هل يمكن استخدام صمامات التفريغ السفلية لكل من التطبيقات السائبة والسائلة الجافة؟

التصميم الأساسي والتنافر التشغيلي

السؤال الجوهري هل صمامات التفريغ السفلية يمكنها التعامل مع الضربات السائبة والسوائل الجافة في قلب هندسة الصمامات. الجواب القصير والعملي هو أنهم كذلك مصممة في المقام الأول والأمثل للمواد الصلبة السائبة الجافة ، وتطبيقها على السوائل الحقيقية محدود للغاية وغير مستحسن في كثير من الأحيان. السبب يكمن في الاختلاف الأساسي في السلوك المادي. المواد السائبة الجافة (المساحيق والحبيبات والكريات) لها احتكاك داخلي ويمكن أن تشكل أقواسًا مستقرة. تم تصميم صمامات التفريغ السفلية لكسر هذا الجسور والسماح بالتدفق المتحكم فيه بواسطة الجاذبية لأنظمة الجسيمات هذه. وعلى النقيض من ذلك، فإن السوائل هي سوائل غير قابلة للضغط تمارس ضغطًا هيدروستاتيكيًا وتبحث عن المسار الأقل مقاومة على الفور.

يعتمد صمام التفريغ السفلي ذو البوابة السكينية أو صمام التفريغ السفلي الصدفي للسائبة الجافة على ختم ميكانيكي يتصل بالمادة لإيقاف التدفق. هذا الختم فعال ضد الجسيمات الصلبة ولكنه غير مصمم لاحتواء الضغط المنتشر للسائل، والذي سيجد ويستغل أي مسار تسرب مجهري. إن استخدام صمام السائبة الجافة للسوائل يضمن التسرب تقريبًا. علاوة على ذلك، فإن قوة التشغيل المطلوبة لقطع المادة الصلبة الجافة المستقرة تختلف عن القوة اللازمة للإغلاق ضد ضغط السائل، مما قد يؤدي إلى فشل الصمام.

ميزات التصميم المهمة لخدمة المواد السائبة الجافة مقابل خدمة السوائل

يكشف بناء الصمام عن الغرض المقصود منه. بالنسبة لمعالجة المواد السائبة الجافة، فإن الميزات المحددة غير قابلة للتفاوض. غالبًا ما يتم تصميم جسم الصمام ليكون قصيرًا قدر الإمكان لمنع تعليق المواد. تصنع الأختام من مواد مقاومة للتآكل مثل اليوريثان، ويمكن أن يكون سطح الختم بزاوية أو محددًا لقص المادة. ليس هناك توقع لختم محكم الضغط بنفس الطريقة التي يتطلبها الصمام السائل.

بالنسبة لخدمة السوائل، تكون الصمامات مصنفة للضغط، ولها أغطية أو سيقان محكمة الغلق تمامًا، وتستخدم أختام مطاطية (مثل الحلقات أو الحشيات) التي تتشوه لإنشاء حاجز مثالي ومستمر. تعتبر صمامات الفراشة أو الصمامات الكروية أو صمامات التوصيل قياسية. يتناقض الجدول أدناه مع أولويات التصميم:

المنطقة الرمادية: الملاط والمواد عالية الرطوبة

يوجد تطبيق عملي وحدود للمواد التي لا تتصرف كمادة صلبة جافة مثالية أو سائلة تتدفق بحرية. هذا هو عالم الملاط والحمأة والمواد السائبة الرطبة. في هذه الحالات، صمام تفريغ سفلي متخصص يمكن قابلة للتطبيق، ولكن فقط مع تعديلات كبيرة.

