صمامات الحفارات الهيدروليكية

أنواع صمامات الحفارة الهيدروليكية

يُعدّ صمام الحفارة الهيدروليكية مكونًا في النظام الهيدروليكي للحفارة، وهو مسؤول عن تنظيم وضبط تدفق وضغط السائل الهيدروليكي. تؤدي أنواع مختلفة من الصمامات الهيدروليكية وظائف فريدة من نوعها من خلال توجيه تدفق السائل الهيدروليكي إلى أجزاء الحفارة المختلفة. فيما يلي بعض الأنواع الشائعة من صمامات الحفارة الهيدروليكية.

• صمامات التحكم الاتجاهي: يتحكم هذا النوع من الصمامات الهيدروليكية في اتجاه تدفق السائل الهيدروليكي. كما أنه يحدد اتجاه حركة المكون المتصل. مثال نموذجي على صمام التحكم الاتجاهي هو صمام المكبس. تتحكم صمامات المكبس الهيدروليكية في كمية السائل واتجاهه وضغطه. وهي مصنوعة بشكل أساسي من مكون أسطواني يسمى المكبس، والذي ينزلق داخل حاوية أسطوانية تُعرف باسم الغلاف. عند تحريك المكبس، فإنه يغير مواضع ممر السائل. يسمح ذلك للسائل بالتدفق عبر الممرات.
• صمامات التحكم في التدفق: تُضبط صمامات التحكم في التدفق الهيدروليكية معدل تدفق السائل الهيدروليكي. تتحكم في سرعة حركة الحفارة. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم لحماية المكونات الهيدروليكية من التعرض لمعدلات تدفق عالية. بعض صمامات التحكم في التدفق الشائعة هي صمامات الخانق وصمامات الإبرة.
• صمامات التحكم في الضغط: يتحكم هذا النوع من الصمامات الهيدروليكية في ضغط السائل في النظام الهيدروليكي. وهي مسؤولة عن ضمان سلامة الدوائر الهيدروليكية ووظائفها. كما تُضبط صمامات التحكم في الضغط استثارة واستجابة الضغط في النظام الهيدروليكي. مثال على صمام التحكم في الضغط هو صمام تخفيف الضغط. تساعد صمامات تخفيف الضغط في التحكم في الضغط من خلال السماح للسائل بالتدفق خارج النظام عندما يكون هناك ضغط زائد.
• صمامات التحكم التناسبي: تُضبط صمامات التحكم التناسبي الهيدروليكية الضغط بالإضافة إلى معدل تدفق السائل الهيدروليكي. هذه الصمامات تُنبض تدفق السائل إلى أسطوانة الحفارة. نتيجة لذلك، فإنها توفر تحكمًا دقيقًا في حركة الحفارة. غالبًا ما تُتحكم الصمامات التناسبية إلكترونيًا لتمكين التحكم الدقيق في وظيفة الحفارة.

المواصفات والصيانة

فيما يلي بعض المواصفات المتعلقة بأنواع صمامات الحفارة الهيدروليكية.

• معدل التدفق

  غالبًا ما يتم قياس سعة أو معدل صمام هيدروليكي في نقل السوائل أو السوائل عبر قطعة من المعدات باللتر أو الغالونات في الدقيقة، LPMP أو GPMP. يحدد معدل تدفق الصمامات الهيدروليكية سرعة التشغيل والتحكم.

• تصنيف الضغط

  يُحدد كل صمام حفارة تصنيف ضغط، مما يشير إلى أقصى ضغط يمكن للمكون تحمله في النظام الهيدروليكي. يُقاس التصنيف بالجنيه لكل بوصة مربعة (psi)، ويجب أن يتطابق مع ضغط النظام الهيدروليكي ليعمل بشكل جيد وتجنب حالات الفشل أو الحوادث.

• درجة حرارة التشغيل

  تعمل الصمامات الهيدروليكية في نطاق درجة حرارة محدد. يجب الحفاظ على مواصفات درجة الحرارة هذه، وإلا فقد تتلف المكونات أو تفشل في العمل بشكل صحيح.

• المادة

  تُصنع مكونات صمامات الحفارة الهيدروليكية من مواد يمكنها التعامل مع الضغوط الناتجة عن تشغيل معدات الحفارة، والتي تتطابق جسديًا مع أنواع الصمامات. غالبًا ما تُستخدم سبائك معدنية قوية جدًا في بناء الصمامات لكي تتمكن الحفارة من تحمل الاستخدام الثقيل.

• التوافق

  كل مكون صمام في النظام الهيدروليكي للحفارة متوافق مع سوائل هيدروليكية محددة. سيُحدد دليل مستخدم الحفارة نوع السائل الصحيح للاستخدام. يضمن ذلك تفاعل الصمام والسوائل الهيدروليكية بشكل مناسب ولا تتطور أي عيوب أو أعطال.

