الصمام Valve

الصمام Valve هو جهاز ميكانيكي يُستخدم للتحكم في سريان سائل أو غاز في منظومة سريان معينة، أو في تنظيم الضغط في مواقع معينة من هذه المنظومة، ويتدرج قياس حجم الصمامات من صمامات قطرها عدة سنتمترات كالتي تستخدم في التمديدات الصحية المنزلية، إلى صمامات قطرها عدة أمتار كالتي تستخدم في السدود وقنوات وأنفاق نقل الماء .

 * 

نماذج للصمامات الصغيرة المستخدمة في شبكة المياه المنزلية

.

تستخدم الصمامات Valves في شبكات توزيع المياه في المدن لتحقيق أغراض متنوعة، كعزل أنبوب من أنابيب الشبكة، أو لتصريف المياه منه، أو لتغيير معدل سريان الماء في أنبوب ما، أو للتحكم في منسوب الماء في الخزانات التي تغذي الشبكة، أو لطرد الهواء المتجمع داخل أنابيب الشبكة، أو لمنع السريان العكسي، أو لغيرها من الأغراض .

.

فعلى سبيل المثال في حال حدوث كسر في أحد أنابيب الشبكة، تُستخدم صمامات العزل Isolation Valves لعزل منطقة الكسر وإيقاف سريان الماء إليها في أثناء إجراء عمليات الإصلاح، في حين تستمر باقي أجزاء الشبكة في العمل طبيعياً. كذلك قد تنشأ الحاجة لأن يكون السريان (الجريان) Flow في أحد أنابيب الشبكة في اتجاه واحد فقط، كما هي الحال في وصلات خدمة المشتركين، عند ذلك تركب على هذه الأنابيب صمامات عدم رجوع Check Valves لا تسمح بالسريان إلا في الإتجاه المطلوب فقط .

.

محاكاة متحركة Animation تبين أهمية صمامات العزل في حال حدوث كسر في أحد أنابيب الشبكة

*

أنواع الصمامات ومبدأ عمل كل منها

تتضمن الصمامات التي تستخدم بكثرة في شبكات توزيع المياه الأنواع الآتية :

صمام البوابة Gate Valve

يعد صمام البوابة Gate Valve أكثر الصمامات استخداماً في شبكات الأنابيب ، وهو جهاز ميكانيكي يستخدم في عزل جزء معين من منظومة السريان في أثناء إجراء أعمال الصيانة أو الإصلاح. يحتوي الصمام على بوابة على شكل قرص يتحرك نحو الأعلى ونحو الأسفل بوساطة ذراع ملولب يفتح الصمام أو يُغلقه. وعندما يكون الصمام مفتوحاً بالكامل، يسمح بالمرور بصورة مستقيمة وبأقل قدر من الإعاقة. غير أن صمامات البوابة غير مصممة لتنظيم السريان Flow Regulation أو معايرته. فهي إما تكون مفتوحة بالكامل أو مغلقة بالكامل . ويتراوح قطر صمام البوابة Gate Valve من نصف بوصة (نحو 13مم) كتلك التي تركب على الوصلات المنزلية للمشتركين، إلى 2000مم كتلك التي تركب على أنابيب نقل المياه الضخمة .

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة عمل صمام البوابة Gate Valve

*

ما هي المشكلات التي قد تتعرض لها المحابس البوابية في مجال المياه والصرف الصحي ؟

التقادم

قد يتسبب الماء الذي يمر خلال المحبس في تلف السطح الداخلي من المحبس بحيث لا يقفل بإحكام فيمر الماء خلال المواسير على الرغم من قفل المحبس .

.

المحبس لا ينقفل

تتعلق المواد الصلبة التي تحتويها مياه الصرف الصحي أثناء مرورها خلال المحبس وتمنع المحبس من أن ينقفل بإحكام.

.

حدوث تسرب

قد يحدث في بعض الأحيان أن يصبح قرص المحبس قديما أو يتلف ويسمح بتسرب السائل من خلاله . كما قد يحدث تسرب أيضا من بين جسم المحبس وغطاء المحبس بسبب قدم الحشوة Packing (الباكنات)عند تلك النقطة أو تلفها . وهذا يحدث إذا ترك المحبس في وضع معين لمده طويلة .

.

ثبوت المحبس عند وضع معين وعدم تحركة نتيجة عدم استعماله

يثبت المحبس في هذا الوضع ولا يتحرك نتيجة لعدم استعمالة مدد طويلة وإذا أردنا تغيير الوضع في بعض الأحيان قد ينكسر ساق المحبس إذا حاولنا تغيير الوضع بالقوه .

*

الخطوات المتبعة في صيانة المحابس البوابية

‌أ. قفل وفتح المحبس شهريا للتأكد من سلامة الفتيل .

