1. نظرة عامة
يُعد صمام الفراشة جهازًا هامًا في نظام أنابيب إمداد المياه والصرف الصحي. ومع تطور التكنولوجيا الصناعية، ظهرت متطلبات مختلفة فيما يتعلق ببنية وأداء صمام الفراشة. لذا، ينبغي اختيار النوع والمادة وطريقة التوصيل بشكل مناسب وفقًا لظروف التشغيل أثناء التصميم والاختيار.
يُعد صمام الفراشة جهازًا هامًا في نظام أنابيب إمداد المياه والصرف الصحي. ومع تطور التكنولوجيا الصناعية، ظهرت متطلبات مختلفة فيما يتعلق ببنية وأداء صمام الفراشة. لذا، ينبغي اختيار النوع والمادة وطريقة التوصيل بشكل مناسب وفقًا لظروف التشغيل أثناء التصميم والاختيار.
2 التصميم
2.1 الهيكل
تقع قطعة الإغلاق (صفيحة الفراشة) لصمام الفراشة في منتصف الوسط، ويجب مراعاة تأثيرها على مقاومة التدفق في التصميم.
2.1 الهيكل
تقع قطعة الإغلاق (صفيحة الفراشة) لصمام الفراشة في منتصف الوسط، ويجب مراعاة تأثيرها على مقاومة التدفق في التصميم.
فيما يتعلق بهيكل صفيحة الفراشة لصمام الفراشة ذي القطر الكبير، ينص معيار AWWA C504 (معيار جمعية هندسة إمدادات المياه الأمريكية) على أنه لا ينبغي أن تحتوي صفيحة الفراشة على أضلاع عرضية، ويجب ألا يزيد سمكها عن 2.25 ضعف قطر ساق الصمام.
ينبغي تبسيط سطح دخول الماء وسطح خروج الماء من لوحة الفراشة.
لا يمكن أن تبرز البراغي الداخلية خارج لوحة الفراشة، وذلك لتجنب زيادة مساحة السطح المواجه للماء.
2.2 مانع تسرب مطاطي
ينبغي تبسيط سطح دخول الماء وسطح خروج الماء من لوحة الفراشة.
لا يمكن أن تبرز البراغي الداخلية خارج لوحة الفراشة، وذلك لتجنب زيادة مساحة السطح المواجه للماء.
2.2 مانع تسرب مطاطي
قد يكون عمر صمام الفراشة المطاطي قصيرًا في بعض الأحيان، ويرتبط ذلك بجودة المطاط وعرض سطح الإحكام. يجب أن تُصنع حلقة الإحكام في صمام الفراشة المطاطي من مواد مطاطية عالية الجودة، مع الالتزام بلوائح التصنيع أثناء عملية التشكيل بالضغط. لا ينبغي رفع درجة حرارة الفلكنة بشكل مفرط، ويمكن تقصير مدتها، وإلا سيتسبب ذلك بسهولة في تلف حلقة الإحكام وتشققها. يجب أن يكون سطح الإحكام المعدني المتوافق مع حلقة الإحكام المطاطية عريضًا بما يكفي، وإلا سيصعب تثبيت حلقة الإحكام المطاطية. بالإضافة إلى ذلك، يؤثر كل من شكل وموضع حلقة الإحكام، وتماثلها، ودقتها، ونعومتها، ومرونتها، على عمر حلقة الإحكام المطاطية.
2.2 الصلابة
تُعد الصلابة مسألة مهمة في تصميم صمامات الفراشة، وهي مرتبطة بعوامل مثل ألواح الفراشة وأعمدة الصمامات والوصلات.
تُعد الصلابة مسألة مهمة في تصميم صمامات الفراشة، وهي مرتبطة بعوامل مثل ألواح الفراشة وأعمدة الصمامات والوصلات.
