في مجال الصمامات الصناعية، تُستخدم صمامات الفراشة على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل النفط والغاز، ومعالجة المياه، والمعالجة الكيميائية، وغيرها. ومن بين أنواع صمامات الفراشة المختلفة، يتصدر نوعان رئيسيان: صمام الفراشة ثنائي المركز، وصمام الفراشة ثلاثي المركز. في هذه المقارنة الشاملة، سنتناول بالتفصيل تصميم هذين الصمامين، ومزاياهما، وعيوبهما، وتطبيقاتهما.
صمام الفراشة ذو الإزاحة المزدوجة
كما يوحي الاسم، تتميز صمامات الفراشة ذات الإزاحة المزدوجة بإزاحتين: الإزاحة الأولى هي انحراف محور العمود عن خط الوسط لخط الأنابيب، والإزاحة الثانية هي انحراف الختم، أي هندسة ختم قرص الصمام. لهذا التصميم مزايا وعيوب هامة.
مزايا صمام الفراشة المزدوج اللامركزي
1. تقليل التآكل
يهدف تصميم انحراف العمود إلى تقليل الاحتكاك بين صفيحة الصمام وقاعدة الصمام أثناء الفتح والإغلاق، مما يقلل من التآكل ويحد من خطر التسرب. كما يُطيل عمر صمام الفراشة ويُقلل من تكاليف الصيانة.
2. تعزيز الختم
إن الانحراف الثاني يجعل سطح الختم يتلامس مع مقعد الصمام فقط في المرحلة النهائية من الإغلاق، مما لا يضمن إحكام الختم فحسب، بل يتحكم أيضًا في الوسط بشكل فعال.
3. انخفاض عزم الدوران
يقلل التصميم ذو الإزاحة المزدوجة من معامل الاحتكاك، مما يقلل القوة المطلوبة لفتح وإغلاق صمام الفراشة.
4. الختم ثنائي الاتجاه
يمكن لصمامات الفراشة المزدوجة اللامركزية توفير ختم ثنائي الاتجاه، مما يسمح بالتدفق ثنائي الاتجاه، كما أنها أكثر ملاءمة للتثبيت والاستخدام.
عيوب صمامات الفراشة المزدوجة اللامركزية:
1. تكلفة أعلى
إن التصميم المتقدم والمواد المستخدمة في صمامات الفراشة المزدوجة اللامركزية تؤدي عمومًا إلى تكاليف تصنيع أعلى مقارنة بصمامات الفراشة المركزية.
2. فقدان المزيد من ضغط الماء
بسبب لوحة الصمام المزدوجة السميكة، ومقعد الصمام البارز، والممرات الضيقة، قد يزيد فقدان ضغط الماء من خلال صمام الفراشة.
3. نطاق درجة الحرارة المحدود
قد تكون صمامات الفراشة المزدوجة اللامركزية محدودة عند التعامل مع وسائط ذات درجة حرارة منخفضة للغاية أو درجة حرارة عالية لأن المواد المستخدمة قد لا تتحمل درجات الحرارة القصوى.
صمام الفراشة ثلاثي الإزاحة
يُمثل صمام الفراشة ثلاثي الإزاحة تطورًا إضافيًا لتصميم صمام الفراشة ذي الإزاحات الثلاثة. بناءً على الانحراف المركزي المزدوج، يُمثل الانحراف المركزي الثالث انحراف المحور مقارنةً بمركز جسم الصمام. يُمثل هذا التصميم المبتكر ميزة فريدة مقارنةً بصمام الفراشة التقليدي ذي الخط المركزي.
مزايا صمامات الفراشة ثلاثية المركز
1. عدم وجود تسرب
الشكل الفريد لعنصر الختم في صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي يمنع الاحتكاك والتآكل، مما يؤدي إلى إحكام الختم طوال عمر الصمام.
2. مقاومة درجات الحرارة العالية والضغط العالي
يمكن لكل من صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي المعدني بالكامل وصمام الفراشة الثلاثي اللامركزي متعدد الطبقات التعامل مع السوائل ذات درجات الحرارة العالية والضغط العالي.
3. تصميم مقاوم للحريق
يمكن لجميع مواد صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي تلبية معايير مقاومة الحرائق الصارمة، مما يجعله متميزًا في التطبيقات المقاومة للحريق.
4. عزم دوران واحتكاك منخفضان
يمكن لصمام الفراشة الثلاثي اللامركزي تقليل عزم التشغيل والاحتكاك بشكل أكبر، وبالتالي تحقيق التشغيل السلس وتقليل عزم الدوران وإطالة عمر الخدمة.
5. مجموعة واسعة من التطبيقات
صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي مناسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات وتوليد الطاقة والتكرير.
عيوب صمامات الفراشة الثلاثية اللامركزية
1. تكلفة أعلى
يميل صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي إلى أن يكون له تكلفة تصنيع أولية أعلى بسبب تصميمه وبنيته المتقدمة.
2. فقدان رأس أعلى قليلاً
قد يؤدي الإزاحة الإضافية في التصميم الثلاثي اللامركزي إلى فقدان رأس أعلى قليلاً من الصمام اللامركزي المزدوج.
صمام الفراشة ثنائي المركز مقابل صمام الفراشة ثلاثي المركز
1. مقعد الصمام
عادةً ما يكون مقعد صمام الفراشة ثنائي المركز مُدمجًا في أخدود على صفيحة الصمام، وهو مصنوع من مطاط مثل EPDM، مما يُوفر إحكامًا مُحكمًا، ولكنه غير مناسب لتطبيقات درجات الحرارة العالية جدًا. أما صمام الفراشة ثلاثي المركز، فهو مصنوع بالكامل من المعدن أو متعدد الطبقات، مما يجعله أكثر ملاءمةً للسوائل عالية الحرارة أو المسببة للتآكل.
2. التكلفة
سواءً كان ذلك بسبب تكلفة التصميم أو تعقيد عملية التصنيع، فإن صمامات الفراشة ثلاثية المركز أعلى تكلفةً من صمامات الفراشة ثنائية المركز. ومع ذلك، فإن معدل الصيانة اللاحقة لها أقل منه في صمامات ثنائية المركز.
3. عزم الدوران
الهدف الأصلي من تصميم صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي هو تقليل التآكل والاحتكاك بشكل أكبر. لذلك، يكون عزم دوران صمام الفراشة الثلاثي اللامركزي أقل من عزم دوران صمام الفراشة المزدوج اللامركزي.