التعديلات المطلوبة للتطبيقات شبه الصلبة

للتعامل مع المواد اللزجة أو شبه الصلبة، يجب أن يتطور تصميم الصمام. قد تواجه بوابة السكين القياسية صعوبة. بدلا من ذلك المتخصصة صمام قرصة أو أ صمام بوابة سكين مبطن بالكامل للخدمة الشاقة مع الختم المحسن يستخدم. وتشمل التعديلات الحاسمة ما يلي:

• تتحمل كامل وبطانات الجسم: الجزء الداخلي للصمام مبطن بمادة مرنة مقاومة للتآكل (مثل المطاط أو PTFE) والتي يمكن أن تحتوي على المعجون أو الملاط وتوفر ختمًا أفضل عند إغلاقه.
• مشغلات الضغط العالي: هناك حاجة إلى زيادة قوة التشغيل لقص وإغلاق المواد اللزجة في كثير من الأحيان.
• منافذ التدفق: منافذ تنظيف متكاملة لمنع المواد من التصلب أو التعبئة في جسم الصمام ومناطق الختم.
• تصاميم الختم الخاصة: استخدام أختام قابلة للنفخ أو أختام مزدوجة يمكنها استيعاب وضغط تناسق المواد المتغير.

وحتى مع هذه التغييرات، فإن الصمام لا يتعامل مع سائل نقي، بل يتعامل مع سائل غير نيوتوني أو مادة صلبة رطبة. يتطلب اختياره تحليلًا دقيقًا لزوجة المادة، وحجم الجسيمات، ودرجة الكشط.

إرشادات وتوصيات الاختيار العملي

يعد اتخاذ الاختيار الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لسلامة النظام وكفاءته وتكلفته. استخدم هذا المبدأ التوجيهي البناء لتحديد مدى ملاءمته.

• بالنسبة للمواد الصلبة السائبة الجافة (التدفق الحر إلى التماسك): صمامات التفريغ السفلية are the default and optimal choice. Select knife-gate, double-flap, or sector valves based on material characteristics.
• للمعجون والمعاجين (50-85% مواد صلبة): يعد صمام التفريغ السفلي المتخصص والمبطن بالكامل أو صمام القرص حلاً شائعًا وقابلاً للتطبيق. استشر الشركة المصنعة للصمام للحصول على عينات المواد وأوراق البيانات الدقيقة.
• للسوائل الحقيقية (الماء والزيت والمواد الكيميائية): تجنب صمامات التفريغ السفلية القياسية. حدد صمامًا سائلًا مصممًا لهذا الغرض (كرة، أو فراشة، أو غشاء، أو صمام كروي) مع تصنيف الضغط المناسب ومواد الختم.

هناك اعتبار نهائي وحاسم التنظيف والتلوث المتبادل . في المنشآت التي تقوم بمعالجة الدفعات الجافة والرطبة، يعد استخدام نفس الصمام خطرًا كبيرًا للتلوث. يمكن أن يتسبب السائل المتبقي في الصمام المصمم للمنتج الجاف في حدوث تكتل أو تلف أو تفاعلات كيميائية. وعلى العكس من ذلك، يمكن لبقايا المواد الجافة أن تلوث تيارًا سائلًا. تُعد الصمامات المخصصة لكل خدمة الحل الوحيد الموثوق به للمصانع متعددة المنتجات.

الخلاصة: مسألة الفيزياء، وليس فقط الأجهزة

في نهاية المطاف، فإن استخدام صمامات التفريغ السفلية تمليه علوم المواد. تم تصميم فيزياء التصميم الخاصة بهم للتغلب على التحديات المحددة المتمثلة في المواد الصلبة الجسيمية - التجسير، والتآكل، والتآكل الكاشط. في حين أن التعديلات الهندسية يمكن أن تدفع تطبيقاتها إلى عالم الملاط السميك، إلا أنها تفتقر بشكل أساسي إلى التصميم المتأصل الذي يحتوي على الضغط المطلوب للتعامل الفعال والخالي من التسرب مع السوائل المتدفقة بحرية. إن تحديد الصمام الصحيح لا يعني العثور على أداة متعددة الأغراض، بل يتعلق بتطبيق الأداة الدقيقة المصممة لمرحلة معينة وسلوك المادة الخاصة بك.