שסתום כדור תלת-כיווני משמש לשליטה על זרימת המדיה בין שלושה צינורות. עקרון התפעול והתכונות המבניות שלו הובילו לשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים רבים. להלן מבוא מפורט לשסתומי כדור תלת-כיווניים:
הגדרה וסיווג
- הגדרה: שסתום כדור תלת-כיווני הוא שסתום בקרת נוזלים עם שלושה תעלות נוזלים. סיבוב הכדור נפתח וסוגר את השסתום ומשנה את כיוון הזרימה של התקשורת.
- סיווג: ניתן לסווג שסתומי כדור תלת-כיווניים כסוג מסוג T, סוג L ו- Y, תלוי במבנה שלהם. שסתום כדור תלת-כיווני מסוג T יכול לחבר בין שלושה צינורות אורתוגונליים ולחתוך את הערוץ השלישי, לספק גם הפחתת זרימה וגם פונקציות מתכנסות. שסתום כדור תלת-כיווני מסוג L יכול רק לחבר רק שני צינורות אורתוגונליים ואינו יכול לשמור בו זמנית על החיבור של הערוץ השלישי, ומשמש רק כמפיץ. ניתן לתכנן שסתום כדור תלת-כיווני מסוג Y עם יציאות הסחה של 120 מעלות ו -135 מעלות למיתוג מדיה.
עיקרון עבודה
העיקרון העובד של שסתום כדור תלת-כיווני מבוסס בעיקר על המבנה וההפעלה הייחודיים שלו:
- מושב כדור ושסתום: רכיב הליבה של שסתום כדור תלת-כיווני הוא כדור עם שלושה פתחים, שכל אחד מהם מחובר לשלושה צינורות. מושב הכדור והמסתם יוצרים משטח איטום, ומבטיח כי השסתום מונע דליפה כאשר השסתום סגור.
- גזע שסתום ומנגנון הילוכים: גזע השסתום מחובר לכדור, וסיבוב גזע השסתום מניע את הכדור. מנגנון הילוכים (כמו גלגל יד או מפעיל חשמלי) מניע את גזע השסתום.
- תהליך פתיחה וסגירה:
כדי לפתוח, סובב את גלגל היד נגד כיוון השעון (או הפעל את המפעיל החשמלי), וגורם לגזע השסתום לנוע בכיוון ההפוך. המשטח הזוויתי השטוח בתחתיתו מנתק את הכדור ממושב השסתום. גזע השסתום ממשיך לעלות ומתקשר אינטראקציה עם סיכת המדריך בחריץ הספירלי של גזע השסתום, וגורם לכדור להתחיל סיבוב ללא חיכוך עד שהוא מגיע למצב הפתוח לחלוטין.
כדי לסגור, סובב את גלגל היד בכיוון השעון (או השבת את המפעיל החשמלי), וגורם לגזע השסתום לרדת, ומאפשר לכדור לעזוב את מושב השסתום ולהתחיל להסתובב. המשך לסובב את גלגל היד, וגזע השסתום, מונחה על ידי סיכת מדריך משובצת בחריץ הספירלי שלו, מסתובב הן בגבעול והן בכדור 90 מעלות בו זמנית. קרוב לסגירה, הכדור כבר הסתובב 90 מעלות מבלי ליצור קשר עם מושב השסתום. הסיבובים הסופיים של גלגל היד מתנדנדים באופן מכני את הכדור על קרקעית הגבעול, לוחצים עליו בחוזקה על מושב השסתום והשגת חותם שלם.
מאפיינים מבניים
המבנה המשולב משתמש במושב שסתום בן ארבעה צדדים עם חיבורי אוגן לצורך אמינות גבוהה ועיצוב קל משקל.
- ביצועי איטום מצוינים: משטחי האיטום בין הכדור למושב מעובדים בקפדנות כדי להבטיח חותם מושלם.
- פתיחה וסגירה מהירה: סיבוב של 90 מעלות של הכדור משלים את פעולת הפתיחה והסגירה, מה שהופך את הפעולה לפשוטה ומהירה.
- חיי שירות ארוכים: שסתומי כדור תלת-כיווניים מציעים חיי שירות ארוכים, יכולת זרימה גבוהה והתנגדות נמוכה.
יישומים
בשל המבנה הייחודי והביצועים המצוינים שלהם, שסתומי כדור תלת-כיווניים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות, כולל אך לא רק:
- תעשיית נפט: משמשת לשליטה בזרימה והפצה של מדיה כמו נפט וגז טבעי.
- תעשייה כימית: בייצור כימי, שסתומי כדור תלת-כיווניים משמשים לבקרת זרימה והפצה של מדיה חומצית, אלקליין ומאכלת שונה.
- תעשייה מטלורגית: בתהליך התכת המתכת הפלדה והלא-ברזל, משמשים שסתומי כדור תלת-כיווניים כדי לשלוט בזרימה והפצה של מדיה בטמפרטורה גבוהה.
- ענף הכוח: בתחנות כוח תרמיות, שסתומי כדור תלת-כיווניים משמשים לשליטה על זרימת והפצה של מדיה כמו אדים ומים.
- תעשיות אחרות: שסתומי כדור תלת-כיווניים ממלאים גם תפקיד חשוב בצנרת תהליכים בתעשיות כמו תעשיית אור, תרופות, מזון, טקסטיל, ייצור נייר ומיזוג אוויר.
