تعد صمامات الفراشة وصمامات البوابة نوعين من الصمامات شائعة الاستخدام في تطبيقات الحفاظ على المياه الصناعية والبلدية.لديهم اختلافات واضحة في الهيكل والوظيفة والتطبيق.ستناقش هذه المقالة الاختلافات بين صمامات الفراشة وصمامات البوابة بالتفصيل من حيث المبدأ والتركيب والتكلفة والمتانة وتنظيم التدفق والتركيب والصيانة.
1. المبدأ
مبدأ صمام الفراشة
أكبر ميزةصمام فراشةهو هيكلها البسيط وتصميمها المدمج.مبدأ عملها هو أن لوحة الفراشة الدائرية تدور حول ساق الصمام كمحور مركزي للتحكم في تدفق السائل.تشبه لوحة الصمام نقطة تفتيش، ولا يمكنها المرور إلا بموافقة لوحة الفراشة.عندما تكون لوحة الفراشة موازية لاتجاه تدفق السائل، يكون الصمام مفتوحًا بالكامل؛عندما تكون لوحة الفراشة متعامدة مع اتجاه تدفق السائل، يكون الصمام مغلقًا بالكامل.وقت فتح وإغلاق صمام الفراشة قصير جدًا، لأنه يحتاج فقط إلى 90 درجة دوران لإكمال عملية الفتح أو الإغلاق الكاملة.وهذا أيضًا هو السبب وراء كونه صمامًا دوارًا وصمامًا ربع دورة.
مبدأ صمام البوابة
لوحة الصمامصمام البوابةيتحرك لأعلى ولأسفل عموديًا إلى جسم الصمام.عندما يتم رفع البوابة بالكامل، يتم فتح التجويف الداخلي لجسم الصمام بالكامل ويمكن للسائل المرور عبره دون عوائق؛عندما يتم خفض البوابة بالكامل، يتم حظر السائل بالكامل.إن تصميم صمام البوابة يجعله لا يتمتع بأي مقاومة للتدفق عند فتحه بالكامل، لذلك فهو مناسب للتطبيقات التي تتطلب فتحًا كاملاً أو إغلاقًا كاملاً.ويجب التأكيد هنا على أن صمام البوابة مناسب للفتح الكامل والإغلاق الكامل!ومع ذلك، فإن صمام البوابة لديه سرعة استجابة بطيئة، أي أن وقت الفتح والإغلاق أطول، لأنه يستغرق عدة دورات لتدوير العجلة اليدوية أو الترس الدودي للفتح والإغلاق بالكامل.
2. التكوين
تكوين صمام الفراشة
كما هو مذكور أعلاه، فإن هيكل صمام الفراشة بسيط نسبيًا، بما في ذلك المكونات الرئيسية مثل جسم الصمام، لوحة الصمام، عمود الصمام، مقعد الصمام والقيادة.كما هو مبين في الشكل أدناه.
جسم الصمام:
جسم صمام صمام الفراشة أسطواني وبداخله قناة رأسية.يمكن أن يكون جسم الصمام مصنوعًا من مواد مختلفة، مثل الحديد الزهر، وحديد الدكتايل، والفولاذ المقاوم للصدأ، والفولاذ الكربوني، وبرونز الألومنيوم، وما إلى ذلك. وبطبيعة الحال، يعتمد اختيار المواد على بيئة استخدام صمام الفراشة وطبيعة واسطة.
لوحة الصمام:
لوحة الصمام هي جزء الفتح والإغلاق على شكل قرص المذكور أعلاه، والذي يشبه القرص في الشكل.مادة لوحة الصمام عادة ما تكون نفس مادة جسم الصمام، أو أعلى من مادة جسم الصمام، لأن صمام الفراشة يكون على اتصال مباشر مع الوسط، على عكس صمام الفراشة المركزي حيث يتم فصل جسم الصمام مباشرة من الوسط بواسطة مقعد الصمام.تحتاج بعض الوسائط الخاصة إلى تحسين مقاومة التآكل ومقاومة التآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية.
