يكمن الفرق الرئيسي بين الصمامات البوابية والصمامات الكروية في غرضها وخصائص تصميم هيكلها الداخلي. صمام البوابة مصمم لفتح أو إغلاق تدفق السائل أو الغاز بالكامل. وبفضل آلية الانزلاق في الداخل، يتم تحرير السائل أو إغلاقه بالكامل. وبفضل هذا التصميم، تكون صمامات البوابة مناسبة بشكل عام لعمليات التشغيل والإيقاف وتعمل بفقدان ضغط منخفض. وهي لا تخلق أي مقاومة تقريبًا في خط التدفق، مما يوفر ميزة كبيرة من حيث كفاءة الطاقة.
يستخدم الصمام الكروي بشكل أساسي للتحكم في التدفق. يقوم نظام القرص والمقعد في هيكله الداخلي بتقييد المرور, يقوم نظام القرص والمقعد في هيكله الداخلي بتقييد الممرعن طريق تغيير اتجاه التدفق، مما يسمح بالتحكم الدقيق في التدفق. ومع ذلك، فإن هذا الهيكل يخلق مقاومة أكبر للتدفق، وبالتالي يكون فقدان الضغط أعلى من صمام البوابة. لهذا السبب، يفضل استخدام الصمامات الكروية في أنظمة المختبرات, ودوائر التسخين والتبريد وخطوط المعالجة حيث يكون التحكم في التدفق مهمًا, بينما تُستخدم صمامات البوابة بشكل رئيسي في تطبيقات التشغيل والإيقاف مثل البنية التحتية والطاقة وأنظمة الحرائق.
آلية الانزلاق والقرص
الفرق الأكثر وضوحًا بين صمام البوابة والصمام الكروي هو الآلية الموجودة في هيكلها الداخلي. تحتوي صمامات البوابة على صمام بوابة يقطع خط الأنابيب بشكل عمودي. يتحرك صمام البوابة هذا لأعلى ولأسفل لتحرير التدفق بالكامل أو إيقافه بالكامل. عندما يكون الصمام مفتوحاً بالكامل، فإن الزعنفة, يكون خارج تدفق المائع تمامًا ويوفر خطًا مستقيمًا للمرور. وبفضل هذا التصميم، توجد مقاومة ضئيلة للتدفق في صمامات البوابة ويظل فقدان الضغط في النظام منخفضًا جدًا . يقلل هذا التصميم من مقاومة التدفق ويحافظ على خسائر الضغط في النظام منخفضة للغاية. آليةانزلاق، عمر خدمة طويل بسبب التصميم البسيط والموثوق ويوفر تكلفة صيانة منخفضة.
الصمامات الكروية لها هيكل داخلي أكثر تعقيدًا. وتحتوي هذه الصمامات على قرص يمر من خلاله السائل ومقعد يقع فيه القرص. يبدأالتدفق عندما يرتفع القرص لأعلى ويتوقف عندما ينخفض. ومع ذلك، عندما يتغير اتجاه التدفق، تحدث مقاومة طبيعية داخل جسم الصمام. وعلى الرغم من أن هذا التصميم يوفر تحكماً دقيقاً في التدفق، إلا أنه يؤدي إلى خسائر عالية في الضغط. وبعبارة أخرى، على الرغم من أن الصمام الكروي يوفر إمكانية التحكم في التدفق، إلا أنه يمكن أن يؤدي إلى استهلاك أكبر للطاقة.
تشغيل/إيقاف أو تحكم نسبي؟
صماماتالبوابة, تشغيل وإيقاف (تشغيلإيقاف التشغيل ) وبالتالي فهي مخصصة فقط للتشغيل الكامل أو يوصى بتشغيله في وضع الإغلاق الكامل. عندما يتم فتح الصمام بالكامل بفضل آلية الانزلاق, يمرالسائل في خط مستقيم دون أي عائق. هذه الميزة, تقلل من فقدان الضغط وهي مناسبة بشكل خاص للحجم الكبير توفر ميزة في الأنظمة التي تتطلب مرور سريع للسوائل. ومع ذلك، عند استخدام صمامات البوابة في وضع نصف مفتوح, يمكن أن يتسبب الاضطراب عند حواف الشريحة في التآكل والتسرب. ولذلك، فإنها لا تقدم حلاً مثالياً في الأنظمة التي تتطلب التحكم في التدفق.
