تحليل ومقارنة وضعية تشغيل صمام الفراشة الكهربائي

تحليل ومقارنة وضعية تشغيل صمام الفراشة الكهربائي.

في مجال حماية البيئة، والري، والبتروكيماويات، والمعادن، وصناعة الورق، والطاقة الكهربائية، والفضاء، والأنابيب، والمعدات الصناعية، ومعالجة المواد الصناعية وغيرها من المجالات تحتاج إلى استخدام عدد كبير من الصمامات للتحكم في حركة السوائل. كصمام تحكم مفتوح، أو مغلق أو جزء من جهاز التحكم بالتبديل عادة ما يُسمى بمحرك الصمام أو محرك الصمام. المحرك كمحرك تحكم للصمام، فإن موثوقيته وقابليته للتحكم ومزاياه وعيوبه، ستكون لها تأثير مباشر على نجاح أو فشل التنظيم والتحكم وسلامة المعدات، وتقييد على المستوى العام للتحسين التلقائي.

المحركات التقليدية مقسمة إلى ثلاثة أنواع: كهربائية وهوائية وهيدروليكية، وتشتق منها الدفع المشترك بين الغاز والسائل، ودفع الكهرباء والهيدروليك. كل نوع من الدفع له مزاياه وعيوبه، ويشرح هذا المقال بإيجاز مزايا وعيوب الدفع الكهربائي والهوائي والهيدروليكي، لتسهيل فهم سريع.

المحرك الكهربائي

المحرك الكهربائي، كما يوحي اسمه، يعمل بالكهرباء، باستخدام محرك أحادي الطور أو ثلاثي الأطوار لدفع تروس التروس أو التروس الدودية لإخراج حركة خطية أو دورانية. يمكن للمحرك الكهربائي إخراج قوة دفع نسبياً ثابتة، ومقاومة قوية للانحراف، ودقة التحكم أعلى من المحرك الهوائي، دون الحاجة إلى أنظمة مساعدة أخرى يمكن الاحتفاظ بها تلقائياً. يتميز المحرك الكهربائي بعملية بسيطة، وسهولة تحقيق التحكم عن بعد وخصائص أخرى، ولكن هيكله معقد، ويمكن أن يتسبب بفشل التحميل، وغالباً ما يكون دقة التوجيه منخفضة، والفتح الزائد والحمل الزائد، واحتراق المحرك، وتآكل صندوق التروس، وما إلى ذلك، تكلفة الصيانة كبيرة جداً. سيؤدي التعديل المتكرر جداً إلى تسخين المحرك، وتآكل التروس بسهولة. بالإضافة إلى ذلك، يعمل المحرك الكهربائي ببطء، ومن الصعب تحقيق قوة دفع كبيرة، وهناك مشاكل مثل صعوبة تحقيق الحماية الزائدة وسوء الموقف.

تحليل ومقارنة عدة أنواع من محركات الصمامات

المحرك الهوائي

محرك الهوائي يستخدم الهواء المضغوط كقوة دافعة، وله هيكل بسيط، وصيانته أكثر سهولة وملاءمة، ولكن حجمه كبير، ويحتاج إلى مصدر للغاز وأجهزة تنقية الهواء؛ وحدة تحكم محرك الهواء الهوائي والمنظم هما جزء واحد موحد، وله محرك بأنواع مثل الفيلم الرقيق، والمكبس، وشوكة التبديل، ونوع الترس والريشة. استخدام الغاز كوسيط طاقة له ميزة السلامة العالية والمتطلبات المنخفضة على بيئة الاستخدام. ومع ذلك، بسبب قابلية الغاز للضغط، فإن استجابة محرك الهواء الهوائي ذات صلابة منخفضة نسبيًا، ودقة التحكم منخفضة، وضعف مقاومته للانحراف، وفي حالات كثيرة تحدث تحت تأثير القوة الديناميكية أو الاحتكاك، فإنه من السهل جدًا أن يتسبب في اهتزاز غير مرغوب فيه للمعدات. ونسبة الطاقة إلى الوزن لديه ضعف، وكثافة الطاقة منخفضة، وقوة الدفع الكبيرة لمحرك الهواء الهوائي معقدة للغاية، وضخمة ومكلفة.