صمام الجذعية:
يربط جذع الصمام بين لوحة الصمام والمحرك، وهو مسؤول عن نقل عزم الدوران لتدوير لوحة الصمام.عادة ما يكون ساق الصمام مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ 420 أو مواد أخرى عالية القوة لضمان قوته ومتانته الكافية.
مقعد صمام:
يتم تبطين مقعد الصمام في التجويف الداخلي لجسم الصمام ويتصل بلوحة الصمام لتشكيل ختم لضمان عدم تسرب الوسيط عند إغلاق الصمام.هناك نوعان من الختم: الختم الناعم والختم الصلب.الختم الناعم لديه أداء ختم أفضل.تشمل المواد شائعة الاستخدام المطاط، وPTFE، وما إلى ذلك، والتي تستخدم بشكل شائع في صمامات الفراشة المركزية.الأختام الصلبة مناسبة لدرجات الحرارة المرتفعة وبيئات الضغط العالي.تشمل المواد شائعة الاستخدام SS304+Flexible Graphite، وما إلى ذلك، وهي شائعة فيصمامات فراشة ثلاثية غريب الأطوار.
المحرك:
يتم استخدام المحرك لدفع ساق الصمام للدوران.الأشكال شائعة الاستخدام هي اليدوية أو الكهربائية أو الهوائية أو الهيدروليكية.يتم تشغيل المحركات اليدوية عادةً بواسطة مقابض أو تروس، في حين يمكن للمحركات الكهربائية والهوائية والهيدروليكية تحقيق التحكم عن بعد والتشغيل الآلي.
تكوين صمامات البوابة
هيكل صمام البوابة معقد نسبيًا.بالإضافة إلى جسم الصمام، ولوحة الصمام، وعمود الصمام، ومقعد الصمام ومحركه، توجد أيضًا مواد التعبئة، وغطاء الصمام، وما إلى ذلك (انظر الشكل أدناه)
جسم الصمام:
عادةً ما يكون جسم الصمام الخاص بصمام البوابة على شكل برميل أو على شكل إسفين، مع وجود قناة مستقيمة بداخله.مواد جسم الصمام هي في الغالب من الحديد الزهر، الفولاذ المصبوب، الفولاذ المقاوم للصدأ، النحاس، إلخ. وبالمثل، يجب اختيار المواد المناسبة وفقًا لظروف الاستخدام.
غطاء الصمام:
يتم توصيل غطاء الصمام بجسم الصمام لتشكيل تجويف صمام مغلق.يوجد عادةً صندوق حشو على غطاء الصمام لتثبيت التعبئة وإغلاق ساق الصمام.
بوابة + مقعد صمام:
البوابة هي جزء الفتح والإغلاق لصمام البوابة، وعادة ما تكون على شكل إسفين.يمكن أن تكون البوابة بوابة واحدة أو هيكل بوابة مزدوج.صمام البوابة الذي نستخدمه عادة هو بوابة واحدة.مادة البوابة لصمام البوابة المرنة هي GGG50 مغطاة بالمطاط، وبوابة صمام البوابة ذات الختم الصلب هي مادة الجسم + النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ.
صمام الجذعية:
يربط ساق الصمام البوابة والمشغل، ويحرك البوابة لأعلى ولأسفل من خلال ناقل الحركة الملولب.تكون مادة جذع الصمام بشكل عام من مواد عالية القوة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ الكربوني.وفقًا لحركة ساق الصمام، يمكن تقسيم صمامات البوابة إلى صمامات بوابة جذعية صاعدة وصمامات بوابة جذعية غير صاعدة.يقع خيط جذع الصمام لصمام البوابة الجذعية الصاعد خارج جسم الصمام، وتكون الحالة المفتوحة والمغلقة مرئية بوضوح؛يقع خيط جذع الصمام لصمام البوابة الجذعية غير الصاعد داخل جسم الصمام، والهيكل مضغوط نسبيًا، ومساحة التثبيت أصغر من مساحة صمام البوابة الجذعية الصاعد.
