تامین امنیت در سیستم های لوله کشی صنعتی از اهمیت زیادی برخوردار است. بروز هرگونه مشکلی در این سیستم ها نه تنها خسارت های مالی بلکه خسارات جانی زیادی نیز به همراه دارد. برخی از این مشکلات در نتیجه افزایش فشار جریان سیالات در لوله ها و شبکه ها اتفاق می افتد. جهت جلوگیری از بروز این مشکلات از جمله شکستگی یا ترکیدگی لوله ها تجهیزاتی با نام شیرهای فشار شکن مورد استفاده قرار می گیرند. اما اهمیت استفاده از شیر فشار شکن چیست؟
شیرهای فشار شکن تجهیزاتی جهت ثابت نگه داشتن فشار سیال در سیستم های لوله کشی، انواع کمپرسور باد، پمپ های هیدرولیک و دیگر سیستم های انتقال سیالات هستند. استفاده از این قطعات جهت افزایش ایمنی سیستم و جلوگیری از صدمه به سایر اجزا اهمیت دارد. بخش مهمی از عملکرد صحیح و افزایش سلامت سایر اجزای سیستم انتقال سیالات در صنایع مختلفی چون کشاورزی، آب و فاضلاب، غذایی، ساختمان و … به استفاده از این شیرها در سیستم مربوط می شود. با افزایش فشار سیال در سیستم های لوله کشی، این شیرها به صورت خودکار باز شده و مانع از بروز خساراتی چون نشتی یا جدا شدن لوله ها می شوند.
شیر فشار شکن چیست؟
شیر فشار شکن یا P.R.V یکی از قطعات مهم برای جلوگیری از آسیب به سیستم های لوله کشی و افزایش طول عمر آنهاست. این قطعه در سیستم های سیال محور کاربرد دارد و نقش آن حفظ فشار ثابت خروجی و در نهایت تضمین سلامت و عمر بالای ادوات است. زمانی که فشار ورودی به سیستم بالا می رود، این قطعه به طور اتوماتیک باز شده و برای کاهش فشار به یک مقدار مطلوب و مجاز، بخشی از جریان را از سیستم خارج می کند.
شیرهای فشار شکن به عنوان قطعات حفاظت کننده تجهیزات و سیستم های صنعتی در برابر فشارهای زیاد ناخواسته یا ناهماهنگ تلقی می شوند و در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، نیروگاه ها و تجهیزات حرارتی کاربرد فراوانی دارند.
انواع شیر فشار شکن
این قطعات حفاظت کننده فشار با توجه به عملکرد و نوع سیال شامل انواع مختلفی می شوند
انواع P.R.V از نظر نوع سیال
شیرهای فشارشکن با توجه به نوع سیال به دو دسته پنوماتیک و هیدرولیک تقسیم می شوند:
- هیدرولیکی: این نوع شیرهای فشارشکن مختص سیستم های هیدرولیک هستند و از طریق یک اهرم دستی متصل به شیر به تنظیم جریان سیال در این سیستم ها کمک می کنند. عمده کاربرد این شیرها در صنایع فولاد، خودرو و سیمان است.
- پنوماتیک: در این مدل از شیرها تنظیم فشار جریان سیال از طریق سنسور و کنترلر انجام می شود. سیستم های دارای این مدل شیر به دلیل داشتن برخی قطعات جانبی چون پوزیشنر و کنترلر افت فشار زیادی را در جریان سیال ایجاد می کنند. شیرهای فشار شکن پنوماتیک عمدتا در صنایع غذایی، کشاورزی کاربرد دارند.
انواع شیر فشارشکن از نظر عملکرد
- عملکرد مستقیم: این نوع شیر فشارشکن ساده ترین ساختار شیرهای تقلیل فشار است. یک المان حساس به کاهش فشار در این مدل تعبیه شده است که به طور مستقیم شیر را فعال می کند. کاربرد اصلی این مدل شیرهای فشار شکن کنترل جریان سیال با فشار کم است.
با استفاده پیچ موجود تعبیه شده روی شیر و استفاده از فشارسنج های نصب شده در خط بخار می توان میزان تقلیل فشار مورد نظر را تنظیم کرد. این شیرها عمدتا در صنعت غذایی، سیستم های استریلیزه کردن بخار و تجهیزات استفاده کننده از هوایی با فشار اندک استفاده می شوند.
- عملکرد پایلوت: این مدل مجهز به پایلوتی است که به کاهش فشار واکنش نشان داده و در نتیجه آن شیر وارد عمل می شود. در شیرهای فشارشکن پایلوت دار تنها مقدار اندکی از جریان بخار می تواند وضعیت شیر را تغییر دهد. هر گونه تغییر کوچکی در فشار ورودی به شیر باعث ایجاد تغییرات قابل توجهی در جریان اصلی می شود. ویژگی دیگر این مدل شیرها کنترل دقیق فشار و مستقل بودن خروجی شیر از تغییرات فشار ورودی است.
