במערכות בקרת נוזלים תעשייתיות, עיצוב מעברי זרימה עומד כגורם ליבה הקובע את ביצועי השסתום, המשפיע ישירות על מדדי מפתח כגון קיבולת זרימה, עמידות בשחיקה בינונית, אמינות איטום ונוחות תחזוקה. מאמר זה מתמקד בחמישה סוגי שסתומים בשימוש נרחב: שסתום כדורי, שסתום סיבובי אקסצנטרי, שסתום פרפר, שסתום שער סכין ושסתום החלקה-לנתח באופן שיטתי את המאפיינים המבניים של מעבר הזרימה, היתרונות המובנים ומגבלות היישום המעשיות שלהם. המטרה היא לספק התייחסות טכנית לבחירת שסתומים רציונלית בתרחישים תעשייתיים שונים ולייעל את יעילות פעולת מערכת הנוזל.
1. שסתום כדורי
יתרונות מבניים
כאשר הוא פתוח לחלוטין, יש לו קדח מלא ללא כל פינות מתות, כך שהמדיום לא יגרום לשיוף ובלאי לרכיבי שסתומים אחרים בעת מעבר.
יש לו ביצועי איטום טובים כשהוא סגור, ואיטום מתכת יכול להגיע לדרגה V ומעלה.
חסרונות
כאשר השסתום נמצא במצב חצי-פתוח, חומרים עלולים להיכנס לחלל השסתום. בהתחשב בזמן הפתיחה והסגירה הקצרים, ייתכן שההשפעה לא תהיה משמעותית בתקופה קצרה, אך בעיות כגון תפיסת גזע שסתום או חסימת כדור יתרחשו בהכרח לאחר שימוש-לטווח ארוך.
2. שסתום רוטרי אקסצנטרי
השסתום הסיבובי האקסצנטרי שהתפתח מהשסתום הכדורי יכול לשמש גם כשסתום מופעל-בביצועים גבוהים. אין לו את חלל השסתום של השסתום הכדורי, כך שהוא יכול לפתור את בעיית הצטברות החומר בחלל השסתום.
חסרונות
כאשר הוא פתוח לחלוטין, מעבר הזרימה של השסתום הסיבובי האקסצנטרי אינו קדח מלא גלילי חלק. כאשר חומרים עוברים דרכם, במיוחד חומרים חלקיקים מוצקים, הם יגרמו לשפשוף ובלאי לגזע השסתום ולרכיבי שסתום אחרים.
3. שסתום פרפר
שסתום הפרפר משמש לוויסות זרימת נוזלים, גזים וקיטור. יש לו יכולת -ניקוי עצמית, כך שניתן להשתמש בו באופן נרחב לנוזלים עם חלקיקים מרחפים ותמיסות עכורות עבות. זה מתאים במיוחד לאירועים עם קליבר גדול, זרימה גדולה והפרש לחץ נמוך. בינתיים, שסתום הפרפר משמש בדרך כלל גם למטרות הפעלה-.
חסרונות
גם במצב פתוח לחלוטין, דיסקית השסתום של שסתום הפרפר חשופה לחלוטין לתווך, ולכן היא סובלת מקרצוף חמור ובעלת חיי שירות קצרים.
בעת הסגירה, דיסקית השסתום נתקעת בקלות על ידי חומרים חלקיקים מוצקים, שעלולים לגרום לנזק בלאי למנשא החומר ולהשפיע על אפקט הסגירה.
4. שסתום שער סכין
יתרונות
יש לו מקדם התנגדות זרימה קטן. כשהוא פתוח לחלוטין, מעבר הזרימה הוא קדח מלא גלילי, כך שרכיבי שסתום אחרים לא ייסרקו על ידי המדיום כדי לגרום לנזק הדדי.
קל לבחור שסתומים בקליבר- גדולים ובמחיר חסכוני יחסית.
חסרונות
בעת הסגירה, לגזע השסתום מהלך ארוך וממד הגובה גדול יחסית. קשה להבטיח איטום מלא, משטח האיטום נוטה לשפשוף ותנאי העבודה גרועים. בשסתומי שער טריז, ההרכבה של דיסקית שער הטריז וגוף השסתום מסובכת.
קל לצבור חומר בתחתית שער הסכין. בעת הסגירה קל לפגוע במנשא החומר ולהשפיע על אפקט הסגירה.
בשל מגבלות מבניות, נוטה להתרחש דליפה חיצונית.
5. שסתום החלקה
המאפיין המבני של שסתום ההחלקה הוא שצלחת ההחלקה עוברת דרך שני הקצוות של גוף השסתום, ויש חור באמצע לוחית ההחלקה.
כאשר שסתום ההחלקה פתוח לגמרי, יש לו גם מעבר גלילי מלא -ולא ייסרק על ידי המדיום. בעת סגירה, מכיוון שלשסתום ההחלקה אין מה-שנקרא מושב שסתום, הוא לא יגרום להצטברות בינונית או לנזק חומרי. יתרה מכך, מכיוון שלשסתום ההחלקה אין חלל שסתום כמו השסתום הכדורי, הוא לא יגרום להצטברות חומרים ובכך לבעיות כמו חסימה.
חסרונות אפשריים
כאשר שסתום ההחלקה סגור ממש במיקום החור העגול, כמות קטנה של חומר עשויה להיות מוכנסת זמנית לתוך השסתום. עם זאת, כאשר השסתום ייפתח בפעם הבאה, החומר יובא חזרה לצינור לאורך הנתיב המקורי, כך שלא תתרחש הצטברות חומר בתוך השסתום.
תודה על קריאתך.