(1) حجم عمود الصمام: يُحدد حجم عمود الصمام في معيار AWWA C504. إذا لم يتوافق حجم عمود الصمام مع المتطلبات، فقد يكون هناك نقص في الصلابة، وتسريب عكسي، وعزم فتح كبير. ترتبط صلابة العمود بـ 1/EI، أي أنه لتحسين الصلابة وتقليل مشكلة التشوه، يجب البدء بزيادة EI. EI هو معامل المرونة. عمومًا، لا يكون الفرق بين أنواع الفولاذ كبيرًا، ولا يؤثر اختيار المادة بشكل كبير على الصلابة. I هو عزم القصور الذاتي ويرتبط بحجم مقطع العمود. يُحسب حجم عمود الصمام عادةً بناءً على مزيج من الانحناء والالتواء. لا يرتبط فقط بعزم الدوران، بل يرتبط بشكل أساسي بعزم الانحناء. على وجه الخصوص، يكون عزم الانحناء لصمام الفراشة ذي القطر الكبير أكبر بكثير من عزم الدوران.
(2) تنسيق فتحة العمود: ينص الإصدار القديم من معيار AWWA C504 على أن عمود صمام الفراشة يكون مستقيماً. بعد إصدار عام 1980، اقتُرح إمكانية تصنيعه من عمودين قصيرين. وفقاً لمعياري AWWA C504 وGB12238، يجب أن يكون طول التضمين بين العمود والفتحة 1.5d. يُحدد مقدار الفجوة (قيمة C) بين حافة جسم الصمام ونهاية دعامة صفيحة الفراشة في البعد المحوري لصمام الفراشة الياباني، ويرتبط هذا المقدار عادةً بحجم القطر، ويتراوح بين 25 و45 مم، وذلك لتقليل المسافة بين دعامات العمود (قيمة C)، وبالتالي تقليل عزم الانحناء وتشوه العمود.
(3) هيكل الصفيحة الفراشية: يرتبط هيكل الصفيحة الفراشية ارتباطًا مباشرًا بالصلابة، لذا فبالإضافة إلى شكل الصفيحة المسطحة، يُصنع غالبًا على شكل وعاء أو جملون. باختصار، يهدف ذلك إلى زيادة عزم القصور الذاتي للمقطع لزيادة الصلابة.
(4) بنية جسم الصمام: توجد أيضًا مشكلات تتعلق بالصلابة في تصميم جسم صمام الفراشة ذي القطر الكبير. عادةً ما يُستخدم نوعان من الأضلاع: الأضلاع الحلقية والأضلاع المتقاطعة. في الواقع، تُساهم الأضلاع المتقاطعة في زيادة الثبات فقط، ويجب ألا يكون عددها كبيرًا. أما الأضلاع الحلقية فهي الأكثر شيوعًا. يُمكن إضافة أضلاع على شكل حرف ∩، مما يُحسّن الصلابة، ولكن يُؤدي ذلك إلى صعوبة التصنيع.
2.3 محامل ذاتية التشحيم
يُنقل معظم أو كل الضغط المتوسط على صفيحة الفراشة (العكسية) إلى المحمل عبر العمود، لذا يلعب المحمل دورًا بالغ الأهمية. تتميز بعض صمامات الفراشة الأجنبية بخفة وزنها وسهولة استخدامها، حيث يمكن تدوير الصمامات ذات القطر الصغير بإصبع واحد، بينما تتميز بعض صمامات الفراشة المحلية بثقل وزنها. بالإضافة إلى المحورية والتناظر ودقة التصنيع والتشطيب وجودة التغليف، يُعدّ تزييت مادة الجلبة عاملًا بالغ الأهمية. يقترح معيار AWWA C504 أن تكون جلبة العمود أو المحمل المُثبّت في جسم الصمام مصنوعة من مادة ذاتية التزييت، حيث تُقلل جلبة العمود من الاحتكاك وتُزيّت، كما يُمنع تآكلها. فبدون جلبة العمود، حتى لو كان عمود الصمام مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، سيُعاني جسم الصمام من الصدأ والالتصاق. كما يُمكن استخدام البطانات لزيادة الصلابة.
