أسباب استخدام الصمامات الكهربائية والمسائل التي يجب مراعاتها

في هندسة خطوط الأنابيب، يُعدّ اختيار الصمامات الكهربائية المناسبة أحد الشروط الأساسية لضمان تلبية متطلبات الاستخدام. فإذا لم يتم اختيار الصمام الكهربائي بشكل صحيح، فلن يؤثر ذلك على الاستخدام فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى عواقب وخيمة وخسائر جسيمة. لذا، يُعدّ اختيار الصمامات الكهربائية المناسبة أمرًا بالغ الأهمية في تصميم هندسة خطوط الأنابيب.

بيئة عمل الصمام الكهربائي

إضافةً إلى مراعاة خصائص خط الأنابيب، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لظروف التشغيل البيئية، لأن الجهاز الكهربائي في الصمام الكهربائي هو جهاز كهروميكانيكي، وتتأثر حالته التشغيلية بشكل كبير ببيئة عمله. عادةً، تكون بيئة عمل الصمام الكهربائي كما يلي:

1. التركيب الداخلي أو الاستخدام الخارجي مع اتخاذ تدابير وقائية؛

2. التركيب الخارجي في الهواء الطلق، مع وجود الرياح والرمال والأمطار والندى وأشعة الشمس وغيرها من عوامل التعرية؛

3. يحتوي على بيئة غازية أو غبارية قابلة للاشتعال أو الانفجار؛

4. بيئة استوائية رطبة، بيئة استوائية جافة؛

5. تصل درجة حرارة وسط خط الأنابيب إلى 480 درجة مئوية أو أعلى؛

6. درجة الحرارة المحيطة أقل من -20 درجة مئوية؛

7. من السهل أن تغمرها المياه أو أن تغمرها؛

8. البيئات التي تحتوي على مواد مشعة (محطات الطاقة النووية وأجهزة اختبار المواد المشعة)؛

9. بيئة السفينة أو الرصيف (مع رذاذ الملح والعفن والرطوبة)؛

10. مناسبات ذات اهتزاز شديد؛

11. أماكن معرضة للحريق؛

تختلف بنية ومواد وإجراءات الحماية للصمامات الكهربائية في البيئات المذكورة أعلاه. لذا، يجب اختيار الصمام الكهربائي المناسب وفقًا لبيئة العمل المذكورة.

المتطلبات الوظيفية للكهرباءالصمامات

وفقًا لمتطلبات التحكم الهندسي، تُنجز وظيفة التحكم في الصمامات الكهربائية بواسطة جهاز كهربائي. والهدف من استخدام هذه الصمامات هو تحقيق تحكم كهربائي أو حاسوبي غير يدوي في فتح وإغلاق وضبط الصمامات. لم تعد الأجهزة الكهربائية تُستخدم اليوم لتوفير الجهد البشري فحسب، بل إن اختيارها، إلى جانب اختيار الصمامات، يُعدّ بالغ الأهمية للمشروع، نظرًا للاختلافات الكبيرة في وظائف وجودة المنتجات بين مختلف المصنّعين.

التحكم الكهربائي في الكهرباءالصمامات

نظراً للتحسين المستمر لمتطلبات الأتمتة الصناعية، يتزايد استخدام الصمامات الكهربائية، وتزداد متطلبات التحكم بها تعقيداً. لذا، يتم تحديث تصميم الصمامات الكهربائية باستمرار من حيث التحكم الكهربائي. ومع تقدم العلم والتكنولوجيا وانتشار استخدام الحواسيب، ستظهر باستمرار طرق جديدة ومتنوعة للتحكم الكهربائي. وذلك للتحكم الشامل في الأنظمة الكهربائية.صمامينبغي إيلاء اهتمام خاص لاختيار نمط التحكم في الصمام الكهربائي. فعلى سبيل المثال، يختلف مبدأ التحكم باختلاف متطلبات المشروع، سواءً كان نمط تحكم مركزي أو نمط تحكم فردي، أو بربطه بأجهزة أخرى، أو باستخدام التحكم البرمجي أو تطبيق التحكم عبر برامج الحاسوب. لا يقدم مصنعو الصمامات الكهربائية سوى نموذج لمبدأ التحكم الكهربائي القياسي، لذا ينبغي على الجهة المستخدمة إجراء مناقشة فنية مع الشركة المصنعة لتوضيح المتطلبات الفنية. إضافةً إلى ذلك، عند اختيار الصمام الكهربائي، ينبغي مراعاة شراء وحدة تحكم إضافية، حيث تُباع عادةً بشكل منفصل. في أغلب الأحيان، عند استخدام نظام تحكم فردي، يكون شراء وحدة التحكم ضروريًا، لأنه أسهل وأقل تكلفة من تصميمها وتصنيعها من قِبل المستخدم. في حال عدم توافق أداء التحكم الكهربائي مع متطلبات التصميم الهندسي، ينبغي اقتراح تعديل أو إعادة تصميم من قِبل الشركة المصنعة.

