ما هو صمام هيدروليكي?

تتمثل وظيفة صمامات التحكم الهيدروليكية (وتسمى أيضًا الصمامات الهيدروليكية) في الأنظمة الهيدروليكية في تمكين المشغلات الهيدروليكية، مثل الأسطوانات والمحركات، من تحقيق الحركة المطلوبة للسرعة والاتجاه وعزم الدوران. كيف يتم ذلك؟ يتحقق ذلك من خلال التحكم في سرعة وضغط واتجاه تدفق السائل الهيدروليكي في أنابيب نظام التحكم. حسنًا، يمكننا القول إن الصمامات الهيدروليكية هي مكونات من أكثر الفئات وظيفية، ولها نطاق تطبيقات واسع، وهي أكثر المكونات فعالية في الأنظمة الهيدروليكية. يعتمد التصميم المتطور والتشغيل الوظيفي للأنظمة الهيدروليكية بشكل كبير على جودة الصمام الهيدروليكي وتوافق وظائفه. إذن كم عدد أنواع الصمامات الهيدروليكية؟

أنواع الصمامات الهيدروليكية 

التصنيف الرئيسي:

تتضمن الصمامات الهيدروليكية بشكل أساسي صمامات التحكم الاتجاهية وصمامات التحكم في الضغط وصمامات التحكم في التدفق.

1. صمامات التحكم الاتجاهية:

تشمل هذه الصمامات صمامات الفحص والصمامات الاتجاهية. تسمح صمامات الفحص بتدفق السوائل في اتجاه واحد، بينما تتحكم الصمامات الاتجاهية، مثل صمام الملف اللولبي، بفتح وإغلاق دائرة الزيت واتجاه تدفق الزيت عن طريق تغيير الموضع النسبي بين البكرة وجسم الصمام.

2. صمامات التحكم في الضغط: 

تُستخدم لتنظيم الضغط، وتشمل صمامات تخفيف الضغط، وصمامات التسلسل، وصمامات تخفيض الضغط، وما إلى ذلك. تُستخدم صمامات تخفيف الضغط للتحكم في النظام الهيدروليكي للحفاظ على حالة ثابتة عند الوصول إلى الضغط المحدد، بينما تُستخدم صمامات التسلسل للتحكم في تسلسل الضغوط في النظام الهيدروليكي.

3. صمامات التحكم في التدفق: 

يتم استخدامها للتحكم في التدفق، بما في ذلك صمامات الخانق، وصمامات تخفيض السرعة، وصمامات تنظيم السرعة، وصمامات التحويل، وما إلى ذلك. 

بعض الطرق الأخرى لتصنيف الصمامات الهيدروليكية

من خلال طرق تركيب الصمام، هناك صمام تركيب الأنابيب، والصمام المقطعي، وصمام اللوحة الفرعية، وصمام الساندويتش، وصمام توصيل الخيوط (الخرطوشة).

من خلال نوع إشارة التحكم، يمكن تقسيمها إلى التحكم اليدوي والتحكم الكهربائي والتحكم السائل (الطيار).

من حيث مبدأ التشغيل، يتم تقسيمها إلى صمامات التبديل، وصمامات المؤازرة، والصمامات التناسبية، والصمامات المنطقية.

من حيث الهيكل، يمكن تقسيمها إلى صمام بكرة، صمام دوار، صمام مقعد (كرة وقفاز)، صمام أنبوب نفاث، إلخ.

بعد ذلك سنتطرق إلى مزيد من التفاصيل حول صمام تركيب الأنابيب، وصمام اللوحة الفرعية للصمام المقطعي، وصمام الساندويتش، وصمام توصيل الخيوط (الخرطوشة).

صمام تركيب الأنابيب

ميزة:

صمامات الأنابيب هي الصمامات المستقلة والكاملة الوحيدة بين أنواع مختلفة من وصلات التركيب، والتي يتم توصيلها بتركيبات الأنابيب والأنابيب وهي جاهزة للاستخدام دون الحاجة إلى أي تركيبات أخرى.