التعبئة:
توجد العبوة في صندوق الحشو الخاص بغطاء الصمام، والذي يستخدم لسد الفجوة بين ساق الصمام وغطاء الصمام لمنع تسرب المواد المتوسطة.تشمل مواد التعبئة الشائعة الجرافيت، PTFE، الأسبستوس، إلخ. يتم ضغط التعبئة بواسطة الغدة لضمان أداء الختم.
المحرك:
• العجلة اليدوية هي المشغل اليدوي الأكثر شيوعًا، والتي تحرك ناقل الحركة الخيطي لجذع الصمام عن طريق تدوير العجلة اليدوية لتحريك البوابة لأعلى ولأسفل.بالنسبة لصمامات البوابة ذات القطر الكبير أو الضغط العالي، غالبًا ما يتم استخدام المحركات الكهربائية أو الهوائية أو الهيدروليكية لتقليل قوة التشغيل وتسريع سرعة الفتح والإغلاق.وبالطبع هذا موضوع آخر.إذا كنت مهتما، يرجى مراجعة المقالكم عدد الدورات لإغلاق صمام الفراشة؟كم من الوقت يستغرق؟
3. التكلفة
تكلفة صمام الفراشة
عادة ما تكون صمامات الفراشة أرخص من صمامات البوابة.وذلك لأن صمامات الفراشة لها هيكل قصير الطول، وتتطلب مواد أقل، ولها عملية تصنيع بسيطة نسبيًا.بالإضافة إلى ذلك، فإن صمامات الفراشة تكون أخف وزنًا، مما يقلل أيضًا من تكلفة النقل والتركيب.ميزة التكلفة لصمامات الفراشة واضحة بشكل خاص في خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير.
تكلفة صمام البوابة
عادة ما تكون تكلفة تصنيع صمامات البوابة أعلى، خاصة بالنسبة للتطبيقات ذات القطر الكبير أو الضغط العالي.هيكل صمامات البوابة معقد، ودقة تصنيع لوحات البوابة ومقاعد الصمامات عالية، الأمر الذي يتطلب المزيد من العمليات والوقت أثناء عملية التصنيع.بالإضافة إلى ذلك، تكون صمامات البوابة أثقل، مما يزيد من تكلفة النقل والتركيب.
كما يتبين من الرسم أعلاه، بالنسبة لنفس DN100، يكون صمام البوابة أكبر بكثير من صمام الفراشة.
4. المتانة
متانة صمام الفراشة
تعتمد متانة صمامات الفراشة على مقعد الصمام ومواد جسم الصمام.على وجه الخصوص، عادة ما تكون مواد الختم الخاصة بصمامات الفراشة محكمة الغلق مصنوعة من المطاط أو PTFE أو مواد مرنة أخرى، والتي قد تتآكل أو تتقادم أثناء الاستخدام على المدى الطويل.وبطبيعة الحال، فإن مواد الختم الخاصة بصمامات الفراشة الصلبة الغلق مصنوعة من مواد صناعية عالية الأداء أو أختام معدنية، لذلك تم تحسين المتانة بشكل كبير.
بشكل عام، تتمتع صمامات الفراشة بمتانة جيدة في أنظمة الضغط المنخفض والضغط المتوسط، ولكن قد ينخفض أداء الختم في بيئات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية.
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن صمامات الفراشة يمكنها عزل الوسط عن طريق لف جسم الصمام بمقعد الصمام لمنع تآكل جسم الصمام.في نفس الوقت، يمكن تغليف لوحة الصمام بالكامل بالمطاط ومبطنة بالكامل بالفلور، مما يحسن بشكل كبير من متانتها للوسائط المسببة للتآكل.
