בכל מערכת מורכבת לטיפול במים, רשת הצנרת היא כמו מערכת הדם של גוף האדם, מעבירה סוגים שונים של מים-לא מטופלים, בתהליך-ומטופלים. שסתומים הם צמתי הבקרה הכרחיים בתוך "מערכת הדם" הזו. הם שולטים במדויק על הכיוון, קצב הזרימה והלחץ של המים, ומבטיחים פעולה חלקה ויעילה של התהליך כולו. אנשים רבים עשויים בטעות שברז ביתי הוא שסתום, אבל במציאות, שסתום הוא מושג תעשייתי הרבה יותר רחב ומקצועי. כדי להבין באמת ולשלוט בפעולה של מערכות טיפול במים, צריך קודם כל הבנה ברורה של סיווגי שסתומים.
◄ סיווג לפי פונקציה ויישום
מנקודת המבט המעשית ביותר, אנו יכולים לסווג שסתומים על סמך ה"תפקיד" שהם ממלאים במערכת. זוהי שיטת הסיווג האינטואיטיבית והבסיסית ביותר, המשפיעה ישירות על בחירת השסתום והיישום.
שסתומי הפעלה/כיבוי:המשימה העיקרית של סוג זה של שסתום היאלפתיחה מלאה או סגירה מלאה של צינור, משמש לאפשר זרימה או לכבות אותה. הם בדרך כלל אינם משמשים לכוונון-עדין של קצבי הזרימה. בתהליכי טיפול במים, שסתומי שער נראים לעתים קרובות במקומות כמו צינורות ראשיים, כניסות ויציאות משאבות וצינורות חיבור למיכל אגירה;הם מתאימים ליישומים עם קצבי זרימה גבוהים שאינם דורשים פעולה תכופה.שסתומי כדורגם לקטגוריה זו. הם מציעים פעולת פתיחה וסגירה מהירה וביצועי איטום מעולים, מה שהופך אותם לשימוש נרחב ביישומים שבהם נדרשת אטימה הדוקה או כיבוי מהיר.
שסתומי בקרה:בניגוד לשסתומי הפעלה/כיבוי, תפקיד הליבה של שסתומי בקרה הואלווסת במדויק את קצב הזרימה או הלחץ של המדיום.לְדוּגמָה,במערכת מינון כימיקלים שבה יש לשלוט במדויק על קצב ההזנה של חומרים כימיים, יש צורך בשסתום בקרה. למרות שניתן להשתמש בשסתום גלובוס גם למטרות הפעלה/כיבוי, העיצוב שלו מתאים יותר לוויסות זרימה.
שסתומי הגנה: שסתומים אלו הם ה"שומרים" של המערכת. ביניהם,שסתום הסימוןפועל כ"דלת-חד כיוונית"; הוא מאפשר למים לזרום בכיוון אחד, אך מונע אוטומטית זרימה חוזרת שיכולה להתרחש עקב שינויי לחץ או השבתת משאבות, ובכך מגן על ציוד במעלה הזרם, כגון משאבות, מפני נזק. סוג נפוץ נוסף של שסתום מגן הואשסתום בטיחות או שסתום הקלה. כאשר לחץ המערכת עולה בצורה חריגה ועולה על ערך בטיחות מוגדר מראש, הוא נפתח אוטומטית כדי לשחרר חלק מהמדיום, ובכך לשמור על הצנרת והציוד.
◄ סיווג לפי מנגנון הנעה
כיצד מתבצעת פעולתו של שסתום? על פי מקור הכוח המניע, נוכל לחלק אותם לקטגוריות הבאות, הקובעות את רמת האוטומציה ושיטת הפעולה של המערכת.
שסתומים ידניים:הם מופעלים בכוח אנושי באמצעות גלגל יד, מנוף או מנגנון דומה.לשסתומים אלה יש מבנה פשוט, בעלות נמוכה ומתאימים למערכות בקנה מידה קטן- או למיקומים שבהם אין צורך לפתוח או לסגור אותם לעתים קרובות.
שסתומים מופעלים:במפעלי טיהור מים מודרניים נעשה שימוש נרחב בשסתומים מופעליםלהשיג בקרה מרכזית ותפעול אוטומטי.ניתן לסווג אותם עוד יותר על סמך מקור הכוח שלהם:
שסתומים חשמליים:מונעים על ידי מנוע חשמלי, הם קלים לשילוב עם שלטים ומערכות כמו PLC, מה שהופך אותם לסוג הנפוץ ביותר בבקרה אוטומטית.
שסתומים פניאומטיים:באמצעות אוויר דחוס כמקור הכוח שלהם, הם כוללים מהירויות הפעלה מהירות ומבנה פשוט יחסית, ולעתים קרובות משמשים אותם ביישומים הדורשים תגובה מהירה.
שסתומים הידראוליים:מונעים על ידי לחץ של נוזל כגון מים או שמן, הם יכולים לספק כוח הפעלה עצום ומשמשים בדרך כלל לשלוט על שסתומי לחץ גדולים או גבוהים-.
◄ מעבר לסיווג בסיסי: גורמי בחירה קריטיים
בנוסף לתפקוד ומנגנון ההנעה, ביישומים הנדסיים מעשיים, עלינו לשקול גם גורמים ממספר מימדים אחרים, הקובעים ביחד את הבחירה הסופית.
בחירת חומרים: אמצעי התקשורת בהם נתקלים בתהליכי טיפול במים הינם מגוונים, החל ממים גולמיים ומים מטופלים וכלה בשפכים ובוצה המכילים חומרים כימיים שונים, עם רמות קורוזיביות שונות מאוד. לכן, בחירת חומרי השסתום חשובה ביותר. חומרים נפוצים כולליםברזל רקיע, פלדת פחמן, פלדת אל חלד (כגון 304 ו-316L), כמו גם פלסטיקה הנדסית וחומרי ריפוד נגד קורוזיה-. בחירת החומר חייבת להתבסס על הערכה מקיפה של גורמים כמו התכונות הכימיות של המדיום, הטמפרטורה שלו ותכולת החלקיקים שלו.
תנאי הפעלה:סביבת הפעולה של השסתום-במיוחד, לחץ וטמפרטורה- היא שיקול מרכזי נוסף.שסתומים מסווגים לפי רמות הלחץ שהם יכולים לעמוד בהם, כגון שסתומי ואקום, שסתומים בלחץ נמוך-, שסתומי לחץ בינוני- ושסתומי לחץ גבוה-.באופן דומה,הם מסווגים לפי טווחי הטמפרטורה הרלוונטיים שלהם לשסתומי-טמפרטורות רגילות,-גבוהות וטמפרטורה-נמוכה.יתר על כן, הקוטר הנומינלי של הצינור קובע את בחירת גודל השסתום, כאשר יישומים במערכות טיפול במים נעים בין שסתומים קטנים בקטרים של כמה עשרות מילימטרים ועד שסתומים בקנה מידה גדול של כמה מטרים בקוטר.
לסיכום, סיווג שסתומים הוא מערכת רב-ממדית. הבנת שיטות הסיווג הללו אינה מיועדת רק לשינון טרמינולוגיה מורכבת, אלא כדי לאפשר ניתוח מקיף ממספר פרספקטיבות-תפקוד, בקרה, חומרים ותנאי הפעלה-כאשר עומדים בפני דרישות ספציפיות של תהליך טיפול במים. הדבר מאפשר בחירה במוצרי השסתומים המתאימים, החסכוניים והאמינים ביותר, ובכך מבטיח את פעולתה היציבה של מערכת הטיפול במים כולה.