שסתומי פרפר ושסתומי סף הם שני סוגים של שסתומים הנפוצים ביישומי שימור מים תעשייתיים ועירוניים. יש להם הבדלים ברורים במבנה, בתפקוד וביישום. מאמר זה ידון בהבדלים בין שסתומי פרפר לשסתומי סף בפירוט מבחינת היבטים של עיקרון, הרכב, עלות, עמידות, ויסות זרימה, התקנה ותחזוקה.
1. עיקרון
עקרון שסתום הפרפר
המאפיין הגדול ביותר שלשסתום פרפרהוא המבנה הפשוט והעיצוב הקומפקטי שלו. עקרון הפעולה שלו הוא שצלחת הפרפר המעגלית מסתובבת סביב גזע השסתום כציר מרכזי כדי לשלוט בזרימת הנוזל. צלחת השסתום היא כמו נקודת ביקורת, ורק עם הסכמת צלחת הפרפר היא יכולה לעבור. כאשר צלחת הפרפר מקבילה לכיוון זרימת הנוזל, השסתום פתוח לחלוטין; כאשר צלחת הפרפר ניצבת לכיוון זרימת הנוזל, השסתום סגור לחלוטין. זמן הפתיחה והסגירה של שסתום הפרפר קצר מאוד, מכיוון שהוא זקוק לסיבוב של 90 מעלות בלבד כדי להשלים את פעולת הפתיחה או הסגירה המלאה. זו גם הסיבה לכך שמדובר בשסתום סיבובי ושסתום רבע סיבוב.
עקרון שסתום השער
לוחית השסתום של ה-שסתום שערנע מעלה ומטה אנכית לגוף השסתום. כאשר השער מורם במלואו, החלל הפנימי של גוף השסתום פתוח במלואו והנוזל יכול לעבור דרכו ללא הפרעה; כאשר השער יורד במלואו, הנוזל חסום לחלוטין. תכנון שסתום השער גורם לו כמעט ללא התנגדות זרימה כאשר הוא פתוח במלואו, ולכן הוא מתאים ליישומים הדורשים פתיחה מלאה או סגירה מלאה. יש להדגיש כאן ששסתום השער מתאים לפתיחה מלאה וסגירה מלאה! עם זאת, לשסתום השער יש מהירות תגובה איטית, כלומר, זמן הפתיחה והסגירה ארוך יותר, מכיוון שלוקח מספר סיבובים כדי לסובב את גלגל היד או את גלגל התולעת כדי לפתוח ולסגור במלואו.
2. קומפוזיציה
הרכב שסתום פרפר
כפי שצוין לעיל, מבנה שסתום הפרפר הוא פשוט יחסית, וכולל את הרכיבים העיקריים כגון גוף השסתום, לוח השסתום, ציר השסתום, מושב השסתום וההינע. כפי שמוצג באיור למטה.
גוף שסתום:
גוף השסתום של שסתום הפרפר הוא גלילי ובתוכו תעלה אנכית. גוף השסתום יכול להיות עשוי מחומרים שונים, כגון ברזל יצוק, ברזל רקיע, נירוסטה, פלדת פחמן, אלומיניום ברונזה וכו'. כמובן, בחירת החומר תלויה בסביבת השימוש של שסתום הפרפר ובאופי התווך.
לוחית שסתום:
לוח השסתום הוא חלק הפתיחה והסגירה בצורת דיסק שהוזכר לעיל, הדומה בצורתו לדיסק. החומר של לוח השסתום הוא בדרך כלל זהה לזה של גוף השסתום, או גבוה יותר מזה של גוף השסתום, מכיוון ששסתום הפרפר נמצא במגע ישיר עם המדיום, בניגוד לשסתום פרפר בקו האמצע שבו גוף השסתום מופרד ישירות מהמדיום על ידי מושב שסתום. חומרים מיוחדים מסוימים צריכים לשפר את עמידות הבלאי, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני טמפרטורה גבוהה.
גזע שסתום:
גזע השסתום מחבר את לוח השסתום ואת ההינע, והוא אחראי על העברת מומנט לסיבוב לוח השסתום. גזע השסתום עשוי בדרך כלל מפלדת אל-חלד 420 או מחומרים אחרים בעלי חוזק גבוה כדי להבטיח את חוזקו ועמידותו מספיקים.