‌ب. تشحيم وفحص فتيل الصمام كل ستة أشهر .

‌ج. التأكد من أن المسامير والصواميل مربوطة جيدا كل ستة أشهر .

‌د. دهان أجزاء الصمام في حالة وجود صدأ .

‌ه. في حالة تقادم الصمام وتسرب المياه رغم قفلة أو تسرب الماء من عند العمود فلابد من تغيير حشو العمود وتغيير حلقة القرص البرونزية حيث أنها تثبت على القرص بواسطة مسامير مفك .

و. تذكر وضع علامة تحذيرية أثناء القيام بعمليات الصيانة .

(المصدر)

*

صمام الفراشة Butterfly Valve

يتكون صمام الفراشة Butterfly Valve من جسم يحتوي على محور يدور حوله قرص دائري لفتح الصمام أو إغلاقه . وعندما يكون الصمام في حالة الفتح الكلي Full Open ، يكون القرص موازياً لمحور الأنبوب. وبما أن القرص يبقى في مسار السريان حتى في وضع الفتح الكامل Full Open ، فإن صمام الفراشة يتسبب في فاقدٍ أكبر من طاقة السريان عنه في صمام البوابة Gate Valve .

.

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة عمل صمام الفراشة Butterfly Valve

*

وعلى الرغم من أن الإستخدام الرئيسي لهذا الصمام هو لأغراض العزل، إلا أنه يمكن أن يستخدم في بعض الحالات أيضاً لتنظيم السريان ومعايرته .

.

للمزيد عن صمام الفراشة قم بالضغط علي روابط المقالات التالية :

صمام الفراشة Butterfly Valve

محاكاة صمام الفراشة Butterfly Valve

*

صمام سكينة Sluice Valve 

أو صمام السد أو صمام الحجز ، ويستخدم في مجال المياه والصرف الصحي ، ويشبه في عمله صمام البوابة ويعمل في حالتي الفتح الكلي أو الإغلاق الكلي فقط .

*

صمام التحكم في المنسوب Level Control Valve

يستخدم صمام التحكم في المنسوب Altitude Control Valve للتحكم بمنسوب الماء في خزان يغذَّى من الشبكة. وعندما يمتلئ الخزان بالمياه ، يغلق الصمام فيمنع فيضان الخزان Overflow . وعندما ينخفض الضغط في الشبكة إلى ما دون ضغط الخزان الممتلئ، يفتح الصمام ويسمح بتصريف الماء من الخزان إلى شبكة التوزيع .

.

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة عمل صمام التحكم في المنسوب Altitude Control Valve

.

للمزيد صمام التحكم في المنسوب Altitude Control Valve قم بالضغط علي رابط المقال التالي :

صمام التحكم في المنسوب Altitude Control Valve

*

صمام عوامة Float Valve

يركب علي الماسورة المغذية للخزان العالي (برج الماء Water Tower ) حيث تدخل المياه والغرض من هذا الصمام هو تنظيم دخول الماء بحيث يقفل الصمام تماما إذا ما وصل ارتفاع منسوب الماء فى الخزان إلى منسوب معين وذلك عندما يزيد معدل ضخ الطلمبات عن معدل استهلاك الماء فى المدينة ، ويجب أن يكون صمام العوامة من النوع كبير الحجم والغير قابل للصدأ .

صمام عوامة Float Valve 

محاكاة متحركة تبين فكرة عمل صمام عوامة Float Valve 

*

صمام إدخال الهواء وإخراجه Air Valve

يمكن للهواء أن يتجمع عند النقاط المرتفعة من الأنبوب الطويل مما يسبب انسداداً جزئياً له وإعاقة للسريان عبر الأنبوب . وتساعد صمامات إدخال وإخراج الهواء Air Valve على حل هذه المشكلة إذ تسمح للهواء بالخروج آلياً من الأنبوب .

صمام إدخال الهواء وإخراجه Air Valve – أحادي الغرفة مزدوج المنفذ

.

كذلك تحتاج أنابيب الشبكة لتصريف المياه منها دورياً سواء لإجراء أعمال الصيانة أم الإصلاح. يؤدي خروج المياه من الأنبوب عبر صمام التصريف (الغسيل) إلى حدوث تكهف في الأنبوب (أي هبوط الضغط فيه إلى ما دون قيمة الضغط الجوي). فإذا كان التكهف شديداً، يمكن للأنبوب أن ينهار بالكامل. تسمح صمامات إدخال/إخراج الهواء بدخول الهواء إلى الأنبوب ليشغل الحجم الذي كان يشغله السائل مما يمنع حدوث التكهف .

