A صمام بوابةهو صمام يتحرك لأعلى ولأسفل في خط مستقيم على طول مقعد الصمام (سطح الختم)، حيث يتم تشغيل جزء الفتح والإغلاق (البوابة) بواسطة ساق الصمام.

1. يا له منصمام بوابةيفعل

يُستخدم نوع من صمامات الإغلاق يُسمى صمام البوابة لتوصيل أو فصل المادة في خط الأنابيب. لصمام البوابة استخدامات متعددة. تتميز صمامات البوابة الشائعة الاستخدام والمصنعة في الصين بالخصائص التالية: ضغط اسمي PN1760، وقطر اسمي DN151800، ودرجة حرارة تشغيل t610°C.

2. خصائص أصمام بوابة

① فوائد صمام البوابة

أ. هناك مقاومة ضئيلة للسائل. لا يغير السائل اتجاه تدفقه عند مروره عبر صمام البوابة لأن قناة السائل داخل جسم صمام البوابة مستقيمة، مما يقلل من مقاومة السائل.

ب. هناك مقاومة ضئيلة أثناء الفتح والإغلاق. بالمقارنة مع صمام الكرة الأرضية، فإن فتح وإغلاق صمام البوابة أقل توفيراً للجهد لأن اتجاه حركة البوابة عمودي على اتجاه التدفق.

ج. اتجاه تدفق المادة غير مقيد. بما أن المادة يمكنها التدفق في أي اتجاه من أي جانب من صمام البوابة، فإنها تؤدي الغرض المقصود منها، وهي أكثر ملاءمة لخطوط الأنابيب التي قد يتغير فيها اتجاه تدفق المادة.

د. إنه هيكل أقصر. يبلغ طول الهيكل لصمام الكرة الأرضية أقصر من طول صمام البوابة لأن قرص صمام الكرة الأرضية موضوع أفقيًا في جسم الصمام بينما صمام البوابة موضوع رأسيًا داخل جسم الصمام.

هـ. قدرات إحكام فعالة. يكون سطح الإحكام أقل تدهوراً عند الفتح الكامل.

٢- عيوب صمام البوابة

أ. من السهل إتلاف سطح منع التسرب. يتعرض سطح منع التسرب للبوابة ومقعد الصمام للاحتكاك النسبي عند فتحهما وإغلاقهما، مما يؤدي إلى تلفهما بسهولة ويقلل من أداء منع التسرب وعمر الصمام الافتراضي.

ب. يتميز الصمام بارتفاع كبير، مما يؤدي إلى فترات فتح وإغلاق طويلة. كما أن شوط لوحة البوابة واسع، ويتطلب مساحة معينة للفتح، بالإضافة إلى أبعاد خارجية كبيرة لأن صمام البوابة يجب أن يكون مفتوحًا بالكامل أو مغلقًا بالكامل أثناء الفتح والإغلاق.

بنية معقدة، الحرف ج. بالمقارنة مع صمام الكرة الأرضية، هناك أجزاء أكثر، وهو أكثر تعقيدًا في التصنيع والصيانة، ويكلف أكثر.

3. بنية صمام البوابة

يشكل جسم الصمام، والغطاء أو الدعامة، وساق الصمام، وصامولة ساق الصمام، ولوحة البوابة، ومقعد الصمام، ودائرة التعبئة، وحشوة منع التسرب، وغدة التعبئة، وجهاز النقل الجزء الأكبر من صمام البوابة.

يمكن توصيل صمام جانبي (صمام إيقاف) بالتوازي على خطي الدخول والخروج بجوار صمامات البوابة ذات القطر الكبير أو الضغط العالي لتقليل عزم الفتح والإغلاق. افتح الصمام الجانبي قبل فتح صمام البوابة عند استخدامه لمعادلة الضغط على جانبي البوابة. يبلغ القطر الاسمي للصمام الجانبي DN32 أو أكبر.

① يُثبَّت جسم الصمام، الذي يُشكِّل الجزء الحامل للضغط في قناة تدفق السائل، وهو الجسم الرئيسي لصمام البوابة، مباشرةً على خط الأنابيب أو المعدات. وهو ضروري لوضع مقعد الصمام في مكانه، وتركيب غطاء الصمام، وتوصيل خط الأنابيب. يكون ارتفاع حجرة الصمام الداخلية كبيرًا نسبيًا لأن البوابة القرصية الشكل، الرأسية التي تتحرك لأعلى ولأسفل، يجب أن تتناسب مع جسم الصمام. يُحدِّد الضغط الاسمي إلى حد كبير شكل المقطع العرضي لجسم الصمام. على سبيل المثال، يمكن تسطيح جسم صمام البوابة ذي الضغط المنخفض لتقصير طوله الهيكلي.

في جسم الصمام، تتميز معظم ممرات السائل بمقطع عرضي دائري. يُعدّ الانكماش تقنيةً يمكن استخدامها أيضًا في صمامات البوابة ذات الأقطار الكبيرة لتقليل حجم البوابة، وقوة الفتح والإغلاق، وعزم الدوران. عند استخدام الانكماش، تزداد مقاومة السائل في الصمام، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط وارتفاع تكاليف الطاقة. لذلك، يجب ألا تكون نسبة انكماش القناة مفرطة. يجب ألا تتجاوز زاوية ميل القناة المتضيقة بالنسبة للخط المركزي 12 درجة، ويجب أن تتراوح نسبة قطر قناة مقعد الصمام إلى قطرها الاسمي عادةً بين 0.8 و0.95.

