الصمامات الهيدروليكية
تحظى أنظمة الطاقة الهيدروليكية بشعبيةٍ واسعةٍ لما تلعبه الصمامات الهيدروليكية الموجودة في الآلات بأحجامٍ وأنواعٍ مختلفةٍ من دورٍ جوهريٍّ في تحقيق الهدف المطلوب منها من التحكم بالمكابس الهيدروليكية للروافع، وتحديد اتجاه حركتها وتغيير اتجاه الزيت الهيدروليكي للآلات العملاقة بلحظةٍ وقوةٍ وثباتٍ.
في هذا المقال، سنسلط الضوء على كل المعلومات الرتبطة بمجال الصمامات الهيدروليكية (Hydraulic Valves).
مكونات الأنظمة الهيدروليكة
هناك ستة مكونات أساسية لازمة لإنشاء نظم هيدروليكي وهي:
- خزان للاحتفاظ بالسائل الذي يكون عادةً الزيت الهيدروليكي.
- مضخة تكون مسؤولةً عن ضغط الزيت الهيدرولكي.
- مضخة ومولد كهربائي أو مصدر طاقة لتشغيل وتحريك المضخة.
- صمامات للتحكم في اتجاه السائل وضغطه ومعدل التدفق.
- مشغل لتحويل طاقة السائل لقوةٍ ميكانيكيةٍ أو عزم دوران.
- أنابيب لنقل السائل من مكانٍ لآخر.
الصمام الهيدروليكي
الصمامات الهيدروليكية عبارة عن جهازٍ ميكانيكيٍّ يستخدم في التحكم في اتجاه ومعدل التدفق وضغط السوائل من خلال فتح وإغلاق الصمام بشكلٍ صحيحٍ، ويتم تصنيع الصمامات باستخدام مواد صلبة لتحمل الضغوط العالية.
يعمل النظام الهيدروليكي حسب المتطلبات عن طريق الصمامات، لذا يجب اختيار النوع الصحيح من الصمامات الهيدروليكية والأكثر ملاءمةً للتركيب في نظام خطوط الأنابيب وفقًا للاحتياجات المختلفة، والاستفادة من المعلومات الموجودة في كتالوج منتجات الصمامات، وتحديد الحد الأقصى والأدنى من التدفق في النظام الهيدروليكي والحد الأقصى والأدنى لضغط مدخل الصمام.
أنواع الصمامات الهيدروليكية
تؤدي الصمامات الهيدروليكية وظائفَ مختلفةً وتكون سلسة في التشغيل والأداء وتعمل كنظامٍ كاملٍ وتسمح للنظام بالعمل بشكلٍ جيدٍ، كما أنها تأتي بأحجامٍ مختلفةٍ وفقًا للمعايير الدولية، وتوجد ثلاثة أنواعٍ من الصمامات تختلف تبعًا للوظيفة التي تقوم بها وهي:
- صمامات التحكم في الضغط: هو صمّامٌ أتوماتيكيٌّ يقوم بالتحكم في التسربات وانفجار الأنابيب وتخفيض وتنظيم الضغط في النظام الهيدروليكي داخل الأنابيب، حيث يحدث غالبًا تغير مفاجئ في الضغط يؤدي لارتفاعه. وتستخدم صمامات التحكم بالضغط في تنظيم ضغط السائل الذي يمر عبر الأنابيب، وتحرير الضغط الزائد والمحافظة على الضغط الداخلي كما يتم إدخاله يدويًّا بواسطة المشغل.
- صمامات التحكم في الاتجاه: يلعب هذا الصمام دورًا هامًّا في التحكم باتجاه جريان السوائل التي تمر عبر الأنابيب في الأنظمة الهيدروليكية وضبط التدفق والضغط، حيث يمكن لهذه الصمامات إيقاف حركة السوائل مؤقتًا وإعادة تشغيلها وتغيير اتجاه تدفق السوائل وتستخدم في شبكات توزيع المياه في المدن لتحقيق أغراض متنوعة. ومن أمثلة صمامات التحكم في الاتجاه صمام عدم الرجوع وتنفيث الضغط وخفض الضغط والفراشة.
- صمامات التحكم في التدفق: تستخدم الصمامات الهيدروليكية هذه للتحكم في تنظيم تدفق السائل أو الغاز وضبطه في النظام الهيدروليكي مما يحسن من أداء النظام الهيدروليكي، ويتم استخدامه في العديد من النظم وخاصةً في الدوائر الهيدروليكية لضبط سرعة المشغل، حيث يقوم هذا الصمام بمراقبة وتنظيم تغيرات الضغط ويمنع التدفق نحو مكونات النظام غير الأساسية، وتسخدم لتنظيم السرعة من خلال تنظيم معدل التدفق الذي يتغير بسبب الضغط ودرجة الحرارة التي تسبب تغيير في لزوجة السوائل، وبالتالي تغير من معدل التدفق، ومن أمثلته صمام الخانق وصمام التدفق ثنائي الاتجاه وثلاثي الاتجاه.
كيفية اختيار الصمامات الهيدروليكية الأنسب
يلعب الصمام دورًا حيويًّا هامًّا في الأنظمة الهيدروليكية وتتمثل وظيفته في عزل المعدات ونظام خط الأنبيب وتنظيم التدفق ومنع الارتجاع وتنظيم الضغط والتحكم في تدفق السوائل المختلفة، لذا من المهم جدًا اختيار أنسب الصمامات الهيدروليكية في نظام خطوط الأنابيب ومعرفة خصائص الصمام والخطوات لاختيار الصمام، وهناك العديد من المتطلبات التي يجب النظر فيها قبل اختيار الصمام الهيدروليكي ومراعاة عدة عوامل عند اختيار الصمام، ومن هذه العوامل:
- ظروف العمل؛ من متطلبات العميل والسوق وتحديد ظروف عمل الصمام ووضع التحكم في الصمام المحدد، وضغط العمل ودرجة حرارة العمل وطريقة تشغيل الصمام.
- خصائص وسائط العمل؛ من قوة التحميل والحجم والاتجاه وضغط العمل المستمر وما هو أعلى ضغط يمكن أن يطبق على المدى القصير والبعيد ومعرفة ذروة الضغط.
- متطلبات خصائص الصمامات الهيدروليكية من مقاومة التدفق وقدرة التفريغ وخصائص التدفق ودرجة الغلق.
- دقة تحديد المواقع، ومتطلبات استقرار السرعة.
- بيئة العمل المستقبلية، وتحديد مكان العمل سواء كان في الخارج أو داخل الأبنية ودرجة الحرارة والرطوبة ووجود العوامل البيئية الخارجية المحيطة المسببة للتآكل وقوة الصدم والاهتزاز.
- الأخطار المحتملة، والتهديدات والأداء المضاد للانفجار للأجهزة الكهربائية، وتحديد مستوى الجودة واتخاذ التدابير الوقائية للحد من المخاطر وتحديد معايير السلامة.
- تحديد عمر الخدمة المتوقع للصمام، وعدد ساعات العمل اليومية وعواقب فشل الإغلاق والقدرة على الصيانة في الموقع والكلفة.