مقدمة لمشغلات الصمامات

مشغلات الصمامات

يتم اختيار مشغلات الصمامات بناءً على عدد من العوامل بما في ذلك عزم الدوران اللازم لتشغيل الصمام والحاجة إلى التشغيل التلقائي. تشمل أنواع المحركات عجلة يدوية، ورافعة يدوية، ومحركًا كهربائيًا، وهوائيًا، وملفًا لولبيًا، ومكبسًا هيدروليكيًا، ومشغلًا ذاتيًا. جميع المحركات، باستثناء عجلة اليد اليدوية والرافعة، قابلة للتكيف مع التشغيل التلقائي.

المحركات اليدوية والثابتة والمطرقة
المشغلات اليدوية قادرة على وضع الصمام في أي موضع ولكنها لا تسمح بالتشغيل التلقائي. المحرك الميكانيكي الأكثر شيوعًا هو العجلة اليدوية. يتضمن هذا النوع عجلات يدوية مثبتة على الجذع، وعجلات يدوية مطرقة، وعجلات يدوية متصلة بالساق من خلال التروس.

العجلات اليدوية ثابتة على الجذع
كما هو موضح في الصورة على العجلات اليدوية اليمنى المثبتة على الجذع توفر فقط الميزة الميكانيكية للعجلة. عندما تتعرض هذه الصمامات لدرجات حرارة تشغيل عالية، فإن ربط الصمام يجعل التشغيل صعبًا.

عجلة المطرقة اليدوية
كما هو موضح في الصورة، تتحرك عجلة المطرقة اليدوية بحرية خلال جزء من دورتها ثم تصطدم بعروة على عجلة ثانوية. العجلة الثانوية متصلة بساق الصمام. مع هذا الترتيب، يمكن إغلاق الصمام لإغلاق محكم أو فتحه إذا كان مغلقًا.

علبة التروس التي تعمل يدويًا

إذا كانت هناك ميزة ميكانيكية إضافية ضرورية لصمام يتم تشغيله يدويًا، فإن غطاء الصمام مزود برؤوس تروس يتم تشغيلها يدويًا كما هو موضح في الصورة. يسمح مفتاح ربط خاص أو عجلة يدوية متصلة بعمود الترس لفرد واحد بتشغيل الصمام عندما تكون هناك حاجة إلى شخصين دون ميزة الترس. نظرًا لأن عدة لفات للترس ضرورية لإنتاج دورة واحدة لساق الصمام، فإن وقت تشغيل الصمامات الكبيرة يكون طويلًا بشكل استثنائي. يؤدي استخدام محركات الهواء المحمولة المتصلة بعمود الترس إلى تقليل وقت تشغيل الصمام.

علبة التروس التي تعمل يدويًا

إذا كانت هناك ميزة ميكانيكية إضافية ضرورية لصمام يتم تشغيله يدويًا، فإن غطاء الصمام مزود برؤوس تروس يتم تشغيلها يدويًا كما هو موضح في الصورة. يسمح مفتاح ربط خاص أو عجلة يدوية متصلة بعمود الترس لفرد واحد بتشغيل الصمام عندما تكون هناك حاجة إلى شخصين دون ميزة الترس. نظرًا لأن عدة لفات للترس ضرورية لإنتاج دورة واحدة لساق الصمام، فإن وقت تشغيل الصمامات الكبيرة يكون طويلًا بشكل استثنائي. يؤدي استخدام محركات الهواء المحمولة المتصلة بعمود الترس إلى تقليل وقت تشغيل الصمام.

