إن حزمة أتمتة الصمام الكروي الهوائي العاملة لا تقتصر على مجرد صمام مزود بأسطوانة هوائية في أعلاه. وقبل طلب أي شيء، يجب التأكد من سبعة عناصر على الأقل: جسم الصمام، والمشغل الهوائي، والصمام اللولبي، ونظام تجهيز الهواء والأنابيب، ومرجع الموضع، وإشارة التحكم، والسلوك المطلوب عند انقطاع الهواء أو الطاقة الكهربائية. وإذا تم تجاهل أحد هذه العناصر، فقد يتم تجميع الوحدة معًا، لكن الخط قد لا يعمل أو لا يبلغ عن حالته بالطريقة التي تتوقعها العملية.
يتناول هذا الدليل سؤالاً واحداً فقط: ما الذي تحتوي عليه الحزمة الكاملة للصمام الكروي الهوائي، وما الذي يجب التأكد منه قبل طلب عرض الأسعار وتشغيل الخط. إذا كنت لا تزال متردداً بين التشغيل اليدوي والهوائي والكهربائي، فابدأ بـ مقارنة بين الصمامات الكروية اليدوية والهوائية والكهربائية. بيانات عزم الدوران، ومواضع الفشل، و المعيار الدولي ISO 5211 يتم تناول التثبيت (المعيار الدولي لتركيب مشغلات الدوران الجزئي) بالتفصيل في دليل اختيار مشغلات الصمامات; ؛ ولا يتطرق هذا المقال إليها إلا في الحالات التي تعتمد فيها الحزمة عليها.
المكونات الموجودة في مجموعة الصمام الكروي الهوائي الكاملة
تتألف الحزمة من ثمانية أجزاء متكررة. يقوم الصمام والمشغل بالعمل الميكانيكي. أما الصمام اللولبي ونظام تجهيز الهواء والأنابيب، فتعمل على توصيل الهواء وتحويل مساره. وتقوم أنظمة التغذية الراجعة وأجهزة التحكم بإبلاغ المحطة بما يقوم به الصمام، بينما يعمل الحامل والوصلة على تثبيت جميع الأجزاء معًا. ويتطلب كل جزء اتخاذ قرار واحد على الأقل لا يمكن أن يتخذه سوى المشتري.
| صمام كروي | يفتح مسار التدفق ويغلقه | السائل، الحجم، وصلة الطرف، مادة الهيكل والمقعد، ضغط التشغيل ودرجة الحرارة |
| مشغل هوائي | يحول الهواء المضغوط إلى حركة ربع دورة | عمل مزدوج أو عودة زنبركية، الإجراء المطلوب عند انقطاع الهواء، متطلبات عزم الدوران مستمدة من بيانات الصمام |
| صمام الملف اللولبي | يقوم بتوصيل الهواء إلى المشغل بناءً على أمر كهربائي | جهد الملف، مسار الهواء في حالة انقطاع التيار، التحكم اليدوي، الأسلاك والموصلات |
| مرشح/منظم أو نظام تجهيز الهواء في الموقع | ينظف الهواء وينظمه قبل وصوله إلى المشغل | جودة الهواء في الموقع، والتحكم في الرطوبة، ومتطلبات الشركة المصنعة للمشغلات |
| صندوق مفتاح الحد أو نظام ردود الفعل الخاصة بالموضع | يُبلغ نظام التحكم بموضع العمود | نوع المفتاح والإشارة، ودرجة حماية الغلاف المطلوبة في نقطة التركيب |
| الأنابيب والتجهيزات | تنقل الهواء بين المكونات | الحجم، والطول، ومسار التوصيل، والمواد المناسبة للبيئة |
| ضوابط السرعة، إذا لزم الأمر | يبطئ حركة الضربة في أحد الاتجاهين أو كليهما | ما هو الاتجاه الذي يحتاج إلى التحكم، والسبب العملي وراء ذلك؟ |
| حامل التثبيت ووصلة العمود | يربط المشغل بساق الصمام | نمط التثبيت وأبعاد الساق، تم التحقق من مطابقتها لكل من الصمام والمشغل |
لاحظ أن الجدول لا يحتوي على أي أرقام افتراضية. تختلف قيم الضغط والجهد وعزم الدوران باختلاف المنتجات والمصانع، لذا فإن كل خانة فارغة في الجدول تمثل سؤالاً يجب الإجابة عليه في مرحلة تقديم عرض الأسعار، وليس بعد التسليم. أما فيما يتعلق بالصمامات، فإن الخيارات النموذجية للأتمتة تشمل صمامات كروية هوائية مكونة من 3 قطع بالنسبة للخطوط التي تحتاج إلى صيانة أثناء التشغيل و صمامات كروية ذات حواف تعمل بالهواء المضغوط لأنظمة الأنابيب ذات الحواف.
