معلومات عن محركات الصمامات الكهربائية!

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة yinkuilin6868 في تاريخ 2015-12-21 الساعة 10:14. يُعد الجهاز الكهربائي للصمامات جهازًا أساسيًا لتحقيق التحكم البرمجي والأوتوماتيكي والتحكم عن بُعد في الصمامات، حيث يمكن التحكم في عملية حركتها من خلال مقدار المسافة المقطوعة أو عزم الدوران أو القوة الشعاعية. تعتمد خصائص العمل ومعدل الاستخدام للأجهزة الكهربائية المستخدمة في التحكم في الصمامات على نوع الصمام، ومواصفات عمل الجهاز، بالإضافة إلى موقع الصمام داخل الأنابيب أو الأجهزة. ١. يتكون الجهاز الكهربائي عادةً من الأجزاء التالية:
– المحرك الكهربائي المخصص، والذي يتميز بقدرته العالية على تحمل الأحمال الزائدة، بالإضافة إلى عزم دوران كبير وقيمة لزوج الدوران منخفضة، مما يسمح باستخدامه في العمل لفترات قصيرة أو بشكل متقطع.
– آلية التخفيض، والتي تُستخدم لخفض سرعة دوران المحرك.
– آلية التحكم في المسافة، والتي تُستخدم لضبط والتحكم بدقة في موضع فتح أو إغلاق الصمام.
– آلية تحديد عزم الدوران، والتي تُستخدم لضبط عزم الدوران (أو القوة المؤثرة) بحيث لا يتجاوز القيمة المحددة مسبقًا.
– آلية التبديل بين الوضع اليدوي والكهربائي، والتي تُستخدم للتحكم يدويًا أو كهربائيًا.
– مؤشر الفتح، والذي يُستخدم لعرض موضع الصمام أثناء عملية الفتح أو الإغلاق.

٢. يتم اختيار جهاز التشغيل الكهربائي حسب نوع الصمام:
– جهاز التشغيل الكهربائي ذو الزاوية المحدودة: يُستخدم في الصمامات الشفرية والكروية والصمامات الدوارة، حيث أن زاوية الدوران تكون أقل من 360 درجة. دوران محور الخرج للمشغل الكهربائي أقل من دورة واحدة، أي أقل من 360 درجة، وعادةً ما يكون 90 درجة كافيًا للتحكم في عملية فتح وإغلاق الصمام. ينقسم هذا النوع من المحركات الكهربائية، حسب طريقة وصلة التركيب، إلى نوعين: النوع المتصل مباشرة، والنوع ذو المقبض القاعدي. النوع المباشر: يعني أن محور الخرج للمحرك الكهربائي متصل مباشرة بقضيب الصمام.
النوع ذو المقبض: يعني أن محور الخرج متصل بقضيب الصمام عبر مقبض.
المحرك الكهربائي ذو الدوران المتعدد: المحرك الكهربائي ذو الدوران المتعدد (زاوية الدوران > 360 درجة) – يُستخدم في الصمامات العادمة وصمامات الإغلاق وغيرها. يجب أن يكون دوران محور الخرج للمشغل الكهربائي أكبر من دورة واحدة، أي أكثر من 360 درجة؛ وعادةً ما يتطلب الأمر عدة دورات لتحقيق عملية فتح أو إغلاق الصمام. الحركة الخطية – تُستخدم في صمامات التحكم ذات المقعد الواحد، وصمامات التحكم ذات المقعدين، وغيرها. حركة محور الخرج للمشغل الكهربائي هي حركة خطية، وليست دورانية. يتم تحديد وضع التحكم في المشغل الكهربائي وفقًا لمتطلبات التحكم في عملية الإنتاج. أوضاع التحكم في المشغل الكهربائي تشمل النوع المفتوح (التحكم بدون حلقة تغذية راجعة)، حيث يقوم المشغل الكهربائي من هذا النوع بالتحكم في فتح أو إغلاق الصمام، بحيث يكون الصمام إما في وضع الفتح الكامل أو في وضع الإغلاق الكامل، ولا يحتاج هذا النوع من الصمامات إلى تحكم دقيق في تدفق المادة. من الجدير بالذكر بشكل خاص أن المشغلات الكهربائية ذات النوع المفتوح يمكن تقسيمها، حسب شكل هيكلها، إلى هيكل منفصل وهيكل متكامل. يجب توضيح ذلك أثناء اختيار النوع، وإلا فغالبًا ما تحدث مشاكل مثل عدم التوافق أثناء التركيب في الموقع مع نظام التحكم. أولاً، الهيكل المنفصل (المعروف عادةً بالنوع العادي): يكون وحدة التحكم منفصلة عن المشغل الكهربائي، ولا يمكن للمشغل الكهربائي التحكم في الصمام بمفرده، بل يلزم وجود وحدة تحكم إضافية لتحقيق ذلك، وعادةً ما يتم استخدام جهاز تحكم أو خزانة تحكم كجزء من النظام. عيوب هذا الهيكل تتمثل في صعوبة تركيب النظام بشكل كامل، بالإضافة إلى زيادة تكاليف التوصيل والتركيب، كما أنه عرضة لحدوث أعطال. وعند حدوث عطل، يصعب تشخيص المشكلة وإصلاحها، مما يجعل العائد على الاستثمار غير مرضٍ.