مشغلات المحركات الكهربائية

تسمح المحركات الكهربائية بالتشغيل اليدوي وشبه الأوتوماتيكي والآلي للصمام. تُستخدم المحركات في الغالب لوظائف الفتح والإغلاق، على الرغم من أنها قابلة للتكيف لوضع الصمام في أي نقطة فتح كما هو موضح في الصورة أدناه. عادة ما يكون المحرك من النوع عالي السرعة وقابل للعكس ومتصل من خلال مجموعة تروس لتقليل سرعة المحرك وبالتالي زيادة عزم الدوران عند الجذع. اتجاه دوران المحرك يحدد اتجاه حركة القرص.
يمكن أن يكون التشغيل الكهربائي شبه تلقائي، كما هو الحال عندما يتم تشغيل المحرك عن طريق نظام التحكم. توفر العجلة اليدوية، التي يمكن تعشيقها بقطار التروس، التشغيل اليدوي للصمام. عادةً ما يتم توفير مفاتيح الحد لإيقاف المحرك تلقائيًا عند وضعي الصمام المفتوح والمغلق بالكامل. يتم تشغيل المفاتيح الحدية إما فعليًا عن طريق وضع الصمام أو الالتوائي عن طريق عزم دوران المحرك.

المحركات الهيدروليكية

توفر المحركات الهيدروليكية وضعًا شبه أوتوماتيكي أو أوتوماتيكي للصمام، على غرار المحركات الهوائية. تستخدم هذه المحركات مكبسًا لتحويل ضغط الإشارة إلى حركة ساق الصمام. يتم تغذية السوائل الهيدروليكية إلى جانبي المكبس بينما يتم تصريف الجانب الآخر أو نزفه. يتم استخدام الماء أو الزيت كسائل هيدروليكي. تُستخدم صمامات الملف اللولبي عادةً للتحكم التلقائي في السائل الهيدروليكي لتوجيه فتح الصمام أو إغلاقه. يمكن أيضًا استخدام الصمامات اليدوية للتحكم في السائل الهيدروليكي. وبالتالي توفير عملية شبه تلقائية.

صمامات ذاتية التشغيل

تستخدم الصمامات ذاتية التشغيل سائل النظام لوضع الصمام. تعد صمامات التنفيس وصمامات الأمان وصمامات الفحص ومصائد البخار أمثلة على الصمامات ذاتية التشغيل. تستخدم كل هذه الصمامات بعض خصائص سائل النظام لتشغيل الصمام. لا يوجد مصدر للطاقة خارج طاقة سائل النظام ضروري لتشغيل هذه الصمامات.

صمامات الملف اللولبي واحدةيُطلق عليها اسم فشل الفتح أو فشل الإغلاق اعتمادًا على موضع الصمام مع إلغاء تنشيط الملف اللولبي. يتم فتح صمامات الملف اللولبي الفاشلة عن طريق ضغط الزنبرك ويتم إغلاقها عن طريق تنشيط الملف اللولبي. يتم إغلاق صمامات الملف اللولبي المغلقة عن طريق ضغط الزنبرك ويتم فتحها عن طريق تنشيط الملف اللولبي. عادةً ما تفشل صمامات الملف اللولبي المزدوج "كما هي". وهذا يعني أن موضع الصمام لا يتغير عند إلغاء تنشيط كلا الملفين اللولبيين.
أحد تطبيقات صمامات الملف اللولبي هو في أنظمة الهواء مثل تلك المستخدمة لتزويد الهواء لمشغلات الصمامات الهوائية. تُستخدم صمامات الملف اللولبي للتحكم في إمداد الهواء إلى المشغل الهوائي وبالتالي موضع الصمام الذي يتم تشغيله بالهواء المضغوط.

سرعة مشغلات الطاقة

تحدد اعتبارات سلامة المصنع سرعات الصمامات لبعض الصمامات المتعلقة بالسلامة. عندما يجب عزل النظام أو فتحه بسرعة كبيرة، يلزم تشغيل الصمام بسرعة كبيرة. عندما يؤدي فتح الصمام إلى حقن ماء بارد نسبيًا في نظام ساخن، يكون الفتح البطيء ضروريًا لتقليل الصدمة الحرارية. يختار التصميم الهندسي المشغل للصمامات المتعلقة بالسلامة بناءً على متطلبات السرعة والطاقة ومدى توفر الطاقة للمشغل.