يُنقل معظم أو كل الضغط المتوسط على صفيحة الفراشة (العكسية) إلى المحمل عبر العمود، لذا يلعب المحمل دورًا بالغ الأهمية. تتميز بعض صمامات الفراشة الأجنبية بخفة وزنها وسهولة استخدامها، حيث يمكن تدوير الصمامات ذات القطر الصغير بإصبع واحد، بينما تتميز بعض صمامات الفراشة المحلية بثقل وزنها. بالإضافة إلى المحورية والتناظر ودقة التصنيع والتشطيب وجودة التغليف، يُعدّ تزييت مادة الجلبة عاملًا بالغ الأهمية. يقترح معيار AWWA C504 أن تكون جلبة العمود أو المحمل المُثبّت في جسم الصمام مصنوعة من مادة ذاتية التزييت، حيث تُقلل جلبة العمود من الاحتكاك وتُزيّت، كما يُمنع تآكلها. فبدون جلبة العمود، حتى لو كان عمود الصمام مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، سيُعاني جسم الصمام من الصدأ والالتصاق. كما يُمكن استخدام البطانات لزيادة الصلابة.
2.4 توصيل العمود ولوحة الفراشة
يُفضل توصيل عمود وصمام الفراشة في صمامات الفراشة ذات القطر الصغير باستخدام مفتاح أو وصلة مسننة، كما يمكن استخدام وصلة عمود مضلعة أو وصلة دبوسية. أما في صمامات الفراشة ذات القطر الكبير، فيتم التوصيل غالبًا باستخدام مفاتيح أو دبابيس مخروطية. وفي الوقت الحالي، يتم توصيل عدد أكبر من الأعمدة والأقراص باستخدام دبابيس. إلا أن دبابيس التوصيل قد تتلف في ظروف التشغيل القاسية، ويعود ذلك أساسًا إلى أسباب تصنيعية، مثل عدم دقة التوصيل، أو عدم ملاءمة حجم الدبوس، أو عدم كفاية صلابته، أو عدم ملاءمة مادته. ويمكن توصيل عمود وصمام الفراشة في صمامات الفراشة الكبيرة بطريقة خاصة.
يُفضل توصيل عمود وصمام الفراشة في صمامات الفراشة ذات القطر الصغير باستخدام مفتاح أو وصلة مسننة، كما يمكن استخدام وصلة عمود مضلعة أو وصلة دبوسية. أما في صمامات الفراشة ذات القطر الكبير، فيتم التوصيل غالبًا باستخدام مفاتيح أو دبابيس مخروطية. وفي الوقت الحالي، يتم توصيل عدد أكبر من الأعمدة والأقراص باستخدام دبابيس. إلا أن دبابيس التوصيل قد تتلف في ظروف التشغيل القاسية، ويعود ذلك أساسًا إلى أسباب تصنيعية، مثل عدم دقة التوصيل، أو عدم ملاءمة حجم الدبوس، أو عدم كفاية صلابته، أو عدم ملاءمة مادته. ويمكن توصيل عمود وصمام الفراشة في صمامات الفراشة الكبيرة بطريقة خاصة.
2.5 طول الهيكل
يتطور الطول الهيكلي لصمام الفراشة إلى سلسلة قصيرة، ولكن يجب توخي الحذر عند اتباع هذا النهج، لأن قصر الطول الهيكلي قد يؤثر على المتانة. وقد حددت المعايير الدولية الطول الهيكلي للسلسلة القصيرة من صمامات الفراشة ذات الحواف، ولكن لا ينبغي تقصير الطول الهيكلي للصمام ذي الضغط العالي، وإلا ستحدث مشاكل، خاصةً مع المواد الهشة مثل الحديد الزهر.
يتطور الطول الهيكلي لصمام الفراشة إلى سلسلة قصيرة، ولكن يجب توخي الحذر عند اتباع هذا النهج، لأن قصر الطول الهيكلي قد يؤثر على المتانة. وقد حددت المعايير الدولية الطول الهيكلي للسلسلة القصيرة من صمامات الفراشة ذات الحواف، ولكن لا ينبغي تقصير الطول الهيكلي للصمام ذي الضغط العالي، وإلا ستحدث مشاكل، خاصةً مع المواد الهشة مثل الحديد الزهر.
تُعد شركة نورتك واحدة من الشركات الرائدة في تصنيع الصمامات الصناعية في الصين، وهي حاصلة على شهادة الجودة ISO9001.
تاريخ النشر: 20 أغسطس 2021