מושב שסתום:
מושב השסתום מרופד בחלל הפנימי של גוף השסתום ונוגע בלוח השסתום כדי ליצור אטם כדי להבטיח שהמדיום לא ידלוף כאשר השסתום סגור. ישנם שני סוגי איטום: אטם רך ואטם קשיח. לאטם הרך ביצועי איטום טובים יותר. חומרים נפוצים כוללים גומי, PTFE וכו', הנפוצים בשסתומי פרפר בקו מרכז. אטמים קשים מתאימים לסביבות טמפרטורה ולחץ גבוה. חומרים נפוצים כוללים SS304 + גרפיט גמיש וכו', הנפוצים ב...שסתומי פרפר משולשים אקסצנטריים.
מַפעִיל:
המפעיל משמש להנעת גזע השסתום לסיבוב. צורות נפוצות הן ידניות, חשמליות, פנאומטיות או הידראוליות. מפעילים ידניים מופעלים בדרך כלל באמצעות ידיות או גלגלי שיניים, בעוד שמפעילים חשמליים, פנאומטיים והידראוליים יכולים להשיג שליטה מרחוק ותפעול אוטומטי.
הרכב שסתומי השער
מבנה שסתום השער מורכב יחסית. בנוסף לגוף השסתום, לוח השסתום, ציר השסתום, מושב השסתום וההנעה, ישנם גם אטימות, מכסה שסתום וכו' (ראה איור למטה).
גוף שסתום:
גוף השסתום של שסתום השער הוא בדרך כלל בצורת חבית או בצורת טריז, עם תעלה ישרה בפנים. חומר גוף השסתום הוא בעיקר ברזל יצוק, פלדה יצוקה, נירוסטה, פליז וכו'. באופן דומה, יש לבחור את החומר המתאים בהתאם לתנאי השימוש.
מכסה שסתומים:
מכסה השסתום מחובר לגוף השסתום ליצירת חלל שסתום סגור. בדרך כלל יש קופסת סתימה על מכסה השסתום להתקנת אריזה ואיטום גזע השסתום.
שער + מושב שסתום:
השער הוא החלק הפותח והסוגר של שסתום השער, בדרך כלל בצורת טריז. השער יכול להיות בעל מבנה של שער יחיד או כפול. שסתום השער שאנו משתמשים בו בדרך כלל הוא שער יחיד. חומר השער של שסתום השער האלסטי הוא GGG50 מצופה גומי, ושער שסתום השער בעל האטימה הקשה הוא חומר גוף + פליז או נירוסטה.
גזע שסתום:
גזע השסתום מחבר את השער והמפעיל, ומניע את השער למעלה ולמטה באמצעות תיבת הילוכים הברגה. חומר גזע השסתום הוא בדרך כלל חומרים בעלי חוזק גבוה כגון נירוסטה או פלדת פחמן. בהתאם לתנועת גזע השסתום, ניתן לחלק את שסתומי השער לשסתומי שער בעלי גזע עולה ושסתומי שער שאינם עולים. הברגת גזע השסתום של שסתום השער בעל גזע עולה ממוקמת מחוץ לגוף השסתום, והמצב הפתוח והסגור נראה בבירור; הברגת גזע השסתום של שסתום השער שאינו עולים ממוקמת בתוך גוף השסתום, המבנה קומפקטי יחסית, ומרחב ההתקנה קטן יותר מזה של שסתום השער בעל גזע עולה.
אֲרִיזָה:
האריזה ממוקמת בתיבת הדחיסה של מכסה השסתום, המשמשת לאיטום הפער בין גזע השסתום למכסה השסתום כדי למנוע דליפת חומר. חומרי אריזה נפוצים כוללים גרפיט, PTFE, אסבסט וכו'. האריזה נדחסת על ידי הבלוטה כדי להבטיח ביצועי איטום.
מַפעִיל:
• גלגל היד הוא המפעיל הידני הנפוץ ביותר, המניע את תיבת ההילוכים של גזע השסתום על ידי סיבוב גלגל היד כדי להזיז את השער למעלה ולמטה. עבור שסתומי שער בקוטר גדול או בלחץ גבוה, משתמשים לעתים קרובות במפעילים חשמליים, פנאומטיים או הידראוליים כדי להפחית את כוח ההפעלה ולהאיץ את מהירות הפתיחה והסגירה. כמובן, זה נושא אחר. אם אתם מעוניינים, אנא עיינו במאמר.כמה סיבובים לסגירת שסתום פרפרכמה זמן זה לוקח?
3. עלות
עלות שסתום פרפר
שסתומי פרפר בדרך כלל זולים יותר משסתומי שער. הסיבה לכך היא שלשסתומי פרפר אורך מבנה קצר, דורשים פחות חומרים ותהליך ייצור פשוט יחסית. בנוסף, שסתומי פרפר קלים יותר, מה שמפחית גם את עלות ההובלה וההתקנה. יתרון העלות של שסתומי פרפר בולט במיוחד בצנרת בקוטר גדול.
