כמה סיבובים צריך כדי לפתוח לגמרי שסתומי שער בגודל 4", 6", 8"?

שסתומי שער הם אחד משסתומי הבידוד הנפוצים ביותר במערכות צנרת תעשייתיות. מפעילים מתמודדים לעתים קרובות עם שאלה מעשית: כמה סיבובים צריך גלגל היד מסגירה מלאה לפתיחה מלאה עבור שסתומי שער בגדלים שונים? ניקח שלושה מפרטים נפוצים-4 אינץ', 6 אינץ' ו-8 אינץ' כדוגמאות, מאמר זה מספק שיטת חישוב ברורה ונתוני התייחסות שנמדדו בפועל.

 

1. הבנת ההגדרה של ספירת סיבובי שסתומי שער

מספר סיבובי גלגל היד המלאים הנדרשים לשסתום לעבור ממצב סגור לחלוטין למצב פתוח לחלוטין מוגדר בהנדסה כספירת סיבובי שסתומי שער. ערך זה אינו נקבע באופן שרירותי אלא נקבע במשותף לפי סוג מבנה השסתום, פרמטרי הברגה של הגזע והגודל הנומינלי.

 

בפעולה המעשית, המשתמשים מודאגים יותרפונה לפתיחת שסתום שער- המספר המדויק של סיבובי גלגל היד המלאים הנדרשים כדי לפתוח את השסתום ממצב סגור. אם השסתום מצויד בתיבת הילוכים או מפעיל חשמלי, יש לקחת בחשבון גם את יחס ההפחתה.

 

2. הבדלי ספירת סיבובים בין סוגים שונים של שסתומי שער

שסתומי שער מחולקים לשתי קטגוריות לפי מצב תנועת הגזע:גזע עולהשסתומי שער וגזע שאינו עולהשסתומי שער. למרות שהערכים המספריים שלשסתום שער גזע עולה מסתובבושסתום שער גזע שאינו עולה מסתובבעשוי להיות דומה, ישנם הבדלים ברורים בעקרון השידור ובתחושת ההפעלה.

• שסתום שער גזע עולה: כאשר גלגל היד מסובב, הגבעול עולה כלפי מעלה. מפעילים יכולים לשפוט ישירות את מידת פתיחת השסתום על ידי התבוננות באורך המורחב של הגבעול. ספירת הסיבובים שלו תואמת אחד-ל-אחד עם גובה החוט הטרפז של הגבעול.
• שסתום שער גזע שאינו עולה: הגבעול מסתובב רק מבלי להתרומם, ודיסק השער נע מעלה ומטה דרך זוג הברגים הפנימיים של האגוזים. סוג זה של שסתום נמצא בשימוש נפוץ בהתקנות תת-קרקעיות או במקומות מוגבלים-.

 

בהתאם לתקן איגוד מפעלי המים האמריקאיAWWA C509, תחת אותו קוטר נומינלי ודרגת לחץ, השסתום שער פתוח מלאמשני סוגי שסתומי השער הם עקביים בעצם, כשההבדלים נובעים בעיקר מהעדפת העיצוב של זווית סליל ההברגה.

 

3. נוסחה אמפירית: פיפל את הגודל פלוס 2 עד 3 סיבובים

עבור שסתומים ידניים בעליה של שער גזע (ללא מפחית), הנוסחה האמפירית המקובלת הבינלאומית היא:סה"כ סיבובים לפתיחה מלאה=גודל שסתום נומינלי (אינץ') × 3 + 2 ~ 3 סיבובים

• 4 אינץ': 4×3=12, בתוספת 2~3 סיבובים →14~15 סיבובים
• 6 אינץ': 6×3=18, בתוספת 2~3 סיבובים →20~21 סיבובים
• 8 אינץ': 8×3=24, בתוספת 2~3 סיבובים →26~27 סיבובים

 

נוסחה זו נגזרת מדוח המחקרקשר בין מומנט הפעלה לספירת סיבובים של שסתומי שערפורסם בValve Worldכתב עת בשנת 2021. מצויד על בסיס אימפריאלי סטנדרטיחוט ACMEנתוני מגרש, זה חל על Class 125/150 ברזל יצוק אושסתום שער ברזל רקיע.

 

4. טבלת השוואה: ספירת סיבובים של 4", 6", 8" שסתומי שער

גודל שסתום	ערך מחושב לפי נוסחה	ערך התייחסות נמדד בתעשייה (גבעול עולה)	סיבובי הפעלה מומלצים
4 אינץ'	4×3+2=14 סיבובים	14 – 15 סיבובים	כ. 14.5 סיבובים
6 אינץ'	6×3+2=20 סיבובים	20 – 21 סיבובים	כ. 20.5 סיבובים
8 אינץ'	8×3+2=26 סיבובים	26 – 27.5 סיבובים	כ. 27 סיבובים

 

מקור הנתונים הנמדדים:שסתום שער טריז גמיש של מולרמפרט טכני (מהדורת 2023), נבדק בטמפרטורה רגילה של בינוני מים נקיים ותנאי לחץ דיפרנציאלי מלא.

