صمامات تفريغ

أنواع صمامات الفراغ

صمام الفراغ هو جهاز ينظم تدفق الهواء داخل وخارج غرفة الفراغ. قد يكون لأنواع مختلفة من صمامات الفراغ وظائف مميزة، لكنها جميعها بشكل عام تنظم ضغط الفراغ في النظام.

تُعد صمامات الفراغ ضرورية للحفاظ على مستوى الفراغ المطلوب في مختلف التطبيقات، وتأتي بأنواع مختلفة:

• صمام الإغلاق التلقائي: يُفتح الصمام التلقائي نظام الفراغ إلى الغلاف الجوي عند عدم استخدام النظام. ومع ذلك، عند تشغيل الطاقة في النظام، يُغلق الصمام على الفور ويمنع تدفق الهواء إلى الغرفة. يُستخدم هذا الصمام عند الحاجة إلى تشغيل سريع للنظام.
• صمام الإغلاق اليدوي: يُتحكم صمام الفراغ اليدوي في الهواء في نظام الفراغ من خلال مقبض يمكن للمشغلين فتحه وإغلاقه. يُستخدم هذا النوع من الصمامات على نطاق واسع في التطبيقات التي يمكن للمشغلين التحكم اليدوي بالصمام فيها.
• صمام الملف اللولبي: يشتمل هذا النوع من الصمامات على جهاز كهروميكانيكي يستخدم ملفًا ودافعًا لفتح وإغلاق الصمام. يعمل نوع صمام الملف اللولبي إلكترونيًا ويتحكم في الفراغ، مما يسمح بأوقات استجابة سريعة وتنظيم دقيق للفراغ.
• صمام مُشغل بالطيار: يُعرف أيضًا باسم صمام السيرفو، وهو صمام فراغ كبير يستخدم صمامًا أصغر (صمام طيار) للتحكم في الصمام الرئيسي. يُساعد فرق الضغط بين مدخل ومخرج الصمام على إبقاء مقعد الصمام مغلقًا. عند عدم تشغيل نظام الفراغ، يُفتح الصمام تلقائيًا، مما يمنع تكون فراغ عند عدم الحاجة إليه.
• صمام الفراشة: يحتوي هذا الصمام على قرص في المنتصف يدور لفتح أو إغلاق الصمام. يُنظم موضع القرص تدفق الهواء، مما يسمح بالتحكم الدقيق في ضغط الفراغ.
• صمام الكرة: تُوفر صمامات الفراغ الكروية طريقة بسيطة وفعالة للتحكم في أنظمة الفراغ. لديها كرة بها ثقب في المنتصف يدور لفتح أو إغلاق الصمام. تُوفر صمامات الفراغ الكروية مانع تسرب محكم عند إغلاقها لمنع أي تسرب للهواء إلى غرفة الفراغ.

وظيفة وميزات صمامات الفراغ

• تحكم مُحسّن:

  تُتيح صمامات التحكم في الفراغ تنظيمًا دقيقًا لمستويات الفراغ، وهو أمر ضروري للحفاظ على ظروف المعالجة المتسقة في أنظمة الفراغ. تُمكن هذه الصمامات المشغلين من ضبط مستويات الفراغ بدقة، مما يضمن الأداء الأمثل لمختلف التطبيقات.

• مراقبة المستوى:

  تلعب صمامات مقياس الفراغ دورًا مهمًا في قياس ومراقبة ضغوط الفراغ. من خلال توفير قراءات الضغط، تُساعد هذه الصمامات المشغلين على تقييم أداء النظام وتحديد أي شذوذ قد تتطلب الاهتمام. تُعد مراقبة ضغط الفراغ بشكل منتظم أمرًا ضروريًا للتشغيل الآمن والفعال.

• سلامة الختم:

  صُممت صمامات ختم الفراغ للحفاظ على سلامة ختمات الفراغ. تُمنع تسرب الهواء أو الغاز إلى الغرفة المختومة، مما قد يُضعف مستوى الفراغ المطلوب. من خلال ضمان الختم المناسب، تُساهم هذه الصمامات في فعالية وكفاءة أنظمة الفراغ.

• الحماية:

  تُعد صمامات التخفيف لتطبيقات الفراغ ضرورية لحماية أنظمة الفراغ من مستويات الفراغ المفرطة. تُفتح هذه الصمامات تلقائيًا لتخفيف ضغط الفراغ عند تجاوزه للحدود الآمنة، مما يمنع تلف المعدات ويضمن سلامة الأفراد.

• العزل:

  تُعد صمامات عزل الفراغ مكونات لا غنى عنها في أنظمة الفراغ. تُستخدم لعزل أقسام أو غرف محددة من النظام عند الحاجة إلى الصيانة أو الإصلاحات. من خلال السماح بعزل مناطق معينة، تُسهل هذه الصمامات العمل على نظام الفراغ دون تعطيل التشغيل العام.