• طريقة التشغيل

  قد يتم تشغيل أو التحكم في صمامات الحفارة الهيدروليكية بواسطة طرق مختلفة لتدفق السائل الهيدروليكي. قد يشمل ذلك الضوابط اليدوية، أو المشغلات الكهربائية، أو الضوابط التجريبية، اعتمادًا على نوع الصمام وتصميمه.

نصائح الصيانة

• تنظيف صمامات الحفارة- يجب أن يكون تنظيف صمامات الحفارة بشكل منتظم ودقيق ممارسة قياسية. يساعد ذلك على الحفاظ على سلامة المعدات والمشغل، ويعزز الأداء الهيدروليكي العام، ويطيل عمر الصمام الوظيفي. يساعد تنظيف مكونات صمامات الحفارة الهيدروليكية بشكل عميق على إزالة الانسدادات ومنع الانسدادات التي تُضر بالنظام الهيدروليكي.
• تنظيف شاشات المرشح- اعتاد على تنظيف شاشات المرشح على فترات منتظمة. تُزيل شاشات المرشح الأوساخ والحطام الأخرى من السائل الهيدروليكي، مما يسمح للسائل النظيف غير الملوث بالمرور.
• استبدال السائل الهيدروليكي- اعتاد على استبدال السائل الهيدروليكي في صمام الحفارة بانتظام. يمكن أن يتسبب السائل الهيدروليكي القذر في إتلاف المشغلين والحفارات وأنظمة الصمامات نفسها. من المستحسن الرجوع إلى دليل مستخدم المعدات لمعرفة كيفية استبدال السائل الهيدروليكي بشكل صحيح في صمامات الحفارة.
• صيانة خراطيم الحفارة- يجب فحص خراطيم الحفارة الهيدروليكية بانتظام بحثًا عن الانسدادات أو الشقوق أو أي علامات مرئية للتلف. من خلال معالجة هذه المشكلات على الفور أو على فترات منتظمة، يمكن للسوائل الهيدروليكية أن تتدفق بسرعة وكفاءة عبر أنظمة الصمامات.
• الفحوصات المهنية المتكررة- يجب فحص صمامات الحفارة الهيدروليكية وأنظمتها من قبل متخصصين كل فترة. وذلك للتأكد من عدم وجود مشكلات كامنة أو متنامية في مكون الصمام أو أنظمة السوائل الهيدروليكية التي يتم تفويتها.

السيناريوهات

سيعرف موردو صمامات الحفارة أن الحفارات تُستخدم بشكل أساسي في مجال البناء، وهو السيناريو الأكثر شيوعًا المذكور أعلاه. ومع ذلك، هناك العديد من سيناريوهات الاستخدام الأخرى المثيرة للاهتمام لصمامات الحفارة والحفارات ذات الصمامات.

• الزراعة: يستخدم المزارعون أو المهنيون الزراعيون الحفارات الهيدروليكية لإعداد الأرض والصرف والتجريف وعمليات الزراعة. يمكن أيضًا استخدام الحفارات ذات الملحقات المتخصصة مثل حوامل البالات المستديرة لمعالجة البالات.
• التعدين في الحفر المفتوحة: في صناعة التعدين، تُستخدم الحفارات للتعدين في الحفر المفتوحة أو التعدين السطحي لإزالة الغطاء، وتحميل خام أو فحم على الشاحنات، وحفر الحفر. تساعد التذبذبات الهيدروليكية في التعامل مع مواد مثل خام والفحم والحصى، بينما توفر حركات الزاحف الاستقرار على الأسطح غير المستوية.
• إعادة تأهيل الأراضي: في مشاريع إعادة تأهيل الأراضي حيث تتضمن المناطق الأرضية المفقودة أو إنشاء جزر جديدة الحفر تحت الماء وعلى الأرض، فإن الحفارات هي الآلات المفضلة. في هذا السيناريو، قد تُستخدم دلاء الحفارة لخلط التربة وإزالة الرواسب، بينما تتحكم الصمامات الهيدروليكية في حركة عمليات الحفر.
• الهدم: تُستخدم الحفارات الهيدروليكية مع ملحقات خاصة مثل المقصات أو الكسارات بشكل شائع في هدم المباني. بدلاً من تفكيك الهياكل يدويًا باستخدام الطرق التقليدية، تجعل الحفارات الهيدروليكية عمليات الهدم أسرع وأكثر أمانًا. كما تُستخدم في تفكيك المنشآت الصناعية ومصانع الاستخراج والمصافي.
• إغاثة الكوارث: تُصبح الحفارات من أول المستجيبين القيّمين بعد الكوارث الطبيعية مثل الزلازل والانهيارات الأرضية والفيضانات، من بين أمور أخرى. تُستخدم لتنظيف الحطام، وصنع طرق مؤقتة لفرق الإنقاذ، واستخراج الأفراد المحاصرين، وبالتالي تسهيل عمليات الإنقاذ. غالبًا ما تُستخدم الحفارات ذات الدلاء والمقصات الهيدروليكية والكاسرات أثناء عمليات البحث والإنقاذ.