تُحدد بنية جسم صمام البوابة طريقة اتصال جسم الصمام بخط الأنابيب، وكذلك بين جسم الصمام وغطاء الصمام. وتُعدّ خيارات صبّ جسم الصمام، وتشكيله بالحدادة، ولحامه بالحدادة، ولحامه بالصبّ، ولحام صفيحة الأنبوب، من بين الخيارات المتاحة. بالنسبة للأقطار الأقل من DN50، تُستخدم عادةً أجسام الصمامات المصبوبة، وأجسام الصمامات المشكلة بالحدادة، والصمامات المصبوبة الملحومة، والتي تُستخدم عادةً في المسبوكات المتكاملة التي لا تفي بالمواصفات، كما يُمكن استخدام الهياكل المصبوبة الملحومة. أما أجسام الصمامات المشكلة بالحدادة الملحومة، فتُستخدم عادةً في الصمامات التي تُعاني من مشاكل في عملية التشكيل بالحدادة.

٢- يحتوي غطاء الصمام على صندوق حشو وهو متصل بجسم الصمام، مما يجعله المكون الرئيسي الحامل للضغط في حجرة الضغط. ويُجهز غطاء الصمام بمكونات داعمة لسطح الماكينة، مثل صواميل ساق الصمام أو آليات النقل، وذلك للصمامات متوسطة وصغيرة القطر.

③ يتم دعم صامولة الجذع أو المكونات الأخرى لجهاز النقل بواسطة الدعامة، والتي يتم تثبيتها على غطاء المحرك.

④ يتصل ساق الصمام مباشرةً بصامولة الساق أو جهاز النقل. يشكل الجزء المصقول من القضيب والحشوة زوجًا مانعًا للتسرب، ينقل عزم الدوران ويؤدي وظيفة فتح وإغلاق البوابة. وبناءً على موضع السن اللولبي على ساق الصمام، يُصنف الصمام إلى صمام ذي ساق جذعية وصمام ذي ساق مخفية.

أ. صمام البوابة ذو الساق الصاعد هو صمام يقع فيه لولب النقل خارج تجويف جسم الصمام، ويمكن لساقه أن يتحرك لأعلى ولأسفل. يجب تدوير صامولة الساق الموجودة على الحامل أو الغطاء لرفع ساق الصمام. لا يلامس لولب الساق وصامولة الساق السائل، وبالتالي لا يتأثران بدرجة حرارة السائل أو تآكله، مما يجعله شائع الاستخدام. تدور صامولة الساق فقط دون أي حركة رأسية، وهو ما يُحسّن تزييت ساق الصمام. كما أن فتحة البوابة واضحة.

ب. صمامات البوابة ذات الساق الداكنة مزودة بخيط نقل حركة داخل تجويف جسم الصمام وساق صمام دوار. يؤدي دوران ساق الصمام إلى دفع صامولة الساق على لوحة البوابة، مما يتسبب في ارتفاع وانخفاض ساق الصمام. يقتصر عمل ساق الصمام على الدوران فقط، ولا يتحرك لأعلى أو لأسفل. يصعب التحكم بهذا الصمام نظرًا لصغر حجمه وصعوبة فتحه وإغلاقه. لذا، يجب تزويده بمؤشرات. وهو مناسب للاستخدام مع الوسائط غير المسببة للتآكل وفي الظروف المناخية القاسية، حيث تؤثر درجة حرارة الوسط وتآكله على التلامس بين خيط ساق الصمام وصامولة الساق والوسط.

⑤ يتكون الجزء من الزوج الحركي الذي يمكن ربطه مباشرة بجهاز النقل ونقل عزم الدوران من صامولة ساق الصمام ومجموعة خيوط ساق الصمام.

⑥ يمكن تزويد ساق الصمام أو صامولة الساق مباشرةً بالطاقة الكهربائية، أو ضغط الهواء، أو الضغط الهيدروليكي، أو الجهد اليدوي عبر جهاز النقل. ويُستخدم في محطات توليد الطاقة، عند نقل المعدات لمسافات طويلة، عجلات يدوية، وأغطية صمامات، ومكونات نقل الحركة، وأعمدة توصيل، ووصلات عالمية.

⑦ يتم استخدام تقنيات الدرفلة واللحام والوصلات الملولبة وغيرها لتثبيت مقعد الصمام على جسم الصمام بحيث يمكن إحكام إغلاقه مع البوابة.

⑧ بناءً على احتياجات العميل، يمكن تركيب حلقة منع التسرب مباشرةً على جسم الصمام لتوفير سطح مانع للتسرب. كما يمكن معالجة سطح منع التسرب مباشرةً على جسم الصمام للصمامات المصنوعة من مواد مثل الحديد الزهر، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، وسبائك النحاس. ولمنع تسرب السائل عبر ساق الصمام، توضع مادة مانعة للتسرب داخل صندوق الحشو.