*

صمام خفض الضغط Pressure Reducing Valve

يقوم صمام خفض الضغط Pressure Reducing Valve بتخفيض الضغط في جزء الأنبوب الواقع بعد الصمام لأية قيمة مرغوب فيها. ويكون ذلك بخنق الجريان المار عبره ومعايرته للمحافظة على قيمة الضغط المطلوبة. وغالباً ما يركب صمام تخفيض الضغط على الأنابيب الداخلة إلى المناطق المنخفضة من شبكة توزيع المياه حيث يمكن لضغط الماء في الشبكة في حال عدم وجود هذا الصمام، أن يرتفع إلى قيمة قد تشكّل خطراً على الأنابيب ووصلاتها وملحقاتها .

*

صمام تنفيث الضغط Pressure Relief Valves

تستخدم صمامات تنفيث الضغط Pressure Relief Valves لحماية أنابيب الشبكة من الضغوط المرتفعة التي يمكن أن تنشأ في الحالات الطارئة. يحتوي صمام تنفيث الضغط عامة على فتحة مغلقة بوساطة مكبس يرتكز على ياي Spring ، أو بوساطة بوابة مثقلة بوزن خارجي، فإذا زاد ضغط السائل الجاري في الأنبوب على القيمة المحددة سابقا (وهو الضغط الأقصي Maximum Allowable Pressure المسموح للأنبوب تحمله)، يتحرك عند ذلك المكبس أو البوابة فتنكشف الفتحة ويخرج منها السائل، ويخف بذلك الضغط. يعود بعد ذلك المكبس أو البوابة إلى وضعهما الأصلي بفعل الياي Spring أو الثقل الخارجي .

محاكاة متحركة Animation تبين فكرة عمل صمام تنفيث الضغط Pressure Relief Valves 

*

صمام عدم الرجوع Non-Return Valve أو Check Valve

تنشأ الحاجة في العديد من حالات تصميم شبكات المياه المدنية والصناعية إلى أن يكون السريان في أحد الأنابيب أو في جزء من الشبكة باتجاه واحد فقط، وتستخدم صمامات عدم الرجوع Check Valves أساساً لتحقيق هذا الغرض ولمنع السائل من السريان بعكس الإتجاه المطلوب . فعلى سبيل المثال، عند توقف مضخة عاملة، تبدأ سرعة سريان السائل الموجود في أنبوب الضخ بالتباطؤ والتلاشي تدريجياً. وفي حال عدم وجود صمام عدم رجوع مركب على أنبوب طرد المضخة Discharge ، فإن السريان خلاله سرعان ما يعكس اتجاهه مسبباً دوران المضخة عكسياً، فيلحق ذلك أضراراً كبيرة بكل من المضخة Pump والمحرك. لذا فمن الشائع جداً أن نرى صمامات عدم الرجوع Check Valves مركبة على أنابيب طرد المضخات Discharge لمنع السريان المعاكس وتفادي أضراره .

.

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة عمل الصمام المتأرجح أحادي البوابة Swing Check Valve 

*

يعد الصمام المتأرجح أحادي البوابة Swing Check Valve ، صمام عدم الرجوع التقليدي والأكثر انتشاراً في العالم. يتكون هذا الصمام من باب يدور حول مفصل علوي، ويقوم وزن الباب الذاتي بتأمين العزم اللازم لإغلاقه عند تباطؤ السريان . ويمكن زيادة عزم الإغلاق عن طريق وضع أثقال إضافية محمَّلة على ذراع خارجية متصلة بباب الصمام. صُمِّم الصمام المتعدد الأبواب Multi-Door Check Valve ، ليحل محل الصمام أحادي البوابة في الأنابيب ذات الأقطار الكبيرة حيث يصبح وزن الباب اللازم لتأمين عزم الإغلاق كبيراً جداً وغير عملي. ولهذا الصمام مبدأ عمل الصمام الأحادي البوابة نفسه، لكن فتحته مقسمة إلى عدة فتحات لكل منها بابها المستقل .

صمام متأرجح متعدد الأبواب Multi-Door Swing Check Valve

.

ما هي المشكلات التي قد تتعرض لها محابس عدم الرجوع ؟

الخرق والمواد العالقة

المشكلة الشائعة الحدوث مع صمامات (محابس) عدم الرجوع هي تراكم الخرق (قطع القماش البالية) داخل المحبس مما يعرقل مقعد قرص المحبس ، مما يسمح للماء بالمرور في الإتجاه العكسي أي خلال المحبس .

.

التقادم

تتحرك أجزاء كثيرة داخل محبس عدم الرجوع في كل مرة يمر فيها السائل خلال محبس عدم الرجوع ، والأجزاء التي يميل تعرضها للتلف هي العمود المفصلي والجلب الخاصة به وحلقة القرص البرونزية وحلقة المقعد في جسم وذراع القرص في مكان إتصالة بالقرص ومكان انزلاق العمود المفصلي خلاله .