• تنوع التطبيقات:

  تُستخدم صمامات الفراغ على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك معالجة الأغذية، والصيدلة، والفضاء الجوي. تُستخدم في التعبئة بالفراغ، وإزالة الغازات، والترشيح، وغيرها من العمليات التي تتطلب التحكم في الضغط الجوي. مع توفر أنواع مختلفة لتطبيقات محددة، تلعب صمامات الفراغ دورًا حاسمًا في الحفاظ على مستويات الفراغ المطلوبة وضمان التشغيل الفعال لأنظمة الفراغ عبر مختلف الصناعات.

تطبيقات صمامات الفراغ

من المتوقع أن يصل سوق صمامات الفراغ العالمي إلى 946.0 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2028، بنمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 7.3% من عام 2021 إلى عام 2028. يُعزى هذا النمو إلى زيادة تطبيقات صمامات الفراغ في مختلف الصناعات. تُستخدم صمامات الفراغ في مختلف الصناعات التي تتطلب تنظيم الغاز أو السوائل تحت ظروف الفراغ:

• صناعة أشباه الموصلات: تُستخدم أنظمة الفراغ على نطاق واسع في تصنيع أشباه الموصلات لإنتاج مستويات الفراغ المطلوبة للعمليات الحرجة مثل الترسيب الكيميائي للبخار، وتآكل البلازما، وزراعة الأيونات، والرش. تلعب صمامات الفراغ دورًا مهمًا في الحفاظ على مستويات الفراغ في النظام. تُعد صمامات الحافة الحادة وصمامات بوابة الفراغ هي الأكثر استخدامًا.
• التطبيقات الصناعية والتصنيعية: يُغطي هذا القطاع مجموعة واسعة من الصناعات، بما في ذلك الأغذية والمشروبات، والكيميائيات، والصيدلة، والنفط والغاز، وغيرها الكثير. تُستخدم صمامات الفراغ في تعبئة المنتجات، ومناولة المواد، وعمليات التجفيف، والتقطير بالفراغ، والترشيح بالفراغ، من بين أمور أخرى. تُساعد على إنشاء وصيانة بيئة فراغ، مما يضمن كفاءة العملية وحفظ المنتج وسلامة المعدات في هذه الصناعات.
• البحث والتطوير: تُستخدم المختبرات ومؤسسات البحث أنظمة الفراغ لإجراء التجارب، والاختبار، ومختلف التطبيقات في البحث والتطوير. تُتيح هذه الصمامات الفراغ التحكم في أنظمة الفراغ وعزلها، مما يُمكن الباحثين من إنشاء وتلاعب بظروف الفراغ للتجربة والتحليل. يمكن أيضًا تطبيق صمامات الفراغ في المعدات مثل مطياف الكتلة، المجاهر الإلكترونية، غرف الفراغ، وغيرها من الأجهزة المختبرية التي تعمل تحت ظروف الفراغ.
• الطلاء بالفراغ والطلاء: في الصناعات التي تُشارك في الطلاء بالفراغ، ترسب الطبقة الرقيقة، معالجة السطح، أو الطلاء الكهربائي تحت الفراغ، تنظم هذه الصمامات ظروف الفراغ اللازمة لعمليات الطلاء.
• المعدات الطبية والرعاية الصحية: في التطبيقات الطبية، يمكن استخدام صمامات الفراغ في أنظمة الشفط، وأجهزة التنفس الصناعي، والبخاخات، وغيرها من معدات الرعاية الصحية التي تعمل باستخدام الفراغ. تُساعد هذه الصمامات على التحكم في ضغط الفراغ والحفاظ عليه اللازم لعملها بشكل صحيح.

كيفية اختيار صمامات الفراغ

تأتي صمامات الفراغ بميزات متنوعة تُساعد في تحديد فعاليتها في إنتاج وصيانة فراغ. فيما يلي بعض الاستراتيجيات التي يجب وضعها في الاعتبار عند اختيار صمامات الفراغ.

• مستوى الفراغ: يُعد هذا أول عامل يجب مراعاته لأن تطبيقات الفراغ تتطلب مستويات فراغ مختلفة. بالنسبة لتطبيقات الفراغ المنخفض، تكفي وظائف الفراغ البسيطة لأداء الوظيفة. بالنسبة لتطبيقات الفراغ العالي، يحتاج المستخدمون إلى صمامات فراغ مصممة للعمل عند مستويات فراغ عالية.
• نوع الصمام:
  

  سَيُحدد تطبيق الفراغ نوع الصمام الذي يجب اختياره. على سبيل المثال، تُعد صمامات الكرة الفراغية هي الأفضل للتطبيقات التي تحتاج إلى ختم محكم ووظائف تشغيل وإيقاف سريعة. تُعد صمامات البوابة مناسبة لتطبيقات القطع. تُعد صمامات الكرة مثالية لختم الفراغ، وهي تُستخدم على نطاق واسع في تطبيقات متنوعة. تُستخدم صمامات Globe الفراغ للخانق أو تنظيم السوائل. من المهم ملاحظة أن بعض الصمامات تؤدي أكثر من وظيفة. على سبيل المثال، يمكن لصمام الكرة خانق السائل إلى جانب وظائفه الأخرى.

  بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصنيف صمامات الفراغ وفقًا لميزاتها ووظائفها وتصميماتها إلى صمامات مُتحكمة بالسيرفو، وصمامات متعددة المنافذ، وصمامات الكرة V، من بين أمور أخرى.

• المواد:
  

  مادة صمام الفراغ مهمة لأنها تُؤثر على قوة الصمام ومتانته ومقاومته للتآكل. على سبيل المثال، تُعد صمامات الفراغ المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ قوية ومتينة ومقاومة للتآكل. تُستخدم غالبًا في صناعات الأغذية والصيدلة لأنها تُلبي معايير النظافة. تُعد صمامات الفراغ المصنوعة من النحاس مقاومة للتآكل ولكن قد لا تُستخدم في التطبيقات ذات مستويات الفراغ العالية. تُعد صمامات الفراغ البلاستيكية خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل ولكنها تُوفر قوة ومتانة منخفضتين.

  تشمل المواد الأخرى الفولاذ الكربوني والبرونز ومُسبكات المعادن، وكل منها له نقاط قوته ونقاط ضعفه.

• الحجم:
  

  تُتوفر صمامات الفراغ بأحجام مختلفة، لذا يجب على المشترين معرفة متطلبات الحجم لتطبيقهم. يمكن أن يؤدي اختيار الحجم الخاطئ إلى وظيفة غير مناسبة. على سبيل المثال، يمكن أن تُصبح الصمامات الأصغر انسدادًا عند محاولة خدمة سعة كبيرة، ويمكن أن تُؤدي الصمامات الأكبر إلى أداء ضعيف عند خدمة سعة صغيرة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الهدر والتكاليف الإضافية.

• اتصالات النهاية:
  

  تُتوفر صمامات الفراغ بأنواع مختلفة من اتصالات النهاية، لكن الأكثر شيوعًا هي الاتصالات الملحومة والملحقة. تُعد اتصالات النهاية الملحومة صمامات فراغ ذات خيوط ذكر أو أنثى على كلا الطرفين تُمكنها من الاتصال بالأنابيب ذات الخيوط المتوافقة. تُستخدم فقط لتطبيقات الفراغ المنخفض. تُعد اتصالات النهاية الملحقة ذات سطح مسطح به ثقوب للترباس إلى ملحق آخر. تُعد مثالية لتطبيقات الفراغ العالي.

• درجة حرارة التشغيل:
  

  خذ درجة الحرارة في الاعتبار بالإضافة إلى مستوى الفراغ في التطبيق. لكل صمام تصنيف درجة حرارة يُشير إلى درجة الحرارة التي يمكنه تحملها دون تشوه أو فشل. يمكن أن يؤدي استخدام صمام ذي تصنيفات درجة حرارة غير مناسبة إلى فشل الصمام أو تسربه.

• معايير الصناعة:
  

  يُعد اختيار صمامات الفراغ التي تُلبي معايير الصناعة أمرًا بالغ الأهمية لأنها تُضمن السلامة والامتثال. على سبيل المثال، لديها بعض الصناعات مثل الأغذية والصيدلة لوائح صارمة تتطلب استخدام صمامات فراغ تُلبي معايير محددة.

أسئلة وأجوبة حول صمامات الفراغ

س1: ما مدة استخدام أنابيب الفراغ؟

ج1: يمكن لأنابيب الفراغ أن تصل إلى ما يصل إلى 20,000 إلى 30,000 ساعة من الاستخدام قبل أن تحتاج إلى استبدال. تُعد عمرها الطويل وقدرتها على الاستبدال دون إجراء تغييرات كبيرة على الدوائر الكهربائية أمرًا مرغوبًا فيه للغاية.

س2: لماذا تُستخدم صمامات الفراغ؟

ج2: تُتحكم صمامات الفراغ في تدفق الغاز في فراغ. تُستخدم عند إنشاء فراغ بإزالة الهواء أو منع دخول الهواء إلى حاوية أو غرفة. تُساعد على الحفاظ على مستوى الفراغ المطلوب عن طريق التحكم في التسربات.

س3: ما الفرق بين الفراغ والصمام؟

ج3: يشير صمام الفراغ إلى صمام فراغ، وهو جهاز يستخدم ضغط الفراغ لتشغيل السوائل والتحكم فيها. بشكل عام، يُعد الفراغ هو الحالة أو المساحة التي يكون فيها الضغط منخفضًا. يُعد أيضًا مصطلحًا مرادفًا للصمام الذي يستخدم الضغط الجوي للإغلاق ضد مقعده.