كيفية اختيار صمامات الحفارة الهيدروليكية

تتحكم الصمامات الهيدروليكية في تدفق وضغط السائل في الدائرة الهيدروليكية لتشغيل وظائف مختلفة في الحفارة. تُختار بشكل أساسي بناءً على مواصفات طراز الحفارة ونظام الهيدروليك لضمان التوافق. تشمل العوامل الأخرى التي يمكن مراعاتها تطبيق الحفارة وبيئة العمل، وسجل الصيانة والاستبدال للصمامات الهيدروليكية في الحفارة، وسعة الحفارة في التعامل مع الحمولات، وضغط ونسبة تدفق النظام الهيدروليكي، وأبعاد التركيب.

تعمل صمامات الحفارة الهيدروليكية وفقًا لتصنيفات ضغط وتدفق معينة. غالبًا ما تُشار إليها بضغوط التشغيل القصوى التي يجب ألا تتجاوز قيمًا محددة. يجب أن تكون متوافقة مع النظام الهيدروليكي للحفارة للتحكم في السائل عند الضغوط ومعدلات التدفق المحددة. ستلعب وظائف الحفارة، ونوع الصمام المستخدم، وإمكانية التشغيل عند أقصى ضغط هيدروليكي دورًا في تحديد أقصى ضغط تشغيل لكل صمام هيدروليكي قيد النظر.

تُعدّ صمامات الدوران وصمامات المكبس وصمامات البوبّت وصمامات الكرة أنواعًا شائعة من الصمامات الهيدروليكية، ولكل منها مناسبة لغرض وتطبيق مختلف. تُستخدم صمامات الدوران بشكل أساسي لاختيار السائل واتجاهه، بينما تتحكم صمامات المكبس في تدفق واتجاه السائل عن طريق تغيير موضع المكبس داخل الصمام. تُفتح صمامات البوبّت وتُغلق تحت الضغط لمنع التدفق العكسي، بينما تستخدم صمامات الكرة الهيدروليكية للحفارة كرة كروية بها ثقب للتحكم في تدفق السائل في خطوط مستقيمة. يمكن أن تساعد دراسة وظيفة هذه الأنواع من الصمامات في اختيار الأنسب منها لغرض الحفارة.

مستودع صمامات الحفارة الهيدروليكية: تُجمع صمامات الحفارة الهيدروليكية أحيانًا في مجموعة، وهي عبارة عن كتلة واحدة تحتوي على منافذ صمام متعددة. من الأسهل تركيب الصمامات في مجموعة ولها تصميم مدمج. توفر الصمامات المنفصلة مرونة أكبر لأن الحفارات يمكن أن تغير وظائفها عن طريق تغيير تكوين الصمام. أياً كان الخيار الذي يتم اتخاذه، يجب أن يكون الاعتبار الرئيسي هو طريقة استخدام الحفارة. إذا كان من الضروري التعامل مع مهام مختلفة في بيئات متنوعة، فقد يكون اختيار صمامات منفصلة أكثر ملاءمة، حيث توفر المرونة لتغيير التكوين حسب الحاجة.

أسئلة شائعة عن صمامات الحفارة الهيدروليكية

س1: ما هي الصمامات الموجودة على الحفارة؟

ج1: يتم التحكم في الحفارة بواسطة أنواع مختلفة من الصمامات الهيدروليكية. تشمل هذه صمامات التحكم في التدفق، وصمامات التدقيق، وصمامات تخفيف الضغط، وصمامات التحكم التناسبي، وصمامات التحكم الاتجاهي.

س2: ما هي وظيفة الصمام في الحفارات الهيدروليكية؟

ج2: وظيفة الصمام الهيدروليكي هي التحكم في تدفق وضغط السائل الهيدروليكي داخل النظام الهيدروليكي للحفارة. من خلال القيام بذلك، تُضبط الصمامات حركة وقوة مكونات الحفارة الهيدروليكية، مثل الذراع والذراع والدلو.

س3: كم عدد أنواع الصمامات الهيدروليكية المختلفة؟

ج3: هناك العديد من أنواع الصمامات الهيدروليكية المختلفة. يمكن تصنيفها، مثل صمامات التحكم الاتجاهي، وصمامات التحكم في التدفق، وصمامات التحكم في الضغط، وصمامات التحكم التناسبي.