ذو تأثير مزدوج أم بعودة زنبركية؟
يستخدم المشغل ذو المفعول المزدوج الهواء في كلا اتجاهي الحركة. أما المشغل ذو الرجوع الزنبركي فيستخدم الهواء في أحد الاتجاهين والزنبرك في الاتجاه الآخر، مما يمنحه حركة محددة عند انقطاع إمداد الهواء. ويؤثر هذا الاختيار بشكل كبير على معظم مكونات النظام، لذا يجب تحديده أولاً.
مزدوج المفعول:
- يعمل ضغط الهواء على تحريك كل من شوط الفتح وشوط الإغلاق.
- لا يوجد زنبرك بداخله.
- في حالة فقدان الهواء، لا تتحرك المركبة من تلقاء نفسها إلى موقع آمن محدد مسبقًا.
- لا يمكن تحديد وضع الصمام بعد انقطاع الهواء بشكل مسبق. فهذا يعتمد على الهواء المحبوس، والاحتكاك، والحمل الناتج عن العملية.
العودة في الربيع:
- يعمل الهواء في اتجاه واحد؛ بينما يعمل الزنبرك في اتجاه الفشل.
- اعتمادًا على طريقة تجميع المشغل والصمام، يمكن تصميم الوحدة بحيث تعمل بنظام «الفتح التلقائي عند الفشل» أو «الإغلاق التلقائي عند الفشل». ولا يعني نظام الرجوع الزنبركي بالضرورة أنه يعمل بنظام «الإغلاق التلقائي عند الفشل».
- يجب التأكد من اتجاه دوران الصمام، واتجاه الزنبرك، واتجاه التركيب، والسلوك الفعلي خلال الاختبار، قبل قبول الشحنة.
يتم تناول كيفية تحديد مقدار عزم الدوران، ومقدار الهامش الذي يجب تركه، وكيفية تحديد موضع الفشل في عمليتك في دليل اختيار مشغلات الصمامات.
صمام الملف اللولبي هو الذي يحدد كيفية توزيع الهواء
الصمام اللولبي هو البوابة الكهربائية للوحدة. فعندما يقوم نظام التحكم بتزويد الملف بالطاقة أو قطعها، يقوم الصمام اللولبي بتغيير مسارات الهواء المفتوحة، ويتحرك المشغل وفقًا لذلك. وأي صمام لولبي لا يتوافق مع المشغل، أو مع مصدر الطاقة الكهربائية للمنشأة، يؤدي إلى توقف الوحدة بأكملها عن العمل.
يرجى التأكد من النقاط التالية قبل تقديم الطلب:
- سواء كان المشغل مزدوج المفعول أو ذو عودة زنبركية، لأن كلا النوعين يتطلبان وظائف مختلفة للملف اللولبي.
- مسار الهواء في كل من حالة التشغيل وحالة إيقاف التشغيل، وبالتالي فإن الصمام يعمل وفقًا لما تتطلبه العملية في كل حالة.
- جهد الملف. تختلف قيم الجهد من مصنع لآخر ومن نظام تحكم لآخر، لذا لا يوجد قيمة افتراضية آمنة. يرجى تحديدها في طلب عرض الأسعار.
- ما إذا كان التجاوز اليدوي مطلوبًا لأغراض التشغيل الأولي والصيانة.
- طريقة التوصيل ونوع الموصل المتوقعان في نقطة التركيب.
- أي متطلبات تتعلق بالبيئة أو المناطق الخطرة. تنطبق شهادات التصنيف على كل مكون على حدة، لذا يجب فحص الملف اللولبي وأي مفاتيح، كل عنصر على حدة، للتأكد من مطابقتها لتصنيف منطقة التركيب. وتُعتبر الأنظمة الدولية مثل IECEx, ، فإن نظام IEC الخاص باعتماد المعدات المستخدمة في الأجواء القابلة للانفجار، يمنح الاعتماد للأجهزة الفردية، وليس للوحدة المجمعة.