ثلاثة: محرك هيدروليكي

المحرك الهيدروليكي العادي يتحول إلى زيت عالي الضغط كقوة دافعة، مع قدرة حمولة كبيرة، ودقة تنظيم عالية، ولكن يحتاج إلى تجهيزات زيت مستقلة ضخمة، ويتطلب عبء صيانة كبير نسبيًا. تحتوي هيكلة المحرك الهيدروليكي على هيكل باليد، ونوع رف وسنانية، ومحرك حلزوني. تحتوي الثلاثة على مزايا وعيوبها الخاصة. يتسبب هيكل النوع باليد في قدرة حمولة صغيرة، وتسرب الزيت؛ أما نوع رف وسنانية فيتميز بقدرة حمولة كبيرة، وهيكل بسيط، وحجم كبير، ودقة تحديد المواقع الحلزونية، وصعوبة معالجة عالية. يُظهر الشكل التالي المحرك الهيدروليكي من نوع رف وسنانية المثبت على الصمام. يحتاج المحرك الهيدروليكي الحالي عادةً إلى استخدام محطة هيدروليكية، مما يؤدي إلى حجم ضخم، وأنابيب هيدروليكية طويلة، وفقدان بالتحكم، وعدم ملائمة الصيانة.

محرك كهروهيدروليكي

المحرك الهيدروليكي الكهربائي كمحرك هيدروليكي مشتق من جهاز الطاقة، وهو مجموعة من التقنيات الهيدروليكية والتحكم والكهروميكانيكية والحاسوب والاتصالات وغيرها، يمكنه تحقيق تحكم دقيق وثابت بسرعة في وضع الكائن المراقب، ويستخدم في مجموعة متنوعة من تشغيل الصمامات والتحكم. يدمج المحرك الهيدروليكي الكهربائي وحدة الطاقة الهيدروليكية ووحدة التحكم. يجمع المحرك الهيدروليكي الكهربائي بين بساطة التشغيل الكهربائي وسرعة الهيدروليك القوية ولوحة التحكم الكهربائية الموثوقة، مع سرعة استجابة سريعة ودقة تحكم عالية وقوة إخراج عالية وهيكل مدمج ومزايا أخرى؛ في الوقت نفسه، يتغلب المحرك الهيدروليكي الكهربائي على مشاكل انخفاض دقة التحكم في المحرك الهوائي، وضعف قابلية التحكم في المحرك الكهربائي وغيرها من المشاكل. يمكن تقسيم المحرك الهيدروليكي الكهربائي تقريبًا إلى نوعين: الأول يتم التحكم فيه بواسطة صمام الخدمة، وهو المحرك الهيدروليكي الكهربائي التقليدي، وهو نظام هيدروليكي مفتوح، من خلال التحكم في صمام الخدمة لضبط اتجاه تدفق الزيت الهيدروليكي وحجم التدفق، لتحقيق تنظيم الكائن المراقب؛ والثاني يتم التحكم فيه بواسطة المحرك، وهو نظام هيدروليكي مغلق، من خلال ضبط محركات الخطوات أو محركات السيرفو لتوجيه وسرعة دوران مضخة ثنائية الاتجاه للتحكم في اتجاه ومعدل تدفق الزيت الهيدروليكي. تنظيم دقيق للكائن المراقب.

الهيكل الجديد للمحرك الهيدروليكي الكهربائي بسيط ومدمج وصغير الحجم ويوفر نقلًا سلسًا، ويمكن الحصول على عزم دوران كبير، ويسهل تعديل السرعة، وسهل التحكم فيه، ومن السهل منع حدوث الحمل الزائد وغيرها من المزايا، وهناك تكلفة منخفضة بشكل عام، وسهل الصيانة، وينطبق على مجموعة واسعة من الخصائص.

تحليل ومقارنة بين عدة أنواع من صندوق تحكم محرك صمام التحكم المتكامل بوحدة هيدروليكية صغيرة القدرة ولوحة تحكم، مما يجعل المحرك بأكمله ذكيًا ومصغرًا. المحرك الكهروهيدروليكي هو عنصر تحكم مهم في نظام التحكم التلقائي الصناعي، يمكن تعديله لضغط الصمام، وتدفقه، ودرجة حرارته، وما إلى ذلك، ويتم استخدامه بكثرة في صناعة الكيماويات، والبترول، والمعادن، والطاقة الكهربائية، والفحم، وغيرها من أنظمة التحكم الصناعي. يتجه تطوير المحرك الكهروهيدروليكي نحو الصغر والخفة والكفاءة الطاقوية والموثوقية العالية.