متانة صمامات البوابة
يواجه تصميم ختم المقعد المرن لصمامات البوابة نفس مشكلة صمامات الفراشة، أي التآكل والشيخوخة أثناء الاستخدام.ومع ذلك، تعمل صمامات البوابة الصلبة الغلق بشكل جيد في البيئات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية.نظرًا لأن سطح الختم من المعدن إلى المعدن لصمام البوابة يتمتع بمقاومة تآكل عالية ومقاومة للتآكل، فإن عمر الخدمة عادة ما يكون أطول.
ومع ذلك، فإن بوابة صمام البوابة تلتصق بسهولة بالشوائب الموجودة في الوسط، مما قد يؤثر أيضًا على متانتها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن مظهره وبنيته يحددان أنه من الصعب عمل بطانة كاملة، لذلك بالنسبة لنفس الوسط المتآكل، سواء كان مصنوعًا من المعدن بالكامل أو من بطانة كاملة، فإن سعره أعلى بكثير من سعر صمام البوابة.
5. تنظيم التدفق
تنظيم تدفق صمام الفراشة
يمكن لصمام الفراشة ثلاثي الأطوار ضبط التدفق عند فتحات مختلفة، لكن منحنى خصائص التدفق غير خطي نسبيًا، خاصة عندما يكون الصمام قريبًا من الفتح الكامل، يتغير التدفق بشكل كبير.ولذلك، فإن صمام الفراشة مناسب فقط للمشاهد ذات متطلبات دقة الضبط المنخفضة، وإلا فيمكن اختيار صمام كروي.
تنظيم تدفق صمام البوابة
تم تصميم صمام البوابة ليكون أكثر ملاءمة لعمليات الفتح الكامل أو الإغلاق الكامل، ولكن ليس لتنظيم التدفق.في حالة الفتح الجزئي، ستتسبب البوابة في اضطراب واهتزاز السائل، مما يسهل إتلاف مقعد الصمام والبوابة.
6. التثبيت
تركيب صمام الفراشة
تركيب صمام الفراشة بسيط نسبيًا.إنه خفيف الوزن، لذلك لا يتطلب الكثير من الدعم أثناء التثبيت؛إنه ذو هيكل مدمج، لذلك فهو مناسب بشكل خاص للمناسبات ذات المساحة المحدودة.
يمكن تركيب صمام الفراشة على الأنابيب في أي اتجاه (أفقي أو عمودي)، وليس هناك متطلبات صارمة لاتجاه التدفق في الأنبوب.تجدر الإشارة إلى أنه في التطبيقات ذات الضغط العالي أو القطر الكبير، يجب أن تكون لوحة الفراشة في وضع مفتوح بالكامل أثناء التثبيت لتجنب تلف الختم.
تركيب صمامات البوابة
يعد تركيب صمامات البوابة أكثر تعقيدًا، خاصة صمامات البوابة ذات القطر الكبير والمحكم الغلق.نظرًا للوزن الكبير لصمامات البوابة، يلزم توفير دعم إضافي وإجراءات التثبيت أثناء التثبيت لضمان ثبات الصمام وسلامة القائم بالتركيب.
عادةً ما يتم تركيب صمامات البوابة على الأنابيب الأفقية، ويجب مراعاة اتجاه تدفق السائل لضمان التثبيت الصحيح.بالإضافة إلى ذلك، فإن شوط الفتح والإغلاق لصمامات البوابة طويل، خاصة بالنسبة لصمامات البوابة ذات الجذع المرتفع، ويجب حجز مساحة كافية لتشغيل العجلة اليدوية.
7. الصيانة والصيانة
صيانة صمامات الفراشة
تحتوي صمامات الفراشة على أجزاء أقل، كما أنها سهلة الفك والتركيب، وبالتالي تكون صيانتها أسهل.في الصيانة اليومية، يتم فحص عمر وتآكل لوحة الصمام ومقعد الصمام بشكل أساسي.إذا تم العثور على حلقة الختم متآكلة بشدة، فيجب استبدالها في الوقت المناسب.لذلك، ننصح العملاء بشراء صمامات الفراشة ذات الظهر الناعم القابلة للاستبدال.إذا كان من الصعب تحقيق تأثير إغلاق جيد من خلال تسطيح السطح والانتهاء من لوحة الصمام، فيجب أيضًا استبدالها.
