مبدأ الختم والخصائص الهيكلية لصمام الكرة العائمة

1. مبدأ الختم في تايكيصمام الكرة العائمة

صمام تايكي العائم ذو الفتح والإغلاق عبارة عن كرة ذات ثقب مرور يتناسب مع قطر الأنبوب في المنتصف. يُوضع غطاء مانع للتسرب مصنوع من مادة PTFE على طرفي المدخل والمخرج، وهما داخل صمام معدني. في جسم الصمام، عندما يتداخل الثقب المروري في الكرة مع قناة خط الأنابيب، يكون الصمام مفتوحًا؛ وعندما يكون الثقب المروري في الكرة عموديًا على قناة خط الأنابيب، يكون الصمام مغلقًا. يدور الصمام من وضع الفتح إلى الإغلاق، أو من وضع الإغلاق إلى الفتح، بزاوية 90 درجة.

عندما يكون صمام الكرة في حالة مغلقة، يعمل الضغط المتوسط عند نهاية المدخل على الكرة، مما يولد قوة لدفع الكرة، بحيث تضغط الكرة بإحكام على مقعد الختم عند نهاية المخرج، ويتم توليد إجهاد تلامس على السطح المخروطي لمقعد الختم لتشكيل منطقة تلامس. تسمى القوة لكل وحدة مساحة من منطقة التلامس الضغط النوعي العامل q لختم الصمام. عندما يكون هذا الضغط النوعي أكبر من الضغط النوعي اللازم للختم، يحصل الصمام على ختم فعال. هذا النوع من طريقة الختم التي لا تعتمد على القوة الخارجية، يتم ختمها بواسطة الضغط المتوسط، وتسمى الختم الذاتي المتوسط.

تجدر الإشارة إلى أن الصمامات التقليدية مثلصمامات الكرة, صمامات البوابة، خط الوسطصمامات الفراشةتعتمد صمامات السدادة على قوة خارجية تؤثر على قاعدة الصمام للحصول على إحكام غلق موثوق. يُسمى هذا الإحكام الناتج عن قوة خارجية "إحكام غلق قسري". قوة الإحكام القسرية المطبقة خارجيًا عشوائية وغير مؤكدة، مما لا يُسهّل استخدام الصمام على المدى الطويل. يعتمد مبدأ إحكام صمام تايكي الكروي على القوة المؤثرة على قاعدة الإحكام، والتي ينتجها ضغط الوسط. هذه القوة مستقرة، ويمكن التحكم فيها، وتحديدها من خلال التصميم.

2. خصائص هيكل صمام الكرة العائمة تايكي

(1) لضمان أن الكرة يمكن أن تنتج قوة الوسيط عندما تكون الكرة في الحالة المغلقة، يجب أن تكون الكرة قريبة من مقعد الختم عند تجميع الصمام مسبقًا، ويلزم التداخل لإنتاج ضغط نسبة الشد المسبق، وهذا الضغط نسبة الشد المسبق إنه 0.1 مرة ضغط العمل ولا يقل عن 2 ميجا باسكال. يتم ضمان الحصول على نسبة التحميل المسبق هذه تمامًا من خلال الأبعاد الهندسية للتصميم. إذا كان الارتفاع الحر بعد الجمع بين الكرة ومقاعد الختم عند المدخل والمخرج هو A؛ بعد الجمع بين أجسام الصمام اليسرى واليمنى، يحتوي التجويف الداخلي على الكرة وعرض مقعد الختم هو B، فسيتم إنشاء ضغط التحميل المسبق اللازم بعد التجميع. إذا كان الربح هو C، فيجب أن يرضي: AB = C. يجب ضمان قيمة C هذه من خلال الأبعاد الهندسية للأجزاء التي تمت معالجتها. يمكن افتراض أن هذا التداخل C يصعب تحديده وضمانه. يحدد حجم قيمة التداخل بشكل مباشر أداء الختم وعزم التشغيل للصمام.

(2) تجدر الإشارة بشكل خاص إلى أن صمام الكرة العائمة المنزلي المبكر كان من الصعب التحكم فيه بسبب قيمة التداخل أثناء التجميع، وكان يتم ضبطه غالبًا باستخدام حشوات. حتى أن العديد من المصنّعين أشاروا إلى هذه الحشية باسم حشية الضبط في الدليل. نتيجةً لذلك، توجد فجوة معينة بين مستويات توصيل جسمي الصمام الرئيسي والمساعد أثناء التجميع. سيؤدي وجود هذه الفجوة إلى ارتخاء البراغي بسبب تقلبات ضغط الوسط وتقلبات درجة الحرارة أثناء الاستخدام، بالإضافة إلى حمل خط الأنابيب الخارجي، مما يؤدي إلى تسرب الصمام من الخارج.

(3) عندما يكون الصمام في حالة مغلقة، تؤثر القوة المتوسطة عند نهاية المدخل على الكرة، مما يتسبب في إزاحة طفيفة للمركز الهندسي للكرة، والذي سيكون على اتصال وثيق بمقعد الصمام عند نهاية المخرج ويزيد من إجهاد التلامس على شريط الختم، وبالتالي الحصول على الموثوقية. الختم؛ وسيتم تقليل قوة الشد المسبق لمقعد الصمام عند نهاية المدخل عند الاتصال بالكرة، مما سيؤثر على أداء الختم لمقعد ختم المدخل. هذا النوع من هيكل صمام الكرة هو صمام كروي ذو إزاحة طفيفة في المركز الهندسي للكرة في ظل ظروف العمل، والذي يسمى صمام الكرة العائمة. يتم إغلاق صمام الكرة العائمة بمقعد مانع للتسرب عند نهاية المخرج، ومن غير المؤكد ما إذا كان مقعد الصمام عند نهاية المدخل له وظيفة مانعة للتسرب.

(4) هيكل صمام الكرة العائمة Taike ثنائي الاتجاه، أي أنه يمكن إغلاق اتجاهين لتدفق الوسائط.

(5) قاعدة الختم التي تتصل بها الكرات مصنوعة من مادة بوليمرية. عند دوران الكرات، قد تتولد كهرباء ساكنة. في حال عدم وجود تصميم هيكلي خاص مضاد للكهرباء الساكنة، فقد تتراكم الكهرباء الساكنة على الكرات.

(6) في الصمامات ذات قاعدتي إحكام، قد تتراكم المواد في تجويف الصمام. قد تتراكم بعض المواد بشكل غير طبيعي نتيجةً لتغيرات درجة الحرارة المحيطة وظروف التشغيل، مما يُسبب تلف حدود ضغط الصمام. يُرجى الانتباه.