في التطبيقات الصناعية، تُستخدم الصمامات الكروية على نطاق واسع في أنظمة التحكم في السوائل نظرًا لتشغيلها البسيط وأدائها الموثوق. من بينها، صمامات الكرة المدارية والصمامات الكروية التقليدية نوعان شائعان. على الرغم من أنها قد تبدو متشابهة، إلا أن هناك اختلافات كبيرة في تصميمها الهيكلي ومبادئ التشغيل وسيناريوهات التطبيق والأداء.

1. التصميم الهيكلي

الصمامات الكروية المدارية:

(1) التصميم اللامركزي: يستخدم صمام الكرة المداري تصميمًا للحركة اللامركزية، حيث تتحرك الكرة أولاً على طول مسار غريب الأطوار أثناء الفتح والإغلاق، ثم تدور. تعمل هذه العملية على تقليل الاحتكاك بين الكرة ومقعد الصمام.

(2) الختم من المعدن إلى المعدن: عادةً ما يستخدم تصميم الختم من المعدن إلى المعدن، وهو قادر على تحمل درجات الحرارة والضغوط العالية.

(3) مسار خاص: تتحرك كرة Orbit Ball Valve على طول المسار، مما يضمن التشغيل السلس والخالي من الاحتكاك.

الصمامات الكروية التقليدية:

(1) تصميم الدوران المباشر: تحقق الصمامات الكروية التقليدية الفتح والإغلاق من خلال الدوران المباشر للكرة، مما يجعل الاتصال المباشر بمقعد الصمام أثناء الدوران.

(2) الختم الناعم أو المعدني: يمكن للصمامات الكروية التقليدية استخدام أختام ناعمة (مثل PTFE) أو أختام معدنية، اعتمادًا على متطلبات التطبيق.

(3) الهيكل البسيط: التصميم بسيط نسبيًا، مما يؤدي إلى انخفاض تكاليف التصنيع والصيانة.

2. مبدأ التشغيل

الصمامات الكروية المدارية:

الحركة والدوران اللامركزي: تتحرك الكرة بشكل لا مركزي قبل أن تدور بزاوية 90 درجة إلى الوضع المفتوح أو المغلق بالكامل. يقلل هذا التصميم الخالي من الاحتكاك من عزم دوران التشغيل ويطيل عمر خدمة الصمام.

الصمامات الكروية التقليدية:

الدوران المباشر: تفتح الكرة أو تغلق عن طريق الدوران بزاوية 90 درجة، مع اتصال مباشر بين الكرة والمقعد، مما قد يؤدي إلى زيادة عزم دوران التشغيل والتآكل.

3. أداء الختم

الصمامات الكروية المدارية:

(1) الموثوقية العالية: نظرًا لانخفاض الاحتكاك الناتج عن الحركة اللامركزية، فإن أداء الختم للصمامات الكروية المدارية أكثر موثوقية، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للبيئات ذات الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية والتآكل.

(2) الختم ثنائي الاتجاه: تتميز الصمامات الكروية المدارية عادة بختم ثنائي الاتجاه، مما يوفر ختمًا موثوقًا به في كلا الاتجاهين.

الصمامات الكروية التقليدية:

(1) مناسبة لمختلف مواد الختم: يمكن اختيار الأختام الناعمة أو المعدنية بناءً على متطلبات التطبيق المختلفة، ولكن موثوقية الختم الخاصة بها قد لا تكون عالية مثل تلك الخاصة بصمامات الكرة المدارية، خاصة في ظل الظروف القاسية.

(2) الختم أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه: قد توفر الصمامات الكروية القياسية ختمًا أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه، لكن أداء الختم ثنائي الاتجاه الخاص بها لا يكون عادةً فعالاً مثل أداء الصمامات الكروية المدارية.

4. عزم الدوران التشغيلي

الصمامات الكروية المدارية:

عزم دوران تشغيل منخفض: يقلل التصميم عديم الاحتكاك بشكل كبير من عزم دوران التشغيل المطلوب، مما يجعل تشغيل الصمام أسهل ومناسب بشكل خاص لأنظمة التحكم الآلية.

الصمامات الكروية التقليدية:

عزم دوران التشغيل العالي: نظرًا للاتصال المباشر بين الكرة والمقعد، فإن عزم دوران التشغيل للصمام الكروي القياسي مرتفع نسبيًا، خاصة في ظل ظروف الضغط العالي.

5. مدة الخدمة والصيانة

الصمامات الكروية المدارية:

(1) عمر خدمة طويل: التصميم عديم الاحتكاك يقلل من تآكل أسطح الختم، مما يؤدي إلى عمر خدمة أطول وتكاليف صيانة أقل.

(2) متطلبات صيانة منخفضة: نظرًا لتصميمه الموثوق به، يتطلب صمام الكرة Orbit عادةً صيانة وخدمة أقل.

الصمامات الكروية التقليدية:

(1) عمر افتراضي أقصر نسبيًا: بسبب تآكل أسطح الختم، قد يكون عمر الصمامات الكروية القياسية أقصر، خاصة مع التشغيل المتكرر.

(2) متطلبات صيانة أعلى: يعد الفحص المنتظم واستبدال الأختام ضروريًا لضمان أداء الختم.

6. شروط العمل المطبقة

الصمامات الكروية المدارية:

الظروف القاسية: مناسب لظروف التشغيل القاسية مثل الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة والوسائط المسببة للتآكل، ويستخدم بشكل شائع في التطبيقات الحرجة في صناعات النفط والغاز والصناعات الكيماوية .

الصمامات الكروية التقليدية:

الشروط العامة: مناسبة لظروف التشغيل القياسية، مثل الضغط المنخفض، ودرجة الحرارة المعتدلة، والتحكم في الوسائط غير المسببة للتآكل، وتستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه، والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، وغيرها من الصناعات.