تسهّل واجهة التثبيت من طراز NAMUR عملية التركيب على العديد من المشغلات، لكنها لا تضمن ملاءمة أي ملف لولبي لأي مشغل. ولا يزال من الضروري التحقق من التوافق المحدد.
جودة الهواء وسعة التهوية
لا يمكن أن تتجاوز موثوقية المشغل موثوقية الهواء الذي يغذيه. فالضغط الذي يهم هو الضغط المتوفر عند المشغل أثناء حركة الشوط، وليس القيمة المذكورة على اللوحة التعريفية للضاغط الموجود على الجانب الآخر من المحطة.
تأكيد الذكاء
من النقاط المرجعية الشائعة عند تحديد درجة نقاء الهواء ما يلي: ISO 8573-1, ، وهو المعيار الدولي الذي يحدد فئات نقاء الهواء المضغوط. وتحدد الشركة المصنعة الفئة التي يحتاجها مشغل معين فعليًّا، لذا يجب الإشارة إلى المعيار جنبًا إلى جنب مع وثائق الشركة المصنعة، لا أن يُذكر المعيار بمفرده.
التغذية الراجعة للموضع تختلف عن تأكيد الإغلاق
عادةً ما يقوم صندوق مفتاح الحد بالإبلاغ عن موضع عمود المشغل، وعادةً ما يكون ذلك عند طرفي مسار الحركة، أي عند الفتح والإغلاق. وتُعد هذه المعلومات مفيدة لغرفة التحكم، لكنها مجرد معلومات ردود فعل عن الموضع، ولا أكثر.
إن وجود إشارة «مغلق» صادرة عن صندوق مفتاح الحد لا يثبت أن:
- المقعد محكم الإغلاق دون حدوث تسرب داخلي،,
- جسم الصمام خالٍ من أي تسرب خارجي،,
- توقف التدفق في الخط فعليًّا، أو
- لم ينفك التوصيل الميكانيكي بين المشغل والصمام.
إذا كانت العملية تتطلب تأكيدًا للتدفق أو الإحكام، فيجب أن يأتي هذا التأكيد من وسيلة قياس أو طريقة اختبار مناسبة للعملية، وليس من صندوق التبديل وحده.
السرعة، والضربة المائية، ومخاطر العمليات
لا تُعد سرعة حركة الصمام الهوائي خاصية ثابتة للصمام. بل هي نتيجة مجتمعة لحجم المشغل، وضغط الهواء وتدفقه المتاحين، والأنابيب، وسعة الملف اللولبي، وأي أجهزة تحكم في السرعة مُركبة، والحمل الذي يشكله الصمام نفسه.
غالبًا ما يُذكر السرعة في التشغيل كميزة من مزايا التشغيل الهوائي، لكنها ليست ميزة دائمة. ففي خطوط السوائل، قد يؤدي الإغلاق السريع جدًّا إلى زيادة خطر حدوث «ضربة مائية»، وهي الارتفاع المفاجئ في الضغط الذي يتبع التوقف المفاجئ لتدفق السائل. ويرد وصف أكثر تفصيلًا لهذا التأثير في المقالة حول الضربة المائية في أنظمة الأنابيب بالمباني. عندما يتعين تعديل سرعة الدورة، يجب أن يستند التعديل إلى تحليل النظام وإلى مواصفات المكونات الفعلية. ولا معنى لذكر وقت إغلاق عام بالثواني، ولذلك لم يتم ذكره هنا.
أجهزة التحكم وتكامل أنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)
تخضع الحزمة في النهاية لنظام تحكم، والواجهة بينهما هي مصدر العديد من المفاجآت التي تحدث أثناء مرحلة التشغيل. يرجى التأكد من كل بند من البنود التالية مع المسؤولين عن أنظمة التحكم:
- إشارة التحكم التي ستقوم بتشغيل الصمام.
- جهد الملف اللولبي، المطابق للجهد الذي تزوده لوحة التحكم فعليًّا.
- تغذية مرتدة للموضع: مفاتيح ذات تلامس جاف أو أي نوع آخر، حسب متطلبات نظام التحكم.
- كيف سيتم عرض واستخدام مؤشرات «مفتوح» و«مغلق».
