صمامات البوابة هي نوع شائع من الصمامات خطوط الأنابيب الصناعية، تستخدم في المقام الأول لإيقاف تدفق السوائل. قائم على على تصميم البوابة وطريقة الختم، يمكن تقسيم صمامات البوابة في صمامات البوابة الإسفينية والتوازي صمامات البوابة . على الرغم من أن هذين النوعين من تخدم صمامات البوابة أغراضًا مماثلة، وهناك اختلافات كبيرة في استخدامها الهيكل ومبادئ العمل وسيناريوهات التطبيق.

1. تصميم لوحة الصمام

إسفين صمامات البوابة

بوابة صمام بوابة إسفين على شكل إسفين، ويكون سطح التلامس بين البوابة والمقعد يميل. عندما يتم إغلاق الصمام، يتم تثبيت البوابة على شكل إسفين في المقعد، خلق ختم محكم. يعزز تصميم الإسفين تأثير الختم من خلال عمل إسفين.

اعتمادا على ظروف العمل، يمكن تصميم صمام البوابة الإسفينية على شكل إسفين صلب، أو إسفين مرن، أو مزدوج إسفين متوازي. تتميز البوابة الإسفينية الصلبة بهيكل بسيط ولكنها قد تنحشر بسبب ذلك التمدد الحراري في ظروف درجات الحرارة المرتفعة. يمكن للبوابة الإسفينية المرنة التكيف مع التغيرات في درجات الحرارة من خلال التشوه، مما يقلل من خطر التشويش.

بالتوازي صمامات البوابة

لوحة الصمام لصمام البوابة المتوازية يتميز بهيكل مزدوج اللوح متوازي، مع جعل الصفائح متوازية ملامسة المقعد بدلاً من التثبيت فيه. عندما يكون الصمام مغلقًا، فإن يتم ضغط صفائح الصمام على المقعد عن طريق ضغط الوسط أو القوة الخارجية، وتحقيق الختم.

التصميم الموازي يقلل من تأثير التمدد الحراري عند الختم، مما يقلل من احتمالية تجربة الالتصاق بسبب ذلك لتغيرات درجات الحرارة.

2. طريقة الختم

إسفين صمامات البوابة

تحقق صمامات البوابة الإسفينية الختم من خلالها عمل إسفين البوابة. عند إغلاقها، تصبح البوابة على شكل إسفين مشدودة ملامسة للمقعد، مما يضمن أداء إغلاق مستقر حتى في ظل الارتفاع ظروف درجة الحرارة والضغط العالي.

إحدى مزايا تصميم الإسفين هي أنه يمكن أن يوفر ختمًا جيدًا حتى بدون ضغط الوسائط، وذلك بفضل عمل إسفين ميكانيكي. ولذلك، فإن صمامات البوابة الإسفينية خاصة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا في الغلق، مثل البخار و سوائل ذات درجة حرارة عالية.

بالتوازي صمامات البوابة

ختم صمام البوابة الموازية يعتمد على ضغط القوة المتوسطة أو الخارجية. إذا كان الضغط المتوسط منخفض، فإن أداء الختم قد لا يكون بنفس فعالية أداء الإسفين صمام البوابة. يستخدم التصميم الموازي عادة لظروف الضغط المنخفض، لكن بعض صمامات البوابة المتوازية تستخدم آليات زنبركية أو رافعة للمساعدة ختم.

تصميم اللوحة المزدوجة المتوازية لـ يمكن لصمام البوابة المتوازي أن يتكيف مع التغيرات في درجات الحرارة، مما يمنعه من ذلك الاستيلاء بسبب التمدد الحراري مثل صمام البوابة الإسفينية.

3. عزم الدوران التشغيل

إسفين صمامات البوابة

بسبب تصميم الإسفين، أسافين البوابة في المقعد عند إغلاقه، مما يتطلب عزمًا أكبر للفتح والإغلاق. وهذا ينطبق بشكل خاص في ظروف الضغط العالي، حيث يكون الاحتكاك بين تزداد البوابة والمقعد، مما يجعل العملية شاقة نسبيًا.