جهاز الصمام الكهربائي هو جهاز يُستخدم لبرمجة الصمامات والتحكم بها آليًا وعن بُعد*، ويمكن التحكم في حركته من خلال مقدار الشوط أو عزم الدوران أو الدفع المحوري. ونظرًا لأن خصائص تشغيل مشغل الصمام ومعدل استخدامه يعتمدان على نوع الصمام ومواصفات تشغيل الجهاز وموقع الصمام على خط الأنابيب أو المعدات، فإن اختيار مشغل الصمام المناسب أمر بالغ الأهمية لتجنب التحميل الزائد (حيث يكون عزم الدوران التشغيلي أعلى من عزم الدوران التحكمي). وبشكل عام، فإن أساس الاختيار الصحيح لأجهزة الصمامات الكهربائية هو كما يلي:

عزم التشغيل: يعد عزم التشغيل هو المعيار الرئيسي لاختيار الجهاز الكهربائي للصمام، ويجب أن يكون عزم خرج الجهاز الكهربائي 1.2 إلى 1.5 ضعف عزم تشغيل الصمام.

هناك هيكلان رئيسيان لتشغيل جهاز الصمام الكهربائي للدفع: أحدهما غير مزود بقرص دفع ويخرج عزم الدوران مباشرة؛ والآخر هو تكوين لوحة دفع، ويتم تحويل عزم الدوران الناتج إلى قوة دفع من خلال صامولة ساق لوحة الدفع.

يرتبط عدد دورات عمود الإخراج لجهاز الصمام الكهربائي بالقطر الاسمي للصمام، وخطوة ساق الصمام، وعدد الخيوط، والتي يجب حسابها وفقًا للمعادلة M=H/ZS (حيث M هو إجمالي عدد الدورات التي يجب أن يحققها الجهاز الكهربائي، وH هو ارتفاع فتح الصمام، وS هي خطوة خيط نقل ساق الصمام، وZ هو عدد رؤوس الخيوط).صمامينبع).

إذا لم يسمح قطر ساق الصمام الكهربائي بمرور ساق الصمام المُجهز، فلن يُمكن تركيبه كصمام كهربائي. لذا، يجب أن يكون القطر الداخلي لعمود الإخراج المجوف للمشغل أكبر من القطر الخارجي لساق صمام القضيب المفتوح. أما بالنسبة لصمامات القضيب المظلم في الصمامات الدوارة الجزئية والصمامات متعددة الدورات، فعلى الرغم من عدم مراعاة مشكلة مرور قطر ساق الصمام، إلا أنه يجب مراعاة قطر ساق الصمام وحجم مجرى المفتاح بشكل كامل عند الاختيار، لضمان عمله بشكل طبيعي بعد التركيب.

إذا كانت سرعة فتح وإغلاق صمام سرعة الإخراج سريعة جدًا، فمن السهل حدوث ظاهرة الطرق المائي. لذلك، يجب اختيار سرعة الفتح والإغلاق المناسبة وفقًا لظروف الاستخدام المختلفة.

تتطلب مشغلات الصمامات متطلبات خاصة، أي أنها يجب أن تكون قادرة على تحديد عزم الدوران أو القوى المحورية. عادةًصمامتستخدم المحركات وصلات لتحديد عزم الدوران. عند تحديد حجم الجهاز الكهربائي، يُحدد عزم التحكم الخاص به أيضًا. عادةً، عند تشغيل المحرك لفترة زمنية محددة مسبقًا، لن يتعرض لحمل زائد. مع ذلك، قد تؤدي الحالات التالية إلى زيادة الحمل: أولًا، انخفاض جهد مصدر الطاقة، وعدم القدرة على الحصول على عزم الدوران المطلوب، مما يؤدي إلى توقف المحرك عن الدوران؛ ثانيًا، ضبط آلية تحديد عزم الدوران بشكل خاطئ لجعله أكبر من عزم الإيقاف، مما ينتج عنه عزم دوران زائد مستمر وتوقف المحرك؛ ثالثًا، الاستخدام المتقطع، وتراكم الحرارة المتولدة بما يتجاوز قيمة ارتفاع درجة حرارة المحرك المسموح بها؛ رابعًا، تعطل دائرة آلية تحديد عزم الدوران لسبب ما، مما يؤدي إلى زيادة عزم الدوران بشكل مفرط؛ خامسًا، ارتفاع درجة الحرارة المحيطة بشكل مفرط، مما يقلل من السعة الحرارية للمحرك.

في الماضي، كانت طريقة حماية المحرك تعتمد على استخدام الصمامات، ومرحلات التيار الزائد، والمرحلات الحرارية، ومنظمات الحرارة، وغيرها، إلا أن لكل طريقة مزاياها وعيوبها. ولا توجد طريقة حماية موثوقة للأجهزة ذات الأحمال المتغيرة، كالأجهزة الكهربائية. لذا، لا بد من اعتماد توليفات مختلفة، يمكن تلخيصها في نوعين: الأول هو تقييم زيادة أو نقصان تيار دخل المحرك؛ والثاني هو تقييم حالة سخونة المحرك نفسه. وفي كلتا الحالتين، يُراعى هامش زمني محدد لسعة حرارة المحرك.

بشكل عام، تتمثل طريقة الحماية الأساسية من الحمل الزائد فيما يلي: الحماية من الحمل الزائد للتشغيل المستمر أو التشغيل المتقطع للمحرك، باستخدام منظم حرارة؛ ولحماية دوار توقف المحرك، يتم استخدام مرحل حراري؛ وفي حالة حدوث حوادث قصر الدائرة، يتم استخدام الصمامات أو مرحلات التيار الزائد.

أكثر مرونة في وضعية الجلوسصمامات الفراشة،صمام بوابة, صمام عدم الرجوعللحصول على التفاصيل، يمكنك التواصل معنا عبر واتساب أو البريد الإلكتروني.