صمام البوابة

صمام البوابة هو نوع من الصمامات التي تتحكم في تدفق السائل أو الغاز عبر ممر أو أنبوب.

وتتكون من آلية انزلاقية تتحرك على طول المسار أو الأخدود لفتح أو إغلاق الممر وتنظيم التدفق.

يمكن أن تكون آلية الانزلاق عبارة عن مكبس أو قرص أو بوابة تنزلق عبر الممر لمنع أو السماح بتدفق السوائل أو الغاز. تُستخدم الصمامات المنزلقة عادةً في صناعات مختلفة مثل النفط والغاز ومعالجة المياه وتوليد الطاقة.

الصمام المنزلق هو صمام يشتمل على آلية انزلاقية للتحكم في تدفق السائل عبر الصمام.

تتحرك منزلقات الصمامات في مسار مستطيل لتغطية وفتح منفذ الدخول أو المخرج. يعمل الصمام المنزلق بمساعدة عمود الصمام المنزلق المتصل بالعمود المرفقي للمحرك، ومن هناك تحصل على الطاقة للعمل.

مزايا الصمام المنزلق

لاستخدام الصمام المنزلق العديد من المزايا، منها:

تحكم فعال في التدفق:

يمكن أن توفر صمامات البوابة تحكمًا دقيقًا في التدفق وتسمح بضبط دقيق للسائل أو الغاز الذي يمر عبر الصمام.

المقاومة الحالية المنخفضة:

تتميز الصمامات المنزلقة بتصميم بسيط يقلل من مقاومة التدفق ويسمح بالتدفق السلس والفعال عبر الصمام، مما يقلل من انخفاض الضغط واستهلاك الطاقة.

حياة طويلة:

عادة ما تكون الصمامات المنزلقة مصنوعة من مواد متينة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو الحديد الزهر، وهي مقاومة للتآكل والتآكل. وهذا يؤدي إلى عمر طويل مع الحد الأدنى من الصيانة.

القدرة على التكيف:

يمكن استخدام صمامات البوابة في مجموعة واسعة من التطبيقات والصناعات بما في ذلك النفط والغاز والمعالجة الكيميائية ومعالجة المياه وتوليد الطاقة. يمكنهم التعامل مع أنواع مختلفة من السوائل بما في ذلك السوائل والغازات والملاط.

أتمتة سهلة:

يمكن أتمتة صمامات البوابة بسهولة باستخدام مشغلات هوائية أو كهربائية، مما يسمح بالتشغيل عن بعد والتكامل في أنظمة التحكم الآلية.

إغلاق محكم:

عند إغلاقها، تمنع الصمامات المنزلقة أي تسرب أو تدفق عكسي للسوائل أو الغازات وتضمن سلامة النظام وسلامته.

سهولة الصيانة:

تم تصميم الصمامات المنزلقة لسهولة الصيانة، مع بنية بسيطة وأجزاء متحركة قليلة. وهذا يجعلها سهلة الفحص والتنظيف والإصلاح، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل ويقلل تكاليف الصيانة.

القدرة على تحمل التكاليف:

عادة ما تكون صمامات السحب فعالة من حيث التكلفة مقارنة بأنواع الصمامات الأخرى، خاصة بالنسبة للأحجام الأكبر. يساهم عمرها الطويل ومتطلبات الصيانة المنخفضة في توفير التكاليف بشكل عام.
بشكل عام، تتمتع صمامات البوابة بالعديد من المزايا من حيث التحكم في التدفق والمتانة وتعدد الاستخدامات وسهولة الصيانة، مما يجعلها خيارًا شائعًا في العديد من البلدان.

عيوب الصمام المنزلق

القدرة الحالية المحدودة:

تتمتع صمامات البوابة عادة بقدرة تدفق أقل مقارنة بأنواع أخرى من الصمامات مثل الصمامات الكروية أو صمامات البوابة.

وهذا يمكن أن يحد من حجم السائل الذي يمكن أن يمر عبر الصمام في وقت معين.

إمكانية إيقاف التشغيل المحدودة:

قد لا توفر صمامات البوابة إغلاقًا محكمًا، خاصة عند التعامل مع سوائل الضغط العالي.

يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث تسربات من شأنها أن تهدد سلامة النظام أو العملية.

أكثر حساسية للتلوث:

يمكن أن تكون الصمامات المنزلقة أكثر عرضة للتلوث بالحطام أو الملوثات الموجودة في السائل.