עלות שסתום השער
עלות הייצור של שסתומי שער בדרך כלל גבוהה יותר, במיוחד עבור יישומים בקוטר גדול או בלחץ גבוה. מבנה שסתומי השער מורכב, ודיוק העיבוד של לוחות השער ומושבי השסתומים גבוה, מה שדורש יותר תהליכים וזמן במהלך תהליך הייצור. בנוסף, שסתומי שער כבדים יותר, מה שמגדיל את עלות ההובלה וההתקנה.
כפי שניתן לראות מהציור לעיל, עבור אותו DN100, שסתום השער גדול בהרבה משסתום הפרפר.
4. עמידות
עמידות של שסתום פרפר
עמידותם של שסתומי פרפר תלויה במושב השסתום ובחומרי גוף השסתום. בפרט, חומרי האיטום של שסתומי פרפר אטומים רכים עשויים בדרך כלל מגומי, PTFE או חומרים גמישים אחרים, אשר עלולים להתבלות או להתיישן במהלך שימוש ארוך טווח. כמובן, חומרי האיטום של שסתומי פרפר אטומים קשיחים עשויים מחומרים סינתטיים בעלי ביצועים גבוהים או אטמי מתכת, כך שהעמידות שופרה משמעותית.
באופן כללי, לשסתומי פרפר עמידות טובה במערכות בלחץ נמוך ובינוני, אך ביצועי האיטום עשויים להיות מופחתים בסביבות בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה.
כמו כן, ראוי לציין כי שסתומי פרפר יכולים לבודד את המדיום על ידי עטיפת גוף השסתום במושב השסתום כדי למנוע קורוזיה של גוף השסתום. במקביל, ניתן לעטוף את לוח השסתום במלואו בגומי ולציפוי מלא בפלואור, מה שמשפר משמעותית את עמידותו במדיה קורוזיבית.
עמידות של שסתומי שער
עיצוב אטם המושב האלסטי של שסתומי השער מתמודד עם אותה בעיה כמו שסתומי פרפר, כלומר, בלאי והזדקנות במהלך השימוש. עם זאת, שסתומי שער אטומים קשיחים מתפקדים היטב בסביבות לחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה. מכיוון שלמשטח האטימה מתכת-למתכת של שסתום השער יש עמידות גבוהה בפני שחיקה ועמידות גבוהה בפני קורוזיה, חיי השירות שלו בדרך כלל ארוכים יותר.
עם זאת, שער שסתום השער נתקע בקלות על ידי זיהומים בתווך, מה שעלול גם לפגוע בעמידותו.
בנוסף, מראהו ומבנהו קובעים שקשה לייצר בטנה מלאה, ולכן עבור אותו חומר קורוזיבי, בין אם הוא עשוי ממתכת כולה או בטנה מלאה, מחירו גבוה בהרבה מזה של שסתום השער.
5. ויסות זרימה
ויסות זרימה של שסתום פרפר
שסתום פרפר בעל שלושה אקסצנטרים יכול להתאים את הזרימה בפתחים שונים, אך עקומת מאפיין הזרימה שלו אינה ליניארית יחסית, במיוחד כאשר השסתום קרוב לפתיחה מלאה, הזרימה משתנה מאוד. לכן, שסתום פרפר מתאים רק לסצנות עם דרישות דיוק כוונון נמוכות, אחרת ניתן לבחור שסתום כדורי.
ויסות זרימה של שסתום שער
שסתום השער מתוכנן להיות מתאים יותר לפעולות פתיחה מלאה או סגירה מלאה, אך לא לוויסות זרימה. במצב פתוח חלקית, השער יגרום למערבולות ורעידות של הנוזל, מה שיגרום בקלות נזק למושב השסתום ולשער.
6. התקנה
התקנת שסתום פרפר
התקנת שסתום פרפר היא פשוטה יחסית. הוא קל משקל, ולכן אינו דורש תמיכה רבה מדי במהלך ההתקנה; יש לו מבנה קומפקטי, ולכן הוא מתאים במיוחד לאירועים עם מקום מוגבל.
ניתן להתקין את שסתום הפרפר על צינורות בכל כיוון (אופקי או אנכי), ואין דרישה מחמירה לכיוון הזרימה בצינור. יש לציין שביישומים בלחץ גבוה או בקוטר גדול, לוחית הפרפר חייבת להיות במצב פתוח לחלוטין במהלך ההתקנה כדי למנוע נזק לאיטום.