شیرهای فشار شکن پایلوت دار در تجهیزاتی که کنترل دقیق جریان بخار یا فشار مورد نیاز است، کاربرد دارند. این شیرها در دو مدل دیافراگمی و پیستونی طراحی می شوند:
- دیافراگمی: این نوع شیرهای فشارشکن پایلوت دار مجهز به دیافراگمی بزرگ هستند که شیر اصلی را فعال می کند. در این شیرها به دلیل نرخ جریان بالا و کنترل شیر اصلی توسط دیافراگم کاهش فشار زیادی را ایجاد می شود. بیشترین کاربرد این مدل در سیستم های تهویه مطبوع و صنعت ساختمان سازی است.
- پیستونی: در این مدل کنترل فعالیت شیر اصلی از طریق یک پیستون انجام می شود. شیرهای فشار شکن پیستونی عمدتا در خطوط بخار به کار می روند. مقاومت بالایی دارند.کاهش فشار با نوسان حداکثر 0.05 مگاپاسکال را کنترل می کنند. کاربرد اصلی آنها در سیستم های آبیاری و تهویه مطبوع است.
شیر فشار شکن چگونه عمل می کند؟
عملکرد شیرهای فشار شکن مبتنی بر دو نیروی متضاد هم یعنی نیروی حاصل از فشار آب و نیرو حاصل از فشردگی فنر است. هر یک از این نیروها نیرویی در خلاف جهت به دیگری وارد می کند تا یکدیگر را خنثی کنند. در نهایت فشار آب خروجی از شیر فشار شکن به دلیل خاصیت واکنشی متغیر فنر به حالت پایدار در می آید.
نحوه نصب و تنظیم شیر فشار شکن
نصب این شیرها در سیستم های لوله کشی به دو صورت موازی و سری انجام می شود.
- در حالت موازی شیرها به صورت موازی نصب می شوند. در این وضعیت با مشکل دار شدن یا خارج شدن یکی از شیرها از سیستم، به دلیل وارد شدن شیر دیگر عملکرد سیستم متوقف نمی شود.
- در روش سری نصب شیرهای فشار شکن به صورت پشت سر هم انجام می شود. این نوع نصب باعث می شود تا در زمانی که فشار سیستم بالاست، کاهش فشار طی چند مرحله انجام شود.
تنظیم شیر فشار شکن یکی از مراحل مهم جهت استفاده از این قطعه است. تنظیم با گیج فشار بهترین نحوه انجام این فرایند است که در مراحل زیر صورت می گیرد:
- در گام اول باید شیرهای زیر مانومترها باز شوند.
- سپس درپوش پایلوت برداشته شده و مهره و پیچ های آن با آچار شل شوند.
- جهت افزایش و کاهش فشار پایین دست به ترتیب پیچ سر پایلوت در جهت حرکت عقربه های ساعت و خلاف جهت آن چرخانده شود.
- مهره و پیچ های پایلوت محکم شوند و سپس درپوش آن گذاشته شود.
- در نهایت شیرهای گازی زیر مانومتر بسته شوند.
- با اتصال مانومتر به بخشی از بدنه شیر فشارشکن که فشارسنج تعبیه شده است می توان فشار خروجی را اندازه گیری کرد.
مزایا و معایب شیر فشار شکن
مهم ترین مزیت استفاده از این شیرها تنظیم فشار خروجی و ثابت نگه داشتن آن و جلوگیری از آسیب حاصل از فشار بالای آب است. این قطعه باعث کاهش نشتی و صرفه جویی مصرف آب می شود. سایر مزایای استفاده از این قطعه عبارت است از:
- بهبود عملکرد تجهیزات مختلف و افزایش عمر سیستم
- عمیر و نگهداری آسان
- هزینه تولید پایین و مقرون به صرفه بودن شیر
- عدم نیاز به نیروهای خارجی برای کنترل فشار
- صرفه جویی در مصرف انرژی
و معایب آن:
- ورود اجسام خارجی به شیر و افت کارایی آن (نصب یک صافی قبل از شیر فشار شکن به جلوگیری از این مشکل کمک می کند.)
- در دسترس نبودن قابلیت کنترل رگلاتورها در زمان افت فشار شیر
در پایان
شیر فشار شکن چیست؟ شیرهای فشار شکن یکی از قطعات ضروری در سیستم های انتقال سیالات به ویژه لوله کشی های صنعتی هستند. طراحی این تجهیزات به گونه ای است که فشار زیاد و متغیر سیال درون سیستم های لوله کشی را به فشار کمتر و ثابت تبدیل می کنند. استفاده از این تجهیزات نقش مهمی برای ثابت نگه داشتن فشار و جلوگیری از آسیب های حاصل از افزایش آن چون مصرف بیش از حد سیال و انرژی و نشتی سیستم ایفا می کند.
کاربرد این شیرها در شبکه ها و خطوط انتقال آب برای بهره برداری موثرتر ار خطوط انتقال، حذف هزینه های اضافی، کاهش هدر رفت سیال در سیستم و در نهایت افزایش راندمان و بهره وری اهمیت بالایی دارد.
انواع مختلفی از مدل ها و برندهای این تجهیزات در بازار موجود است. برای صرفه جویی در هزینه و دستیابی به بهترین نتیجه در عملکرد سیستم بهتر است برندهای برتر این تجهیزات را خریداری کرد.
من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.
