مبدأ التشغيل

يشبه التشغيل صمام الكرة، والذي يسمح بالإغلاق السريع. يتم تفضيل صمامات الفراشة عمومًا لأنها تكلف أقل من تصميمات الصمامات الأخرى، كما أنها أخف وزنًا لذا فهي تحتاج إلى دعم أقل. يتم وضع القرص في وسط الأنبوب. يمر القضيب عبر القرص إلى المشغل الموجود على الجانب الخارجي للصمام. يؤدي تدوير المشغل إلى تحويل القرص إما بشكل موازٍ أو متعامد مع التدفق. على عكس الصمام الكروي، يكون القرص موجودًا دائمًا داخل التدفق، لذلك يؤدي إلى انخفاض الضغط، حتى عندما يكون مفتوحًا.

صمام الفراشة هو من عائلة الصمامات تسمىصمامات ربع دورة. أثناء التشغيل، يكون الصمام مفتوحًا أو مغلقًا بالكامل عند تدوير القرص ربع دورة. "الفراشة" عبارة عن قرص معدني مثبت على قضيب. عندما يتم إغلاق الصمام، يتم تدوير القرص بحيث يسد الممر تمامًا. عندما يكون الصمام مفتوحًا بالكامل، يتم تدوير القرص ربع دورة بحيث يسمح بمرور غير مقيد تقريبًا للسائل. يمكن أيضًا فتح الصمام تدريجيًا لخنق التدفق.

هناك أنواع مختلفة من صمامات الفراشة، كل منها مكيف لضغوط مختلفة واستخدامات مختلفة. صمام الفراشة بدون إزاحة، والذي يستخدم مرونة المطاط، لديه أقل معدل ضغط. يتم إزاحة صمام الفراشة المزدوج عالي الأداء، المستخدم في أنظمة الضغط العالي قليلاً، من الخط المركزي لمقعد القرص وختم الجسم (الإزاحة الأولى)، والخط المركزي للتجويف (الإزاحة الثانية). يؤدي هذا إلى إنشاء حركة كام أثناء التشغيل لرفع المقعد خارج الختم مما يؤدي إلى احتكاك أقل مما تم إنشاؤه في تصميم الإزاحة الصفرية ويقلل من ميله إلى التآكل. الصمام الأكثر ملاءمة لأنظمة الضغط العالي هو صمام الفراشة الثلاثي الإزاحة. في هذا الصمام، يتم إزاحة محور اتصال مقعد القرص، والذي يعمل على القضاء فعليًا على الاتصال المنزلق بين القرص والمقعد. في حالة صمامات الإزاحة الثلاثية، يكون المقعد مصنوعًا من المعدن بحيث يمكن تشكيله بطريقة تحقق إغلاقًا محكمًا للفقاعات عند ملامسته للقرص.

أنواع

1. صمامات الفراشة متحدة المركز – يحتوي هذا النوع من الصمامات على مقعد مطاطي مرن مع قرص معدني.
2. صمامات الفراشة اللامركزية المزدوجة (صمامات الفراشة عالية الأداء أو صمامات الفراشة مزدوجة الإزاحة) - يتم استخدام أنواع مختلفة من المواد للمقعد والقرص.
3. صمامات الفراشة ثلاثية اللامركزية (صمامات الفراشة ثلاثية الإزاحة) - المقاعد إما مصقولة أو ذات تصميم معدني صلب.

صمام فراشة على شكل رقاقة

تم تصميم صمام الفراشة ذو نمط الرقاقة للحفاظ على الختم ضد فرق الضغط ثنائي الاتجاه لمنع أي تدفق عكسي في الأنظمة المصممة للتدفق أحادي الاتجاه. إنه ينجز ذلك بختم مناسب بإحكام؛ على سبيل المثال، حشية وحلقة دائرية وآلة دقيقة ووجه صمام مسطح على الجانبين العلوي والسفلي للصمام.

صمام فراشة على شكل العروة

تحتوي الصمامات على شكل العروة على إدخالات ملولبة على جانبي جسم الصمام. يتيح ذلك تثبيتها في نظام باستخدام مجموعتين من البراغي وبدون صواميل. يتم تثبيت الصمام بين شفتين باستخدام مجموعة منفصلة من البراغي لكل شفة. يسمح هذا الإعداد بفصل أي من جانبي نظام الأنابيب دون إزعاج الجانب الآخر.

عادةً ما يكون صمام الفراشة على شكل العروة المستخدم في الخدمة المسدودة ذو معدل ضغط منخفض. على سبيل المثال، صمام الفراشة على شكل العروة المثبت بين شفتين لديه معدل ضغط يبلغ 1000 كيلو باسكال (150 رطل لكل بوصة مربعة). نفس الصمام المثبت بشفة واحدة، في حالة خدمة مسدودة، لديه معدل 520 كيلو باسكال (75 رطل لكل بوصة مربعة). تتميز الصمامات المحشوة بأنها مقاومة للغاية للمواد الكيميائية والمذيبات ويمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية، مما يجعلها حلاً متعدد الاستخدامات.

صمام دوار

تشكل الصمامات الدوارة اشتقاقًا لصمامات الفراشة العامة وتستخدم بشكل رئيسي في صناعات معالجة المسحوق. بدلاً من أن تكون مسطحة، تم تجهيز الفراشة بجيوب. عند إغلاقه، يعمل تمامًا مثل صمام الفراشة ويكون محكمًا. ولكن عندما يكون في حالة الدوران، تسمح الجيوب بإسقاط كمية محددة من المواد الصلبة، مما يجعل الصمام مناسبًا لجرعات المنتج السائب عن طريق الجاذبية. عادة ما تكون هذه الصمامات صغيرة الحجم (أقل من 300 مم)، ويتم تنشيطها بالهواء المضغوط وتدور 180 درجة ذهابًا وإيابًا.

استخدامها في الصناعة

في الصناعات الدوائية والكيميائية والغذائية، يتم استخدام صمام الفراشة لمقاطعة تدفق المنتج (الصلب والسائل والغاز) داخل العملية. عادةً ما يتم تصنيع الصمامات المستخدمة في هذه الصناعات وفقًا لإرشادات cGMP (ممارسة التصنيع الجيدة الحالية). حلت صمامات الفراشة عمومًا محل الصمامات الكروية في العديد من الصناعات، وخاصة البترولية، نظرًا لانخفاض التكلفة وسهولة التركيب، ولكن لا يمكن تنظيف خطوط الأنابيب التي تحتوي على صمامات الفراشة.

تاريخ

تم استخدام صمام الفراشة منذ أواخر القرن الثامن عشر. استخدم جيمس وات صمام الفراشة في نماذجه الأولية للمحرك البخاري. ومع التقدم في تصنيع المواد والتكنولوجيا، يمكن جعل صمامات الفراشة أصغر حجما وتحمل درجات حرارة أكثر تطرفا. بعد الحرب العالمية الثانية، تم استخدام المطاط الصناعي في أعضاء السداد، مما يسمح باستخدام صمام الفراشة في العديد من الصناعات. في عام 1969، حصل جيمس هيمفيل على براءة اختراع لتحسين صمام الفراشة، مما أدى إلى تقليل عزم الدوران الهيدروديناميكي اللازم لتغيير خرج الصمام.