התקנת שסתומי שער
התקנת שסתומי סף היא מורכבת יותר, במיוחד שסתומי סף בקוטר גדול ובעלי אטימה קשה. עקב משקלם הרב של שסתומי הסף, נדרשים אמצעי תמיכה וקיבוע נוספים במהלך ההתקנה כדי להבטיח את יציבות השסתום ואת בטיחות המתקין.
שסתומי סף מותקנים בדרך כלל על צינורות אופקיים, ויש לקחת בחשבון את כיוון הזרימה של הנוזל כדי להבטיח התקנה נכונה. בנוסף, מהלך הפתיחה והסגירה של שסתומי סף ארוך, במיוחד עבור שסתומי סף בעלי גזע עולה, ויש להשאיר מספיק מקום להפעלת גלגל היד.
7. תחזוקה ותחזוקה
תחזוקת שסתומי פרפר
לשסתומי פרפר יש פחות חלקים והם קלים לפירוק והרכבה, כך שקל יותר לתחזק אותם. בתחזוקה היומיומית, נבדקים בעיקר את ההזדקנות והבלאי של לוח השסתום ומושב השסתום. אם טבעת האיטום נמצאה שחוקה מאוד, יש להחליפה בזמן. לכן, אנו ממליצים ללקוחות לרכוש שסתומי פרפר רכים להחלפה. אם יש קושי להשיג אפקט איטום טוב בגלל שטוחות פני השטח והגימור של לוח השסתום, יש להחליפה גם כן.
בנוסף, ישנו גם שימון של גזע השסתום. שימון טוב מסייע לגמישות ועמידות פעולת שסתום הפרפר.
תחזוקת שסתומי שער
לשסתומי שער יש חלקים רבים וקשה לפרק ולהרכיב אותם, במיוחד במערכות צנרת גדולות, בהן עומס העבודה התחזוקה גדול. במהלך התחזוקה, יש לשים לב במיוחד האם השער מורם ומורד בצורה חלקה והאם ישנם חפצים זרים בחריץ גוף השסתום.
אם משטח המגע של מושב השסתום והשער שרוט או שחוק, יש ללטש אותו או להחליפו. כמובן, יש צורך גם בשימון גזע השסתום.
יש להקדיש תשומת לב רבה יותר לתחזוקת האריזה מאשר לתחזוקת שסתום הפרפר. אריזה של שסתום השער משמשת לאיטום הפער בין גזע השסתום לגוף השסתום כדי למנוע דליפת תווך. הזדקנות ובלאי של האריזה הן בעיות נפוצות של שסתומי שער. במהלך התחזוקה, יש צורך לבדוק באופן קבוע את אטימות האריזה ולכוונן או להחליף אותה במידת הצורך.
8. סיכום
לסיכום, לשסתומי פרפר ולשסתומי שער יש יתרונות וחסרונות משלהם מבחינת ביצועים, עלות, עמידות, ויסות זרימה והתקנה:
1. עיקרון: לשסתומי פרפר יש מהירויות פתיחה וסגירה מהירות והם מתאימים לאירועי פתיחה וסגירה מהירים; לשסתומי שער יש זמני פתיחה וסגירה ארוכים.
2. הרכב: לשסתומי פרפר יש מבנה פשוט ולשסתומי שער יש הרכב מורכב.
3. עלות: שסתומי פרפר הם בעלי עלות נמוכה יותר, במיוחד עבור יישומים בקוטר גדול; שסתומי סף הם בעלי עלות גבוהה יותר, במיוחד עבור לחץ גבוה או דרישות חומר מיוחדות.
4. עמידות: שסתומי פרפר עמידים יותר במערכות בלחץ נמוך ובינוני; שסתומי סף מתפקדים היטב בסביבות בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה, אך פתיחה וסגירה תכופות עלולות להשפיע על תוחלת החיים שלהם.
5. ויסות זרימה: שסתומי פרפר מתאימים לבקרת זרימה גסה; שסתומי שער מתאימים יותר לפעולות פתיחה מלאה או סגירה מלאה.
6. התקנה: שסתומי פרפר קלים להתקנה ומתאימים הן לצינורות אופקיים והן לאנכיים; שסתומי סף מורכבים להתקנה ומתאימים להתקנת צינורות אופקיים.
7. תחזוקה: תחזוקת שסתומי פרפר מתמקדת בבלאי ובהזדקנות של לוח השסתום ומושב השסתום, ובשימון גזע השסתום. בנוסף לכך, שסתום השער צריך גם לתחזק את האריזה.
ביישומים מעשיים, יש לשקול באופן מקיף את בחירת שסתומי פרפר או שסתומי שער בהתאם לתנאי עבודה ודרישות ספציפיים על מנת להבטיח את הביצועים והחסכון הטובים ביותר.