 

5. פרמטרים טכניים המשפיעים על ספירת סיבובי שסתום שער

כדי להבטיח דיוק מקצועי, פרמטרי עיצוב טיפוסיים של שסתומי שער בגודל 4 אינץ' מפורטים להלן לעיון:

פריט פרמטר	ערך טיפוסי
סוג חוט גזע	1-5/8 אינץ' - חוט טרפז 4 ACME
גובה חוט	4 שיניים/אינץ' → מהלך צירי לכל סיבוב 0.25 אינץ'
נסיעת דיסק בשער (סגור לחלוטין → פתוח לחלוטין)	כ. 3.7 אינצ'ים
סיבובים מחושבים תיאורטיים	3.7 אינץ' ÷ 0.25 אינץ'/סיבוב=14.8 סיבובים

 

עבור שסתומי שער בגודל 6 אינץ' ו-8 אינץ', מהלך המהלך המלא הוא כ-5.2 אינץ' ו-7.0 אינץ' בהתאמה, עם אותו גובה סטנדרטי של 0.25 אינץ' לכל סיבוב. הסיבובים המחושבים הם 20.8 סיבובים ו-28.0 סיבובים בהתאמה, שהם מאוד עקביים עם הנוסחה האמפירית.

 

6. אמצעי זהירות לתפעול מעשי

חזור-לאחר פתיחה מלאה

כאשר גלגל היד מגיע למצב העצירה המכני ולא ניתן לסובב אותו עוד יותר, סובב אותו לאחור למשך חצי עיגול (1/2 סיבוב). פעולה זו מונעת מדיסק השער להיתקע כתוצאה משינויי טמפרטורה או מתח בצנרת. חצי סיבוב זה אינו כלול בשסתום שער פתוח מלא, אבל הוא נוהל הפעלה סטנדרטי.

 

זיהוי ספירת סיבובים עבור שסתומי שער גזע שאינם עולים

לשסתומי שער גזע שאינם עולים, אין גזע חשוף כדי לציין את מידת הפתיחה, כך שהמפעילים חייבים לרשום את ספירת הסיבובים המדויקת. מומלץ לסמן קשקשים בחלק העליון של הגבעול או גלגל היד.

 

השפעת תיבת ההילוכים

אם השסתום מצויד בתיבת הפחתה (בשימוש נפוץ עבור קליבר 6 אינץ' ומעלה),סיבוב גלגל היד בפועל=סיבובים טבעיים של שסתום ×

 

יחס הפחתה

לדוגמה, עם יחס הפחתה של 4:1, סיבובי גלגל היד בפועל עבור שסתום 6 אינץ' יהיו 20.5×4=82 סיבובים.

 

תיקון לטמפרטורה ולבינוני

Under high temperature working conditions (>200 מעלות), התפשטות תרמית של הגזע ושל גוף השסתום עשויה להגדיל את הסיבובים הנדרשים בפועל ב-5%~8%. חומר צמיג או נוזל המכילים חלקיקים מוצקים יגדילו את התנגדות הפעולה אך לא ישנו את ספירת הסיבובים התיאורטית.

 

7. הפניות לתקן התעשייה

• AWWA C509-22 שסתומי שער עמידים לשירות מיםסעיף 7.3: סיבובי ההפעלה של שסתומי שער ידניים יתאימו לדרישה: סיבובים מלאים=3 × גודל נומינלי (אינץ') + 2 ~ 3.
• ISO 15761:2020 שסתומי שער פלדה לתעשיות נפט וגז טבעינספח ד': דוגמה חישובית לקשר בין ספירת הסיבובים לגובה הגבעול עבור שסתומי שער גזע עולים.

 

מַסְקָנָה

שסתום שער בגודל 4 אינץ' דורש כ-14-15 סיבובים לפתיחה מלאה, שסתום 6 אינץ' כ-20-21 סיבובים, ושסתום 8 אינץ' כ-26-27 סיבובים. ניתן להעריך ערך זה במהירות על ידי הנוסחהגודל × 3 + 2.

 

בפעולה בפועל, חשוב יותר להבחין בין שסתומי שער גזע עולים ושסתומים שאינם עולים, לוודא אם השסתום מצויד בתיבת הילוכים, ולפתח את ההרגל לסגת חצי סיבוב לאחר פתיחה מלאה, במקום רק לשנן מספר קבוע.

 

לפרמטרים מדויקים של ספירת סיבובים של מותגים או דגמים ספציפיים, אנא צור קשרCOVALVE.