يمكن أن يؤثر ذلك على أدائها وقد يتطلب صيانة وتنظيفًا متكررًا.

 الضوضاء والاهتزاز:

يمكن أن تولد صمامات البوابة ضوضاء واهتزازات أثناء التشغيل، خاصة عند استخدامها في تطبيقات الضغط العالي. يمكن أن يكون هذا مصدر قلق في بعض الإعدادات حيث يجب تقليل مستويات الضوضاء.

بشكل عام، تعتبر صمامات البوابة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قدرة تدفق عالية وتحكم فعال في التدفق.

ومع ذلك، فإن خيارات التحكم المحدودة وإمكانية التسرب قد تجعلها أقل ملاءمة للتطبيقات التي تتطلب إيقاف تشغيل دقيق أو محكم.

من المهم أخذ هذه العوامل في الاعتبار عند اختيار صمام لتطبيق معين.

أنواع الصمامات المنزلقة

صمامات الشريحة D:

تمت تسمية الصمامات ذات الشريحة D بسبب وجود مكبس مجوف بقسم D.

يعمل هذا الصمام عن طريق ربط الصمامين العلوي والسفلي بحيث يمكن حملهما بواسطة قضيب أو مغزل، وتجويف الجذع أو الأنبوب الذي يربطهما ليكون بمثابة أنبوب تحريضي، ويعمل على الطرف العلوي من الأسطوانة.

وهذا يسمح لصمامين بأداء وظيفة أربعة صمامات.

إن الوصف السابق (الذي يشير إلى الصمامات العلوية والسفلية) يشير بالتأكيد إلى محرك أسطواني عمودي مثل محرك الشعاع.

يتم وضع الصمامات جنبًا إلى جنب حيث تكون الأسطوانات أفقية، كما هو الحال في القاطرة البخارية.

الصمامات المنزلقة المتوازنة:

يحتوي الصمام المنزلق المتوازن على قضيب موازنة على كل جانب من جوانب الصمام.

ولهذا السبب، تتم موازنة القوى المؤثرة على الصمام عن طريق تقليل الضغط خلف الصمام، وبالتالي تقليل الاحتكاك والتآكل الذي يحدث على نطاق واسع في الصمامات المنزلقة التقليدية.

تطبيق الصمامات المنزلقة

تستخدم الصمامات المنزلقة في محركات السيارات لإدخال الوقود والغاز إلى الأسطوانات وإزالة غازات العادم.

تُستخدم الصمامات القفازية، التي ترتفع وتنخفض بزنبرك، بشكل شائع في السيارات وتخدم نفس الغرض.
في المحركات البخارية، يتم دفع الصمامات المنزلقة ذهابًا وإيابًا بواسطة قضيب بدلاً من الزنبركات.

يجب أن يكون المسار الذي يعمل فيه الصمام المنزلق طويلًا نسبيًا، وتتطلب حركة الصمام ذهابًا وإيابًا المزيد من الطاقة.

تتطلب هذه الحركة الكثير من التشحيم لمنع الصمامات من الالتصاق أو التباطؤ والتسبب في تعطل المحرك.

كما ساهم استخدام البخار شديد السخونة – البخار الذي يتم إنتاجه عند درجة حرارة أعلى من نقطة غليان الماء – في انخفاض استخدام الصمامات المنزلقة ونمو صمامات المكبس.

تعطل التشحيم المطلوب للصمامات المنزلقة بسبب الحرارة الشديدة. تم استبدال هذه الأنواع السابقة من الصمامات بصمامات أكثر كفاءة في الآلات الحديثة.
 

كيف يعمل الصمام المنزلق في المحرك البخاري؟

للسماح للبخار بالدخول إلى المحرك والعادم بالخروج عبر المنافذ أو الفتحات الموجودة أعلى الأسطوانة الواحدة، تنزلق الصمامات من جانب إلى آخر لتتماشى مع الأجزاء المتحركة الأخرى.

عندما ينزلق الصمام المنزلق إلى جانب واحد. يكون منفذ الإدخال مكشوفًا ويسمح للبخار بالدخول إلى الأسطوانة.

يدفع البخار الموجود داخل الأسطوانة المكبس، الذي بدوره يدفع قضيبًا يدير دولاب الموازنة.

تدور دولاب الموازنة لتشغيل المحرك البخاري.

عندما يتحرك الصمام المنزلق إلى الجانب الآخر، فإنه يفتح منفذ العادم ويطلق البخار بينما ينزلق المكبس إلى موضعه الأصلي ويبدأ العملية من جديد.