- سلوك نظام الإنذار عندما لا يصل الصمام إلى الموضع المطلوب.
- ما إذا كان من الضروري إجراء تدخل يدوي محلي.
- ما يجب أن تفعله الحزمة عند انقطاع التيار الكهربائي.
- ما الذي يجب أن تفعله الحزمة عند حدوث تسرب للهواء.
لا ينبغي الافتراض أن أي مجموعة مكونة من الصمام والمشغل والملف اللولبي ووحدة التحكم ستعمل معًا بشكل تلقائي فور تركيبها. يجب تحديد مواصفات مجموعة الصمامات وجانب التحكم بما يتوافق مع بعضهما البعض، كتابةً، قبل تقديم الطلب.
فحوصات التشغيل التجريبي قبل بدء تشغيل الخط
عند الانتهاء من تركيب الوحدة، قم بإجراء فحص وظيفي سريع قبل أن يبدأ الخط في نقل السائل الصناعي. وفيما يلي بعض النقاط التي واجه المشترون مشاكل بشأنها:
- يتطابق اتجاه دوران الصمام والمشغل.
- إن أوامر فتح وإغلاق المواقع الصادرة من غرفة التحكم صحيحة.
- اتجاه فشل عودة الزنبرك هو الاتجاه الذي تتطلبه العملية.
- تؤدي حالة انقطاع التيار عن الملف اللولبي إلى تحقيق الحالة المقصودة للصمام.
- تتطابق إشارات مفتاح الحد مع المواضع الفعلية للصمامات.
- تم اختبار سلوك النظام في حالات انقطاع الهواء وانقطاع التيار الكهربائي، ولم يتم الافتراض فقط.
- لا تؤدي سرعة الضربة إلى حدوث استجابة غير مقبولة في النظام.
- يظل حامل التثبيت ووصلة العمود متوازيين بعد التشغيل.
- يتم إجراء فحص التسرب الخارجي وفقًا للإجراءات المتبعة في الموقع.
قم بإجراء هذه الفحوصات وفقًا للإجراءات المعمول بها في موقعك. لا تقم أبدًا بفتح أو تعديل أي وحدة مضغوطة.
قائمة مراجعة طلب عرض الأسعار لحزمة صمامات كروية تعمل بالهواء المضغوط
إن طلب عرض الأسعار الذي يتضمن النقاط التالية يتيح للمورد اقتراح حزمة متكاملة بدلاً من الصمام وحده. انسخ هذه القائمة في استفسارك:
- السائل والتركيز
- ضغط التشغيل ودرجة الحرارة
- حجم الصمام ووصلة الطرف
- المواد المطلوبة لجسم الصمام ومقعد الصمام
- تردد التشغيل
- إمدادات الهواء المتاحة
- التشغيل المزدوج، أو وضع «الانفتاح التلقائي عند الفشل» / «الإغلاق التلقائي عند الفشل» المطلوب
- جهد الملف اللولبي
- متطلبات التحكم والتغذية الراجعة
- البيئة المحيطة
- متطلبات الاعتماد الخاصة بالمناطق الخطرة أو المشاريع
- الملحقات المطلوبة
- رسم تخطيطي للأنابيب والمعدات (P&ID) أو تسلسل تشغيل بسيط، إن وُجد
الأسئلة الشائعة
ما هي الأجزاء اللازمة لتكوين مجموعة صمام كروي هوائي كاملة؟
على الأقل: الصمام الكروي، ومشغل هوائي، وصمام ملف لولبي لتبديل الهواء، ونظام تجهيز الهواء والأنابيب، وحامل تثبيت مزود بوصلة ساق الصمام، ونظام رصد الموضع إذا كان نظام التحكم يحتاج إلى معرفة حالة الصمام. ومن الأمور التي لا تقل أهميةً عن ذلك اتخاذ قرار لا يتعلق بأي من هذه الأجزاء على الإطلاق: وهو ما يجب أن يفعله الصمام في حالة انقطاع الهواء أو الطاقة الكهربائية. تأكد من كل هذه الأمور قبل الطلب.