تم تطوير الصمامات الكروية للتحكم النسبي. قرص في الهيكل الداخلي, من خلال التحرك على مقعد الصمام، يضبط تدريجياً منطقة مرور السائل. يتيحذلك التحكم الدقيق في التدفق. معدل التدفق داخل النظام, يفضل استخدام الصمامات الكروية عندما يكون من الضروري التحكم في الضغط أو اتجاه التدفق. خاصة خطوط التحكم في العمليات, لا غنى عن الصمامات الكروية في الخطوط المنظمة باستمرار مثل أنظمة التدفئة والتبريد. ومع ذلك، فإن ميزة التحكم الدقيق هذه, تأتي مع عيب فقدان الضغط العالي.
ما هو الصمام الذي يجب تفضيل مكان الصمام؟
تُستخدم صمامات البوابة في الغالب في الأنظمة التي تحتاج فقط إلى فتح السائل أو إغلاقه بالكامل. وهي مفضلة في التطبيقات ذات التدفق العالي ومتطلبات التحكم المنخفضة مثل أنظمة إمدادات المياه، والبنى التحتية للصرف الصحي، وخطوط إطفاء الحرائق، وأنابيب نقل النفط والغاز الطبيعي ومحطات توليد الطاقة. في هذه المجالات، يوفر فقدان الضغط المنخفض لصمام البوابة وتوافقه مع الأنابيب ذات القطر الكبير وهيكله طويل العمر مزايا كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، فإن حقيقة أنها تتطلب صيانة أقل تجعلها حلاً اقتصاديًا وعمليًا، خاصة في مشاريع البنية التحتية.
ومن ناحية أخرى، تبرز الصمامات الكروية في الخطوط التي يجب التحكم في التدفق فيها بدقة. المصانع الكيميائية وأنظمة المختبرات وأنظمة التدفئة والتبريد المركزية وتطبيقات التحكم في العمليات هي المجالات التي تستخدم فيها الصمامات الكروية بشكل متكرر. في هذه الأنظمة، يجب إجراء تعديل التدفق وتنظيم الضغط بدقة، ويوفر هيكل الفتحة القرصية للصمام الكروي ميزة كبيرة في توفير هذا التحكم. يوفر صمام الكرة الأرضية حلاً أكثر فعالية مقارنةً بصمام البوابة في الخطوط التي تتطلب فتحًا وإغلاقًا متكررًا أو حيثما يتطلب الأمر تعديل التدفق المستمر.
المقارنة من حيث فقدان الضغط واستهلاك الطاقة
صماماتالبوابة, لا يوفر خط المرور السلس في الهيكل الداخلي أي مقاومة تقريبًا للسائل. عندما يكون الصمام في وضع الفتح الكامل, ينتقل السائل في خط مستقيم ويقل فقدان الضغط إلى أدنى حد ممكن. هذه الميزة, خاصة في خطوط الأنابيب ذات التدفق العالي والمسافات الطويلة وهذه ميزة كبيرة من حيث كفاءة الطاقة. بفضل المرور الحر للتدفق، يتم استخدام طاقة المضخة بشكل أقل, مما يقلل من استهلاك الطاقة الكلي للنظام.