ثانيًا: الهيكل المتكامل (المعروف أيضًا باسم الهيكل الكلي): يتم دمج وحدة التحكم مع المحرك الكهربائي في جهاز واحد، مما يسمح بالتحكم المباشر دون الحاجة إلى وحدة تحكم منفصلة. أما عن التحكم عن بُعد، فيكفي إرسال المعلومات الخاصة بالتحكم للتحكم في الجهاز. ميزة هذا الهيكل هي سهولة تركيب النظام بأكمله، مما يقلل من تكاليف الأسلاك والتركيب، كما أنه يسهل تشخيص الأعطال وإصلاحها. لكن المنتجات ذات الهيكل المتكامل التقليدي تعاني أيضًا من العديد من العيوب، ولذلك ظهرت المشغلات الكهربائية الذكية من نوع التحكم (التحكم بالدائرة المغلقة). فهذه المشغلات لا تمتلك فقط وظائف الهيكل المتكامل من نوع التشغيل/الإيقاف، بل يمكنها أيضًا التحكم بدقة في الصمامات وتعديل معدل تدفق المادة. أولاً: أنواع إشارات التحكم (التيار، الجهد). عادةً ما تكون إشارات التحكم في المشغلات الكهربائية التنظيمية عبارة عن إشارات تيار كهربائي (4~20 مللي أمبير، 0~10 مللي أمبير) أو إشارات جهد كهربائي (0~5 فولت، 1~5 فولت)، ويجب تحديد نوع إشارة التحكم ومعاملاتها عند اختيار المشغل. ثانيًا: أنواع العمل (النوع المفتوح كهربائيًا، النوع المغلق كهربائيًا). طريقة عمل المشغلات الكهربائية التنظيمية عادةً ما تكون من نوع “التشغيل الكهربائي” (على سبيل المثال، في نظام التحكم بجهد 4–20 مللي أمبير، يعني جهد 4 مللي أمبير أن الصمام مغلق، بينما جهد 20 مللي أمبير يعني أن الصمام مفتوح). أما النوع الآخر فهو “الإيقاف الكهربائي” (على سبيل المثال، في نظام التحكم بجهد 4–20 مللي أمبير، يعني جهد 4 مللي أمبير أن الصمام مفتوح، بينما جهد 20 مللي أمبير يعني أن الصمام مغلق). ثالثًا: حماية في حالة فقدان الإشارة. يشير حماية فقدان الإشارة إلى أنه عند حدوث أعطال في الخطوط أو ما شابه، مما يؤدي إلى فقدان إشارات التحكم، فإن المحرك الكهربائي يقوم بفتح أو إغلاق الصمام إلى القيمة المحددة للحماية. وتكون القيم الشائعة للحماية هي الفتح التام، أو الإغلاق التام، أو البقاء في نفس الوضع. يمكن تصنيف الأجهزة الكهربائية المستخدمة في تشغيل الصمامات حسب بيئة الاستخدام ومستوى المقاومة للانفجار، ويمكن تقسيمها إلى أنواع عادية، وخارجية، ومقاومة للانفجار، وخارجية مقاومة للانفجار. يتم تحديد قوة الدوران الخاصة بالمحرك الكهربائي بناءً على القوة المطلوبة لفتح أو إغلاق الصمام. تحدد القوة المطلوبة لفتح أو إغلاق الصمام مقدار القوة الخارجة من المحرك الكهربائي، وعادةً ما يتم تحديدها من قبل المستخدم أو من قبل الشركة المصنعة للصمامات. وتكون الشركة المصنعة