.

التسرب

أن مانعات التسرب التي قد يكون في صورة حشوات أو حلقة دائرية من المطاط مركبة على فتحة العمود المفصلي في جسم المحبس أو التي تكون في صورة جوان يبين الغطاء والجسم .

من البنود السابقة نرى أن الصمامات تتعرض لمشاكل كثيرة لذلك لابد أن تجري عليها صيانه دوريه للتأكد من سلامتها .

*

.

في الحالات التي ينجم عنها تباطؤ وانعكاس سريع للجريان، يحتمل أن تتخلف بوابة الصمام الأحادي البوابة تخلفاً ملحوظاً عن مواكبة حركة السائل، بحيث يمكن للجريان أن يؤسس سرعة عكسية كبيرة قبل انغلاق الصمام. في هذه الحالة يكون انغلاق الصمام عاصفاً (وتدعى هذه الحادثة بانصفاق الصمام Valve Slam) ويؤدي القطع المفاجئ للسريان العكسي إلى حدوث ظاهرة المطرقة المائية Hammering الخطيرة، ويفضل في مثل هذه الحالة استخدام صمامات عدم الرجوع التي تكون فيها حركة عضو الإغلاق انتقالية (بفعل نابض) وليست دورانية. ويعدُّ الصمام الفوهي Nozzle Check Valve الذي يتميز بمقطعه الإنسيابي مثالاً لهذه الصمامات .

محاكاة متحركة Animation تبين خطورة الإغلاق المفاجئ لصمام في شبكة المياه

.

للمزيد عن صمامات عدم الرجوع قم بالضغط علي روابط المقالات التالية :

صمام عدم الرجوع Check Valve – ج1

*

صمام الغسيل Drain Valve

تحتاج أنابيب الشبكة لتصريف المياه منها دورياً، لإجراء أعمال الصيانة أو للإصلاح. يوفر صمام الغسيل Drain Valve الذي يركب في المناطق المنخفضة من أنابيب الشبكة تصريف المياه من هذه الأنابيب مما يسمح بعزلها وتنظيفها من المواد المترسبة فيها، وإجراء أعمال الصيانة الضرورية لها .

*

تشغيل الصمامات أو عملها

يمكن تشغيل صمامات العزل بعدة طرق : يدوياً Manual أو كهربائياً Electrical أو هدروليكياً Hydraulic أو بوساطة الهواء المضغوط Pneumatic . وتعتمد الطريقة المتبعة في التشغيل على موقع استخدام الصمام ووظيفته ومصدر الطاقة المتوفر. ويعد التشغيل اليدوي Manual أكثر الطرق شيوعاً لتشغيل الصمام، ويستخدم في شبكات الأنابيب حينما يكون تشغيل الصمام مقتصراً على وضعيتي الفتح Open أو الإغلاق Close ، وكذلك حين يكون تشغيل الصمام عرضياً. أما بالنسبة للصمامات التي تعمل بصورة متكرر فتشغَّل كهربائياً Electrical أو هدروليكياً Hydraulic أو بوساطة الهواء المضغوط Pneumatic . تعتمد طريقة التشغيل الكهربائية على استخدام محرك كهربائي يوفر فتح الصمام وإغلاقه. أما طريقة التشغيل الهدروليكية فتكون باستخدام سائل تحت ضغط كمصدر للطاقة .

.

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة تشغيل صمام بمحرك كهربي Motorized Valve

*

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة تشغيل صمام بوابة بمكبس هيدروليكي Hydraulic Actuator 

*

محاكاة متحركة Animation توضح فكرة عمل المشغل النيوماتيكي Pneumatic Actuator للصمامات

*

المواد التي تصنع منها الصمامات

تصنَّع الصمامات التي تستخدم في شبكات مياه الشرب والصرف الصحي عامة من الحديد الصب Cast Iron أو الصلب (الفولاذ) Steel أو الحديد المطاوع Ductile Iron ، وذلك من أجل الأنابيب التي لا يقل قطرها عن 100ملم أو أكثر، ومن البرونز Bronze من أجل الأنابيب التي يقل قطرها عن 100ملم. ويستخدم الفولاذ المصنَّع Fabricated Steel أحياناً في الصمامات ذات القطر الذي يزيد على 1800ملم .

.

صمام بوابة مصنوع من الحديد الصب Cast Iron 

*

أنواع مختلفة من الصمامات المصنوعة من البرونز Bronze

*

مصطلحات

صمام – محبس

Valve

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوك

***************************************************************

مواضيع ذات صلة

 .

محبس الجزرة Rotating Wedge Valve	صمام الفراشة Butterfly Valve	صمام الكرة Ball Valve