مبادئ العمل التقنية - الصمامات الهوائية في فرق الضغط وتنسيق الأجزاء

1.ما هي الصمام الهوائي؟

الصمام الهوائي هو جهاز يستخدم الهواء المضغوط لتشغيل (فتح أو إغلاق أو التحكم النسبي في التدفق من خلال) الصمام. تشمل المكونات الرئيسية جسم الصمام، وساق الصمام، والزخرفة (مثل الكرة أو القرص أو السدادة)، والأختام، والمشغل الهوائي. يعمل الهواء المضغوط على مكبس أو غشاء داخل المشغل، مما يولد حركة خطية أو دوارة لتحديد موضع عنصر الإغلاق. نظرًا لمزاياها المتمثلة في التشغيل السريع، وسهولة التشغيل الآلي، والأداء الموثوق به، تُستخدم الصمامات الهوائية على نطاق واسع في الصناعات الهامة مثل المعالجة الكيميائية والنفط والغاز وتوليد الطاقة والغاز الطبيعي، حيث تلعب دورًا حيويًا في التحكم في العمليات المعقدة.

2. تحليل مبدأ العمل

تبدأ عملية تشغيل الصمام الهوائي في وحدة تحضير الهواء (عادةً المرشحات والمنظمات والضواغط)، والتي تستقبل هواءً محيطًا، وتزيل الشوائب/الرطوبة، وتضغطها إلى هواء مضغوط. يتم توزيع هذا الهواء عبر الأنابيب إلى المشغلات الهوائية (أنواع الحجاب الحاجز للحركة الخطية، وأنواع المكبس لتطبيقات القوة/الشوط العالي).
على سبيل المثال: عندما يدخل الهواء إلى غرفة مشغل الحجاب الحاجز، يتشوه الحجاب الحاجز مرنًا تحت الضغط، مما يؤدي إلى إزاحة ساق الصمام. تنقل الساق هذه الحركة ميكانيكيًا لتحديد موضع الزخرفة (مثل السدادة أو الكرة أو القرص)، وبالتالي فتح أو إغلاق أو تعديل التدفق عبر جسم الصمام.

الصمامات الهوائية المفتوحة عادةً (NO):

الحالة الافتراضية: قوة الزنبرك تحافظ على عنصر الإغلاق (مثل السدادة) مفتوحًا، مما يضمن تدفق السوائل دون انقطاع.

عند التشغيل: عندما تقوم إشارة التحكم (مثل تنشيط الصمام اللولبي) بتطبيق ضغط الهواء على المشغل، يتغلب المكبس/الحجاب الحاجز على قوة الزنبرك، مما يدفع الساق لتحريك عنصر الإغلاق إلى الوضع المغلق وإيقاف التدفق.

الصمامات الهوائية المغلقة عادةً (NC):

الحالة الافتراضية: تحافظ قوة الزنبرك على عنصر الإغلاق في الوضع المغلق، مما يمنع التدفق.

عند التشغيل: يضغط ضغط الهواء المطبق على المشغل الزنبرك، مما يؤدي إلى تراجع الساق لفتح عنصر الإغلاق والسماح بالتدفق.

يعتمد مبدأ التشغيل الخاص بـ المشغلات الهوائية ذات المكبس بالمثل على فرق ضغط الهواء عبر المكبس. عندما يتم تطبيق الهواء المضغوط على جانب واحد من غرفة المكبس، فإنه يولد قوة خطية لدفع قضيب المكبس. يتم نقل هذه الحركة ميكانيكيًا عبر ساق الصمام لتحديد موضع عنصر الإغلاق (مثل السدادة أو الكرة أو القرص). توفر المشغلات ذات المكبس مخرجات دفع أعلى من أنواع الحجاب الحاجز، مما يجعلها مثالية للصمامات ذات التجويف الكبير والتطبيقات ذات الضغط العالي حيث تكون هناك حاجة إلى قوة تشغيل أكبر.

3. تنفيذ وظيفة الضبط

تشتمل بعض الصمامات الهوائية على قدرات تنظيم التدفق إلى جانب التحكم الأساسي في التشغيل/الإيقاف. يتم تحقيق ذلك من خلال تصميمات عنصر الإغلاق المتخصصة مثل كرات منفذ V أو مقابس دوارة غريبة الأطوار.

تشغيل الكرة ذات المنفذ V:
يغير دوران الكرة منطقة الفتحة على شكل V بين الكرة والمقعد. عندما تدور الكرة من 0 درجة إلى 90 درجة:

مرحلة الفتح: زاوية دوران منطقة التدفق → يزداد معدل التدفق

مرحلة الإغلاق: منطقة التدفق (90 درجة - زاوية الدوران) → ينخفض معدل التدفق

آلية التحكم:
يتطلب التنظيم الدقيق:

نظام تحديد المواقع: يحول محدد موضع الصمام إشارات التحكم (4-20 مللي أمبير/هوائي) إلى تعديل دقيق لضغط الهواء.

استجابة المشغل: يدفع ضغط الهواء المعدل المشغل لتحقيق زاوية الدوران المستهدفة.

توصيف التدفق: يوفر الملف الشخصي الهندسي للمنفذ V خصائص تدفق خطية/نسبة مئوية متساوية.

الفهم الشامل لـ الصمامات الهوائية مبادئ التشغيل وخصائص الأداء – بما في ذلك التشغيل السريع والتحكم الدقيق في التدفق ووظيفة الأمان من الفشل – يمكّن المهندسين من:

تحسين معلمات العملية (مثل وقت الاستجابة ونقاط ضبط الضغط).

تحسين كفاءة الإنتاج من خلال تقليل دورات التشغيل.

خفض تكاليف التشغيل عن طريق تقليل استهلاك الطاقة ووقت تعطل الصيانة.

ضمان استقرار سلسلة الإنتاج مع الإغلاق الموثوق به والتحكم في التسرب الذي يفي بـ المنتج المعايير.

> Wuhan Grat Control Valve CO.,LTD <