل من تآكل صمام الكرة الأرضية;
5) هيكل جسم بسيط نسبيًا وقابلية تصنيع جيدة;
6) طول الهيكل قصير نسبيًا.
1) أبعاد كبيرة وارتفاع فتحة، مما يتطلب مساحة تركيب كبيرة;
2) تآكل نسبي أكبر لسطح الختم أثناء الفتح والإغلاق، مع احتمال ظهور خدوش في درجات الحرارة العالية;
3) تحتوي معظم صمامات البوابة على سطحين مانعين للتسرب، مما يزيد من صعوبة المعالجة والطحن والصيانة;
4) أوقات الفتح والإغلاق الطويلة.
1) صمام بوابة متوازي:
يكون سطح الختم موازيًا لخط الوسط الرأسي، أي صمام البوابة بسطحين متوازيين للختم.
2) صمام بوابة إسفيني:
يشكل سطح الختم زاوية معينة مع خط الوسط الرأسي، أي أن صمام البوابة ذو سطحي ختم على شكل إسفين.
من بين صمامات البوابة الإسفينية، هناك أنواع البوابة المفردة والبوابة المزدوجة والبوابة المرنة. تتميز صمامات البوابة الثقيلة بهياكل بسيطة واستخدام موثوق به، ولكنها تتطلب دقة أعلى لزاوية سطح الختم، مما يجعل المعالجة والصيانة صعبة، ومن المحتمل أن تنحشر أثناء تغيرات درجة الحرارة.
تُستخدم صمامات البوابة الإسفينية مزدوجة البوابة بشكل أكبر في خطوط أنابيب المياه والبخار المتوسطة.
وتتمثل مزاياه في: متطلبات دقة أقل لزاوية سطح الختم، وتغيرات درجة الحرارة أقل احتمالاً للتسبب في حدوث إسفين، ويمكن تعويض تآكل سطح الختم باستخدام حشية.
ومع ذلك، فإن هذا الهيكل يحتوي على أجزاء أكثر، وهو عرضة للالتصاق في الوسائط اللزجة، مما يؤثر على الختم.
والأهم من ذلك أن الحواجز العلوية والسفلية معرضة للصدأ بعد الاستخدام طويل الأمد، ومن المحتمل أن تسقط البوابة.
يتميز صمام بوابة ختم المقعد المرن بمزايا الهيكل البسيط والاستخدام الموثوق به لصمام بوابة إسفين البوابة المفرد، ويمكن أن ينتج كمية صغيرة من التشوه المرن لتعويض الانحراف في زاوية سطح الختم أثناء المعالجة، مما يحسن قابلية المعالجة ويتم اعتماده الآن على نطاق واسع.
1) صمام بوابة الجذع الصاعد:
توجد صامولة جذع الصمام على غطاء الصمام أو كتيفة الصمام. يتم تحقيق ارتفاع وانخفاض ساق الصمام عن طريق تدوير صامولة ساق الصمام عند فتح البوابة وإغلاقها.
هذا الهيكل مفيد لتشحيم جذع الصمام، ودرجة الفتح والإغلاق واضحة، لذلك يتم استخدامه على نطاق واسع.
2) صمام بوابة الجذع غير الصاعد:
توجد صامولة ساق الصمام داخل جسم الصمام وتلامس الوسيط مباشرة. يتم فتح البوابة وإغلاقها عن طريق تدوير ساق الصمام.
وتتمثل ميزة هذا الهيكل في أن ارتفاع صمام البوابة يظل دائمًا كما هو، وبالتالي فإن مساحة التركيب صغيرة ومناسبة لصمامات البوابة ذات القطر الكبير أو تلك التي تعاني من قيود المساحة.
يجب أن يحتوي هذا النوع من الهياكل على مؤشر فتح وإغلاق للإشارة إلى درجة الفتح والإغلاق. عيب هذا الهيكل هو أن خيط ساق الصمام لا يمكن تشحيمه ويتلقى مباشرة تآكلًا متوسطًا، مما يسهل تلفه.
1. خطوط أنابيب توصيل البترول والغاز الطبيعي. صمامات البوابة المسطحة المزودة بفتحات توجيه ملائمة أيضًا لتنظيف خطوط الأنابيب.
2. خطوط أنابيب التوصيل ومعدات تخزين النفط المكرر.
3. أجهزة فوهات آبار استخراج النفط والغاز الطبيعي، المعروفة أيضا باسم الصمامات الشجرية المستخدمة في استخراج النفط.
4. خطوط الأنابيب ذات الجسيمات العالقة.
5. خطوط أنابيب توصيل الغاز في المناطق الحضرية.
6. مشاريع إمدادات المياه.