بالإضافة إلى ذلك، هناك تشحيم ساق الصمام.يساعد التشحيم الجيد على مرونة ومتانة تشغيل صمام الفراشة.
صيانة صمامات البوابة
تحتوي صمامات البوابة على العديد من الأجزاء ويصعب تفكيكها وتجميعها، خاصة في أنظمة خطوط الأنابيب الكبيرة، حيث يكون عبء أعمال الصيانة كبيرًا.أثناء الصيانة، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لما إذا كانت البوابة قد تم رفعها وخفضها بسلاسة وما إذا كانت هناك أجسام غريبة في أخدود جسم الصمام.
إذا تم خدش أو تآكل سطح التلامس لمقعد الصمام والبوابة، فيجب تلميعه أو استبداله.وبطبيعة الحال، فإن تشحيم ساق الصمام ضروري أيضًا.
وينبغي إيلاء المزيد من الاهتمام لصيانة التعبئة من صمام الفراشة.يتم استخدام تعبئة صمام البوابة لسد الفجوة بين ساق الصمام وجسم الصمام لمنع تسرب الوسيط.يعد تقادم العبوة وتآكلها من المشاكل الشائعة لصمامات البوابة.أثناء الصيانة، من الضروري التحقق بانتظام من مدى ضيق العبوة وضبطها أو استبدالها إذا لزم الأمر.
8. الاستنتاج
باختصار، تتمتع صمامات الفراشة وصمامات البوابة بمزايا وعيوب خاصة بها من حيث الأداء والتكلفة والمتانة وتنظيم التدفق والتركيب:
1. المبدأ: تتميز صمامات الفراشة بسرعات فتح وإغلاق سريعة وهي مناسبة لمناسبات الفتح والإغلاق السريعة؛تتمتع صمامات البوابة بأوقات فتح وإغلاق طويلة.
2. التركيب: تتميز صمامات الفراشة ببنية بسيطة وصمامات البوابة لها تركيبة معقدة.
3. التكلفة: تتميز صمامات الفراشة بتكلفة أقل، خاصة بالنسبة للتطبيقات ذات القطر الكبير؛تتميز صمامات البوابة بتكلفة أعلى، خاصة بالنسبة للضغط العالي أو متطلبات المواد الخاصة.
4. المتانة: تتمتع صمامات الفراشة بمتانة أفضل في أنظمة الضغط المنخفض والضغط المتوسط؛تعمل صمامات البوابة بشكل جيد في بيئات الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة، ولكن الفتح والإغلاق المتكرر قد يؤثر على عمرها الافتراضي.
5. تنظيم التدفق: صمامات الفراشة مناسبة للتحكم في التدفق الخام.تعتبر صمامات البوابة أكثر ملاءمة للعمليات المفتوحة أو المغلقة بالكامل.
6. التثبيت: صمامات الفراشة سهلة التركيب وقابلة للتطبيق على كل من خطوط الأنابيب الأفقية والرأسية.صمامات البوابة معقدة التركيب ومناسبة لتركيب خطوط الأنابيب الأفقية.
7. الصيانة: تركز صيانة صمامات الفراشة على تآكل وتقادم لوحة الصمام ومقعد الصمام، وتزييت ساق الصمام.بالإضافة إلى ذلك، يحتاج صمام البوابة أيضًا إلى الحفاظ على التعبئة.
في التطبيقات العملية، يجب دراسة اختيار صمامات الفراشة أو صمامات البوابة بشكل شامل وفقًا لظروف ومتطلبات العمل المحددة لضمان أفضل أداء واقتصاد.