العيوب:

مع التعقيد المتزايد للنظام الهيدروليكي، أصبحت نقاط ضعف هذا النوع من التركيبات أكثر وضوحًا:

1. مكونات متناثرة الترتيب، مساحة كبيرة. 
2. احتمالية تسرب الأجزاء.
3. التركيب والتفكيك غير مريح.

صمام مقطعي

يمكن لوحدة تحكم واحدة التحكم في مجموعة من المحركات - الأسطوانات الهيدروليكية أو المحركات. من خلال جعل مدخل P ومخرج T لكل قطعة في نفس الموضع، يمكن تجميعها معًا ومشاركة P و T.

ميزة:

1. مرن، يمكن إضافته حسب الرغبة إلى قطعة صمام التحكم للتحكم في المحرك، 
2. هيكل مدمج.

العيوب:

1. هناك احتمالية حدوث تسرب بين القطع.
2. نظرًا لأن الأنابيب مثبتة على جسم الصمام، لذلك إذا كنت بحاجة إلى استبدال قطعة من قطعة الصمام، فستحتاج إلى تفكيك مجموعة الصمام والأنابيب بالكامل، وهو أمر أكثر إزعاجًا.

صمام اللوحة الفرعية

لا يتم تصنيع منفذ الزيت لتوصيل خط الأنابيب مباشرة على الصمام، ولكن على لوحة القاعدة، ويتم تثبيت الصمام على لوحة القاعدة بواسطة البراغي، لذلك ليس من الضروري تفكيك خط الأنابيب عند استبدال الصمام، وهو أكثر ملاءمة بكثير من نوع الأنبوب ونوع القطعة، ويمكنه تقصير وقت الصيانة والتكلفة بشكل كبير.

إن عملية توحيد معايير توصيلات اللوحات سلسة نسبيًا، على سبيل المثال، تم قبول ISO 4401 على نطاق واسع.

ميزة:

1. يتم تقليل مخاطر التسرب الخارجي المحتملة.
2. يتم تقليل المساحة والوزن الذي يشغله النظام، كما يقل فقدان الضغط في الأنبوب، ويتم تقليل توليد الحرارة
3. يتم زيادة مقاومة الاهتزاز للنظام، وبالتالي زيادة موثوقية النظام.
4. تم تقليل أوقات الاستجابة بشكل كبير في النظام.

العيوب:

1. يزداد طول الكتلة المتكاملة، ويزداد الوزن بشكل مضاعف.
2. كلما كانت الكتلة المتكاملة أكبر، كلما كانت فتحات التوصيل الداخلية أطول، مما يجعل عملية التصنيع أكثر صعوبة بشكل كبير.

صمام الساندويتش

هو عبارة عن امتداد وتوسعة وتكامل صمام اللوحة الفرعية إلى جانب الارتفاع.

ميزة:

1. بشكل عام، يمكن لمجموعة من المحركات التحكم في تحقيق وظائف معقدة، وهي مرنة للغاية وسهلة الاستبدال.
2. حجم أقل إلى حد ما وصعوبة في تشغيل الثقوب.

العيوب:

1. زيادة خطر التسرب.

صمام خرطوشة

هناك أربعة أنواع من صمامات الخرطوشة المستخدمة بشكل شائع في السوق.

الانزلاق في

صمامات الخرطوشة من النوع الانزلاقي، والتي تسمى أيضًا صمامات الغطاء، هي خيار لا يُضاهى لمعدلات التدفق الكبيرة (>1000 لتر/دقيقة) نظرًا لوظيفتها الفردية وبنيتها البسيطة نسبيًا، مما يجعلها سهلة التصنيع بحجم أكبر.

دخول مفاجئ

يُثبَّت الصمام المُنسدل على كتلة الصمام بواسطة برغيين جانبيين، وهو بسيط البنية ومنخفض التكلفة. ومع ذلك، نظرًا لأن قوة شد البرغي الصغير أقل بكثير من قوة شد الخيط الكبير لصمام الخرطوشة الملولب، فإنه يتحمل الضغط المنخفض فقط، كما أن عملية التحميل والتفريغ أكثر صعوبة، ويشغل مساحة أكبر، وهي ليست مدمجة.