للتطبيقات التي تتطلب فتح متكرر والإغلاق، فإن تشغيل صمامات البوابة الإسفينية مرهق نسبيًا و ليست مريحة مثل صمامات البوابة المتوازية.

بالتوازي صمامات البوابة

لوحات الصمام لصمام البوابة المتوازية التحرك لأعلى ولأسفل على طول خطوط متوازية، مما يؤدي إلى انخفاض الاحتكاك و انخفاض عزم الدوران التشغيل. وهذا ما يجعل صمام البوابة الموازية خاصًا مناسبة للتطبيقات التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا متكررًا.

4. سيناريوهات التطبيق

إسفين صمامات البوابة

بسبب قدرة الختم العالية و مقاومة درجات الحرارة العالية والضغط للبوابة الإسفينية الصمامات، فهي كذلك تستخدم على نطاق واسع في الظروف الصعبة مثل خطوط أنابيب البخار والبتروكيماويات التطبيقات وأنظمة نقل الزيت الحراري. يضمن تصميم الإسفين أداء ختم موثوق به في هذه البيئات.

صمامات البوابة الإسفينية مناسبة لـ الحالات التي لا تتطلب التشغيل المتكرر، مثل الفتح والإغلاق يمكن أن تكون الإجراءات كثيفة العمالة وحساسة للتمدد الحراري.

بالتوازي صمامات البوابة

تُستخدم عادةً صمامات البوابة المتوازية في ظروف درجة الحرارة المنخفضة والضغط المنخفض والتي يتم تشغيلها بشكل متكرر، كما هو الحال في أنظمة نقل المياه والغاز الطبيعي والبخار منخفض الضغط. بسببهم عملية خفيفة الوزن وبنية بسيطة، أداء صمامات البوابة المتوازية بشكل جيد للغاية في التطبيقات التي تتطلب التشغيل المتكرر.

صمام البوابة المتوازية مناسب ل التطبيقات دون تغيرات شديدة في درجات الحرارة، وختمها يعتمد الأداء بشكل أكبر على ضغط الوسط. ولذلك، فهو أقل يشيع استخدامها في البيئات ذات الضغط العالي أو درجات الحرارة العالية.

5. الصيانة وعمر الخدمة

إسفين صمامات البوابة

بسبب تصميم الإسفين، قد يكون الصمام تجربة التصاق طفيف بين البوابة والمقعد عند تركها مغلقة لمدة فترة طويلة، وخاصة في ظروف درجات الحرارة المرتفعة، مما يستلزم ذلك التفتيش والصيانة الدورية. صمامات البوابة الإسفينية المرنة تخفف إلى حد ما هذه المسألة؛ ومع ذلك، قد تتطلب صمامات البوابة الإسفينية ترددًا أعلى يبلغ الصيانة الشاملة.

بالتوازي صمامات البوابة

تجربة صمامات البوابة المتوازية أقل التشويش نظرًا لعدم وجود إجراء إسفين، مما يجعل الصيانة بسيطة نسبيًا. نظرًا للحد الأدنى من الاحتكاك بين بوابة الصمام والمقعد، فإن لديهم عمر خدمة طويل نسبيًا، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لخطوط الأنابيب الأنظمة التي لا تتطلب صيانة معقدة.

6. آثار التمدد الحراري

إسفين صمامات البوابة

في البيئات ذات درجة الحرارة العالية، إسفين قد تواجه صمامات البوابة التصاق البوابة بالمقعد بسبب الحرارة التوسع، وخاصة في صمامات البوابة الإسفينية الصلبة. في مثل هذه الحالات، هو عليه يوصى باستخدام تصميم إسفين مرن يمكن أن يستوعب بشكل أفضل التمدد الحراري في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.

بالتوازي صمامات البوابة

لا تحتوي صمامات البوابة المتوازية على مشكلة التزاوج، مما يجعلها تؤدي أداءً أفضل في البيئات ذات الأهمية الكبيرة تقلبات درجات الحرارة. هم أقل عرضة للتشويش بسبب الحرارة التوسع، مما يجعلها مناسبة للظروف ذات درجات الحرارة الكبيرة الاختلافات.