شیر فشارشکن به صورت خودکار، فشار زياد و متغير ورودي را، به فشار كم و ثابت خروجي تبديل مي كنند و چنانچه در شبكه بعد از شير فشارشكن، مصرف آب وجود نداشته باشد براي جلوگيري از انباشته شدن فشار استاتيك، شير فشار شكن به طور اتوماتيك جريان را قطع مي كند. فشارشکن ها عامل مهمی در ایمنی سیستم هستند و سلامت سایر اجزا را تضمین می‌کند.
فهرست مطالب
شیر فشارشکن چیست ؟
همانطور که از نام این قطعه پیدا است وسیله ای است برای شکستن فشار. در یک سیستم سیالی کنترل فشار مدار از اهمیت بالایی برخوردار است. این سازه عامل مهمی در ایمنی سیستم است و سلامت سایر اجزا را تضمین می‌کند. در طراحی یک مدار هیدرولیکی، پمپ که عامل ایجاد فشار است معمولا با ضریب توان بالاتری درنظر گرفته می‌شود و فشار ایمن ولازم برای عملکرد سیستم از طریق فشار شکن تعیین می‌شود.
لازم بذکر است مانومتر یا همان فشار سنج هیدرولیک وسیله ای مکمل برای تنظیم فشار است. شیر فشار شکن، فشار سیال عبوری از آن را کم می کند و هم چنین برای ثابت نگه داشتن فشار در خروجی شیر استفاده می شود و در نتیجه فشار خروجی سیال از فشار ورودی آن کمتر می باشد. شیرهای فشار شکن به طور خاص جهت کاهش فشار آب ورودی به شبکه طراحی شده اند.
به طور معمول فشار آب خروجی از مخازن بسیار بالا بوده و جهت ورود به سیستم لوله کشی آب مصرفی خانگی مناسب نیست. شیر فشار شکن ، به طور معمول نزدیک کنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب از لوله اصلی آب شهر نصب می شود تا فشار های زیاد و تغییرات فشار آب شهر را تقلیل دهد.این شیرها دارای یک پیچ مخصوصی تنظیم فشار هستند که بوسیله آن فشار خروجی شیر تنظیم می شود. توجه داشته باشید که قبل از شیر به صافی نیاز داریم. استفاده از لوله کنار گذر به سمت قسمت فشار ضعیف نیزمی تواند موجب تنظیم فشار شود.
نحوه عملکرد شیر فشارشکن
نحوه عملکرد شیرهاي فشارشکن بر اساس کنش و واکنش دو نیروي متضاد مجاور یکدیگر است. نیروي ناشی از فشار آب ( فلش سبز) تمایل به بستن مسیر جریان دارد و نیروي مخالف ( فلش قرمز) از فنر گرفته شده و تمایل به باز کردن مسیر جریان دارد. هر دو نیرو در راستاي تمایل خنثی کردن یکدیگر هستند. به علت خاصیت واکنشی متغیر فنر که متناسب با تغییرات ورودي طراحی شده، فشار خروجی به صورت پایدار خواهد بود.
تقسیم بندی از نظر سیال کاربری
شیر فشارشکن هیدرولیکی
شیر فشارشکن هیدرولیک وظیفه تنظیم جریان سیال در یک سیستم هیدرولیک را دارد. یک اهرم دستی به شیر متصل است که وظیفه کنترل جریان سیال را دارد . این نوع شیرها از انواع رایج و پر کاربرد در بازار می باشند. شیر فشارشکن هیدرولیک در صنایع زیر کاربرد دارد:
- صنایع سیمان
- صنایع خودروسازی
- صنایع فولاد
شیر فشارشکن پنوماتیک
این شیر به علت داشتن قطعات جانبی مانند عملگر، پوزیشنر و کنترلر افت فشار زیادی را ایجاد می کند. فشار جریان سیال عبوری از شیر به وسیله سنسور حس شده و به کنترلر ارسال می شود.کاربرد شیر فشارشکن پنوماتیک در صنایع زیر کاربرد دارد:
- صنایع کشاورزی
- صنایع خودروسازی
- صنایع غذایی
- صنایع چوب
تقسیم بندی از نظر عملکرد
شیر فشارشکن عملکرد مستقیم
این نوع شیر یک المان حساس برای کاهش فشار دارد که به طور مستقیم شیر را به کار می اندازد. این شیر ساختمان ساده کوچکی دارد و دارای وزن کمی می باشد و برای کنترل جریان های کم فوق العاده می باشد.کاربرد اصلی این شیر در صنایع غذایی، تجهیزات لباس شویی، سیستم استرلیزه کردن بخار و تجهیزاتی که از هوا با فشار کم استفاده می کنند، است
شیر فشارشکن با عملکرد پایلوت
که دارای پایلوت می باشد که به کاهش فشار حساس می باشد و به طور مستقیم شیر را به کار می‌اندازد. شیر اصلی توسط فشار کاری پایلوت کنترل و به کار می افتد. این شیر برای نرخ جریان های بالا و کنترل ثابت پیشنهاد می شود. این نوع شیر در دو نوع دیافراگمی و پیستونی موجود می‌باشد.