مسؤولة فقط عن قوة الدوران الخارجة من المحرك، أما القوة المطلوبة لفتح أو إغلاق الصمام فهي تعتمد على حجم فتحة الصمام وضغط العمل وغيرها من العوامل. ولكن بسبب اختلاف دقة التصنيع وطرق التجميع لدى الشركات المختلفة، فإن القوة المطلوبة لفتح أو إغلاق الصمامات المصنوعة من نفس المواصفات قد تختلف أيضًا. وحتى الصمامات المصنوعة من نفس الشركة قد تختلف في قوتها. لذلك، عند اختيار المحرك الكهربائي، يجب اختيار قوة دوران مناسبة، وإلا فإن ذلك سيؤدي إلى عدم قدرة الصمام على الفتح أو الإغلاق بشكل صحيح. ٤. معايير الاختيار الصحيح لجهاز تشغيل الصمامات: عزم الدوران أثناء التشغيل: يُعد عزم الدوران أثناء التشغيل أهم معيار في اختيار جهاز التشغيل الكهربائي للصمامات، ويجب أن يكون عزم الدوران الذي يولده الجهاز الكهربائي بمقدار 1.2 إلى 1.5 ضعف أقصى عزم دوران مطلوب لتشغيل الصمام. قوة الدفع التشغيلية: يوجد نوعان لهيكل الوحدة الرئيسية للجهاز الكهربائي للصمامات: أحدهما لا يحتوي على قرص دفع، ويقوم بتوليد عزم الدوران مباشرةً ； النوع الآخر هو تركيب قرص الدفع، حيث يتم تحويل عزم الدوران الناتج إلى قوة دفع من خلال صامولة قضيب الصمام الموجود في قرص الدفع. عدد دورات محور الخرج: يعتمد عدد دورات محور الخرج للجهاز الكهربائي المستخدم في تشغيل الصمام على القطر الاسمي للصمام، وخطوة الخيوط الموجودة في قضيب الصمام، بالإضافة إلى عدد رؤوس الخيوط. يتم حساب ذلك باستخدام المعادلة M=H/ZS، حيث أن M هو عدد الدورات الكلية التي يجب أن يقوم بها الجهاز الكهربائي، وH هو ارتفاع فتح الصمام، وS هي خطوة الخيوط في قضيب الصمام، وZ هو عدد رؤوس الخيوط. قطر قضيب الصمام: بالنسبة للصمامات ذات القضيب الظاهر والتي تعمل بعدة دورات، إذا كان أقصى قطر مسموح به لقضيب الصمام في الجهاز الكهربائي أكبر من قطر قضيب الصمام المستخدم في الصمام نفسه، فلا يمكن تركيبه كصمام كهربائي. لذلك، يجب أن يكون القطر الداخلي لمحور الخرج المجوف في الجهاز الكهربائي أكبر من القطر الخارجي لمحور صمام القضيب المرئي. بالنسبة لبعض صمامات الدوران وصمامات الدوران المتعددة من النوع ذو القضيب الخفي، فعلى الرغم من عدم الحاجة إلى مراعاة مسألة مرور قطر القضيب، إلا أنه يجب أيضًا أخذ قطر القضيب وأبعاد فتحات المفاتيح في الاعتبار أثناء الاختيار، حتى يتسنى للصمام العمل بشكل سليم بعد التجميع. سرعة الخروج: إذا كانت سرعة فتح وإغلاق الصمام سريعة جدًا، فقد يحدث ظاهرة الصدمة المائية. لذلك، يجب اختيار سرعة الفتح والإغلاق المناسبة وفقًا لظروف الاستخدام المختلفة.