بشكل عام، يتم توفير التشغيل الأسرع بواسطة المحركات الهيدروليكية والهوائية والملفية. ومع ذلك، فإن الملفات اللولبية ليست عملية للصمامات الكبيرة لأن حجمها ومتطلباتها من الطاقة ستكون مفرطة. كما تتطلب المحركات الهيدروليكية والهوائية نظامًا لتوفير الطاقة الهيدروليكية أو الهوائية. يمكن ضبط سرعة التشغيل في كلتا الحالتين عن طريق تركيب فتحات ذات حجم مناسب في الخطوط الهيدروليكية أو الهوائية. في بعض الحالات، يتم إغلاق الصمام بواسطة ضغط الزنبرك، والذي يقاومه الضغط الهيدروليكي أو الهوائي لإبقاء الصمام مفتوحًا.

توفر المحركات الكهربائية تشغيلًا سريعًا نسبيًا. يتم ضبط سرعة الصمام الفعلية من خلال الجمع بين سرعة المحرك ونسبة التروس. يمكن اختيار هذه المجموعة لتوفير حركة كاملة للصمام في نطاق يتراوح من حوالي ثانيتين إلى عدة ثوانٍ.

إشارة موقف الصمام

يحتاج المشغلون إلى الإشارة إلى موضع بعض الصمامات للسماح بالتشغيل المدروس للمحطة. بالنسبة لمثل هذه الصمامات، يتم توفير مؤشر موضع الصمام عن بعد في شكل مصابيح موضع تشير إلى ما إذا كانت الصمامات مفتوحة أم مغلقة. تستخدم دوائر إشارة موضع الصمام عن بعد كاشف موضع يستشعر موضع الجذع والقرص أو موضع المشغل. أحد أنواع كاشفات الموضع هو مفتاح الحد الميكانيكي، والذي يتم تشغيله فعليًا عن طريق حركة الصمام.

وهناك نوع آخر هو المفاتيح أو المحولات المغناطيسية التي تستشعر حركة قلوبها المغناطيسية، والتي يتم تشغيلها فعليًا عن طريق حركة الصمام.

يشير مؤشر موضع الصمام المحلي إلى بعض الخصائص المميزة للصمام والتي تشير إلى موضع الصمام. تتم الإشارة إلى موضع صمام الجذع المرتفع من خلال موضع الجذع. تحتوي الصمامات الجذعية غير الصاعدة أحيانًا على مؤشرات ميكانيكية صغيرة يتم تشغيلها بواسطة مشغل الصمام بالتزامن مع تشغيل الصمام. عادةً ما تحتوي الصمامات المشغلة بالطاقة على مؤشر ميكانيكي يوفر إشارة موضعية للصمام. من ناحية أخرى، بعض الصمامات لا تحتوي على أي ميزة لبيان الموقع.

ملخص مشغلات الصمامات

• المحركات اليدوية هي النوع الأكثر شيوعًا من مشغلات الصمامات. تشتمل المحركات اليدوية على عجلات يدوية متصلة بساق الصمام مباشرة وعجلات يدوية متصلة من خلال التروس لتوفير ميزة ميكانيكية.
• تتكون محركات المحركات الكهربائية من محركات كهربائية عكسية متصلة بساق الصمام من خلال مجموعة تروس تقلل من سرعة الدوران وتزيد من عزم الدوران.
• تستخدم المحركات الهوائية ضغط الهواء على أحد جانبي الحجاب الحاجز أو كليهما لتوفير القوة اللازمة لوضع الصمام.
• تستخدم المحركات الهيدروليكية سائلًا مضغوطًا على أحد جانبي المكبس أو كليهما لتوفير القوة المطلوبة لوضع الصمام.
• تحتوي مشغلات الملف اللولبي على سبيكة مغناطيسية متصلة بساق الصمام. تأتي قوة وضع الصمام من الجذب المغناطيسي بين القطعة الموجودة على ساق الصمام وملف المغناطيس الكهربائي في مشغل الصمام.