نوع دیافراگمی
دارای یک دیافراگم بزرگ می‌باشد که شیر اصلی را به کار می اندازد. این مدل شیر مقدار cv بالایی دارد که نوسان کاهش فشار را حتی در زمانی که جریان را کنترل می‌کند، به حداقل می‌رساند. در واقع عملکرد مشابهی به شیرهای کنترلی دارد. به علت کنترل نرخ جریان های بالا و با توجه به اینکه شیر اصلی توسط دیافراگم بزرگ کنترل می‌شود، این شیر قادر به کاهش فشار زیادی می‌شود. کاربرد: ساختمان سازی، امکانات سایت، تجهیزات تهویه مطبوع
نوع پیستونی
دارای یک پیستون می‌باشد که در قسمت عملیاتی شیر اصلی نصب شده است. این شیر به طور گسترده در خطوط بخار به کار می رود و کنترل فوق العاده ای در کاهش فشار با نوسانات MPA 0.05 یا کمتر دارد. این شیر مقاومت فوق العاده و محدوده گسترده عملیاتی از مقادیر کم تا مقادیر زیاد جریان را دارد و شیر اصلی توسط پیستون کنترل می شود. کاربرد: ساختمان سازی، تجهیزات تهویه مطبوع، امکانات سایت و آبیاری
مفاهیم کاربردی
مفهوم بالاترين فشار
وقتی شير فشارشکن در حالت كاملا باز قرار مي گيرد و حداكثر ظرفيت تخليه خود را داشته باشد، بالاترین فشار بوجود می‌آید. این فشار بالاتر از فشار نقطه تنظيم (Set pressure) است و با توجه به كاربردهای مختلف، مقدارش متفاوت مي باشد. طبق استاندارد BS 5500 اين میزان اختلاف فشار را در مورد سيستم هاي بخار و گاز مساوی حداكثر 10% درصد فشار تنظيمي شير اطمينان در نظر مي گيرد. در فرآيندهاي كه امکان دارد در اثر ازدياد فشار به محصول و يا قطعات خسارتي وارد شود از شيرهاي اطمينان استفاده می‌شود تا از بروز خسارات جلوگيري کند.
مفهوم پايين ترين فشار
مقدار اختلاف فشار پايين تر از نقطه تنظيم یا ست پرشر شير اطمينان است كه جهت بسته شدن محكم و كامل شير اطمينان پس از باز شدن و سپس برگشت سيستم به فشار عادي مورد احتياج مي باشد. اين پارامتر را Reset Differential می‌گویند. طبق استاندارد مذكور ميزان فشار حداقل حدود 10% است. با توجه به نوع سيستمی که طراح انتخاب می‌کند مقادير فشار حداکثر و فشار حداقل تغییر می‌کند.
مزایا و معایب شیر فشارشکن
مزایا
- طراحی ساده
- هزینه تولید کم
- قابلیت نگهداری آسلن
- کاهش نشتی خارجی
- هیج نیروی خارجی برای بارگذاری در شیر نیاز نیست.
- عدم وجود بسته بندی ساقه، نشتی خارجی و هم چنین منبع اصطکاک بالا را حذف می کند.
معایب
- محیط کنترلی باید کاملا تمیز باشد.
- رگولاتورها قابلیت کنترل را هنگامی که افت فشار در شیر کم می شود را ازدست می دهند زیرا محیط قدرت عملکرد کافی را تامین نمی کنند.
- رگلاتورها نمیتوانند با بی صدایی/ کاواک زایی سازگار شوند.