برغي في 

صمامات الخرطوشة الملولبة تستخدم خيوطًا تُثبّت في كتلة مدمجة أو في فتحات التركيب في كتلة الصمام. يمكنها أداء وظيفة هيدروليكية واحدة أو أكثر بشكل مستقل، مثل صمامات تخفيف الضغط، وصمامات الاتجاه التي تعمل بالملف اللولبي، وصمامات التدفق، وصمامات الموازنة، وغيرها. يمكن استبدال صمامات الخرطوشة الملولبة بسهولة دون الحاجة إلى إزالة تجهيزات الأنابيب.

مجموعة صمام خرطوشة ملولبة مقطوعة

نوع الإدراج

يُطلق على نوع الإدخال أيضًا اسم "أجزاء داخل الهيكل". يُدخل الصمام بالكامل داخل كتلة الصمام، دون أن يظهر على سطحها الخارجي، ويستخدم خيوطه الخاصة أو عناصر أخرى، مثل وصلات الأنابيب وحلقات التثبيت، لتحديد موقع الصمام. لا يُستخدم هذا النوع بكثرة، ويُستخدم بشكل رئيسي في صمامات الفحص والصمامات المقاومة للانفجار.

إن التصنيف هو مجرد ترتيب للوضع الراهن، حتى يكون من السهل تعلمه، ولكنه ليس نهاية التعلم بأي حال من الأحوال، ففي الواقع، في الوقت الحاضر، العديد من الأنظمة هي في الغالب مزيج من أنواع متعددة من الصمامات.

الوضع الحالي والاتجاهات

وفقًا لأبحاث السوق الحديثة، يُقدَّر الاستخدام العالمي للصمامات الهيدروليكية على النحو التالي تقريبًا: أصبح استخدام الكتل المتكاملة مع صمامات الخرطوشة الخيار المُفضَّل. تُشكِّل صمامات الخرطوشة الملولبة وكتلها المتكاملة أكثر من 251 طنًا و3 أطنان من مبيعات الصمامات الهيدروليكية العالمية.

في أنظمة الهيدروليك المتنقلة، ولأسباب تقليدية، لا تزال صمامات التحكم الاتجاهية ذات التصميمات المقطعية شائعة الاستخدام. وتشمل هذه الصمامات التحكم اليدوي والهيدروليكي والكهربائي. وحتى عند اعتماد أنظمة التحكم الكهربائية، غالبًا ما يُحتفظ بالمقابض اليدوية كإجراء طوارئ في حالة الأعطال.

تستخدم عناصر التحكم الأخرى كتلًا مدمجة مع صمامات خرطوشة ملولبة. كما يتناقص استخدام مكونات قلب الأنبوب المطروق ذات الوظيفة الواحدة. حتى في حال وجود حاجة لتوصيلات الأنابيب لأسباب مختلفة، غالبًا ما تُستخدم مجموعات صمامات الخرطوشة الملولبة لتشكيل كتل صمامات مع وصلات الأنابيب.

مراجع

[1] هاي بينج تشانج، "صمامات الخرطوشة الهيدروليكية الملولبة"، مطبعة الآلات الصينية، 2011.

[2] جون جيه. بيبنغر، "تكنولوجيا صمام الخرطوشة الهيدروليكية"، شركة أمالجام للنشر، جينكس، أوكلاهوما، الولايات المتحدة الأمريكية

[3] ISO 7789:1998، "قوة السوائل الهيدروليكية - صمامات خرطوشة لولبية ذات منفذين وثلاثة وأربعة منافذ - تجاويف"

[4] ISO 7789:2007، "قوة السوائل الهيدروليكية - صمامات خرطوشة لولبية ذات منفذين وثلاثة وأربعة منافذ - تجاويف"