من ناحية أخرى، تطبق الصمامات الكروية مقاومة كبيرة على التدفق لأنها تعمل عن طريق تغيير اتجاه التدفق هيكليًا. تتسبب حركة القرص على مقعد الصمام والتدفق عبر قناة ضيقة في انخفاض الضغط. وهذا يتطلب المزيد من الطاقة لتحريك السائل. ومع ذلك، تتيح هذه المقاومة أيضًا التحكم الدقيق في التدفق. وبعبارة أخرى، يوفر صمام الكرة الأرضية القدرة على التحكم حتى لو كان يستهلك المزيد من الطاقة. لهذا السبب، عند تصميم النظام، يجب أن يتم تفضيل الصمام من خلال الإجابة على سؤال ما إذا كانت كفاءة الطاقة أو التحكم الدقيق في التدفق هي الأولوية.
الصيانة والمتانة
تعد الصمامات البوابية من بين أنواع الصمامات التي تدوم طويلاً ومنخفضة الصيانة بفضل هيكلها الداخلي البسيط وقلة الأجزاء المتحركة. تقوم آلية البوابة بحركات فتح وإغلاق فقط، مما يقلل من إمكانية الاحتكاك والتآكل. يمكن أن تعمل صمامات البوابة بسلاسة لسنوات، خاصة في الأنظمة ذات عمليات الفتح والإغلاق القليلة. بالإضافة إلى ذلك، عندما تكون مفضلة في الخطوط ذات القطر الكبير، فهي مقاومة للتشوه حتى تحت الضغط العالي بفضل متانة هيكلها.
من ناحية أخرى، تحتوي الصمامات الكروية على أجزاء متحركة أكثر وبنية داخلية ديناميكية بسبب تعديل التدفق المستمر. وهذا قد يزيد من احتياجات الصيانة مثل التآكل، أو تآكل الحشية أو مشاكل في الختم بمرور الوقت. الصيانة الدورية مهمة للحفاظ على أداء الصمام الكروي، خاصة في الخطوط التي يتم فتحها وإغلاقها بشكل متكرر. ومع ذلك، مع اختيار المواد عالية الجودة والتركيب الصحيح، يمكن أيضًا استخدام الصمامات الكروية بكفاءة لفترة طويلة. ومع ذلك، فيما يتعلق بتخطيط الصيانة، يجب فحص الصمامات الكروية بشكل متكرر وفقًا لتكرار الاستخدام والظروف المحيطة.
صمام البوابة أم صمام الكرة الأرضية؟
يعتمد ما إذا كان ينبغي تفضيل صمام البوابة أو صمام الكرة الأرضية بالكامل على الاحتياجات والاستخدام المقصود للنظام. إذا كان النظام يحتاج فقط إلى فتح التدفق أو إيقافه تمامًا ولا توجد حاجة لضبط معدل التدفق بدقة، فإن صمام البوابة هو الخيار الأنسب. توفر هذه الصمامات مزايا كبيرة من حيث انخفاض فقدان الضغط وكفاءة الطاقة والمتانة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاحتوائها على عدد أقل من الأجزاء المتحركة، فإن الحاجة إلى الصيانة تقل أيضًا. وبفضل هذه الميزات، فهي مثالية بشكل خاص لأنظمة البنية التحتية وشبكات المياه والخطوط الصناعية ذات معدلات التدفق العالية.
من ناحيةأخرى، إذا كان يجب التحكم في كمية التدفق بشكل مستمر, والضبط الدقيق والتبديل المتكرر- إذا كانت هناك حاجة لعمليات الإغلاق، فإن صمام الكرة الأرضية سيكون خيارًا أكثر دقة. صماماتالكرة الأرضية, بفضل قدرات التحكم التناسبي في التسخين-في العديد من التطبيقات الحساسة، من أنظمة التبريد إلى خطوط المعالجة الكيميائية. ولكن هذه المزايا, فقدان ضغط أعلى وأكثر يأتي مع بعض العيوب مثل الحاجة إلى الصيانة. ونتيجة لذلك، تؤخذ المتطلبات الفنية للنظام في الاعتبار عند اختيار الصمام, يجب تقييم أهداف كفاءة الطاقة والاحتياجات التشغيلية ككل.