هل يحافظ المشغل مزدوج المفعول على موضعه عند انقطاع الهواء؟
لا، لا يمكن افتراض ذلك. لا يحتوي المشغل مزدوج المفعول على زنبرك، لذا عند انقطاع الهواء لا يدفع الصمام إلى أي موضع محدد مسبقًا. ويعتمد الموضع الذي يستقر فيه الصمام على الهواء المحبوس، والاحتكاك، والحمل الناتج عن العملية. إذا كانت العملية تتطلب موضعًا محددًا عند انقطاع الهواء، فيجب تحديد مشغل ذي عودة زنبركية أو حل هندسي آخر، واختبار السلوك أثناء التشغيل التجريبي.
هل يكون الزنبرك الارتدادي دائمًا من النوع الذي يغلق عند الفشل؟
لا. يقوم مشغل الرجوع الزنبركي بتحريك الصمام في اتجاه واحد عند انقطاع الهواء، لكن ما إذا كان هذا الاتجاه هو الفتح أم الإغلاق يعتمد على طريقة تجميع وتركيب المشغل والصمام. توجد مجموعات الرجوع الزنبركي التي تعمل بنظام «الفتح التلقائي عند الفشل»، وهي في بعض الأحيان تمثل بالضبط ما تحتاجه العملية. تأكد دائمًا من اتجاه الدوران، وعمل الزنبرك، واتجاه التركيب، ثم تحقق من اتجاه الفتح التلقائي الفعلي عن طريق الاختبار.
هل يُثبت مفتاح الحد أن الصمام مانع للتسرب؟
لا. عادةً ما يُبلغ صندوق مفتاح الحد عن موضع عمود المشغل، وعادةً ما يكون ذلك عند طرفي مسار الحركة، أي عند الفتح والإغلاق. وهي لا تؤكد أن المقعد محكم الإغلاق دون تسرب داخلي، أو أن الجسم خالٍ من التسرب الخارجي، أو أن التدفق قد توقف فعليًا. كما أنها لا تستطيع الكشف عن وجود ارتخاء في وصلة العمود. إذا كانت العملية تتطلب إثبات الإغلاق، فاستخدم طريقة قياس أو اختبار مناسبة للعملية.
هل يمكن استخدام صمام كروي هوائي للتحكم الدقيق في التدفق؟
لا تُعد مجموعة الصمام الكروي الهوائي القياسي من النوع «تشغيل/إيقاف» جهازًا دقيقًا للتحكم في التدفق. فقد صُممت هذه المجموعة للتحرك بين وضعي الفتح الكامل والإغلاق الكامل عند تلقي الأمر. ويتطلب الحفاظ على وضع وسيط بدقة ترتيبًا مختلفًا، مثل مجموعة التحكم المزودة بجهاز تحديد الموضع، وتقييمًا مختلفًا للصمام والمشغل. إذا كانت عمليتك تتطلب تعديلًا، فصف هذا المطلب في الاستفسار بدلاً من طلب مجموعة تشغيل/إيقاف.
ما هي المعلومات التي يجب أن أرسلها للحصول على عرض أسعار؟
يرجى الإشارة إلى نوع السائل وتركيزه، وضغط التشغيل ودرجة الحرارة، وحجم الصمام ووصلة الطرف، ومواد الجسم والمقعد المطلوبة، وتردد التشغيل، وإمدادات الهواء المتاحة لديك، والإجراء المطلوب في حالة فقدان الهواء، والجهد الكهربائي للملف اللولبي، ومتطلبات التحكم والتغذية الراجعة، والبيئة المحيطة، وأي متطلبات تتعلق بالمناطق الخطرة أو شهادات المشروع، والملحقات المطلوبة، ومخطط P&ID أو تسلسل تشغيل بسيط إن كان متاحًا. وباستخدام هذه القائمة، يمكن للمورد اقتراح حزمة كاملة متوافقة بدلاً من الصمام وحده.
هل أنت مستعد لتحديد باقة؟ اجمع العناصر الواردة في قائمة مراجعة طلب عرض الأسعار أعلاه وأرسلها عبر صفحة الاتصال بـ Yzng Trong. سنقوم بالتحقق مما إذا كان من الممكن دمج الصمام، والمشغل، والصمام الكهرومغناطيسي، وأجهزة التغذية الراجعة، ومتطلبات التحكم في حزمة واحدة تتناسب مع خط الإنتاج الخاص بكم، وسنبلغكم بوضوح في حال عدم ملاءمة أي عنصر من هذه العناصر.