شیر فشار شکن چیست؟ اصول کار، انواع مکانیکی و پنوماتیکی
شیر فشار شکن یا همان شیر کاهش دهنده فشار یکی از اصلی ترین تجهیزات صنعتی برای ایمنی و بهینه سازی انرژی است. وظیفه این شیر کاهش فشار بالای سیال مانند گاز و مایع است. شیر فشار شکن برای ایجاد ثبات و فشار ثابت در تجهیزات صنعتی طراحی شده. اصول کار آن بر اساس حسگر هایی است که فشار را اندازه گیری می کنند و فشار سیال را به حالت تنظیم شده و مورد دلخواه می رسانند. به طوری که فشار ورودی بالا را به فشار خروجی مشخص شده کاهش می دهند و از آسیب دیدن تجهیزات حساس مثل پمپ ها، لوله ها جلوگیری می کنند. حالا که متوجه شدید شیر فشار شکن چیست این را هم باید بدانید که شیر های کاهنده فشار به دو نوع مکانیکی و پنوماتیکی (پایلوت دار) تقسیم می شوند.
انواع شیر فشار شکن از نظر عملکرد
وجود شیر های فشار شکن در هر صنعتی حیاتی است چرا که باعث افزایش میزان تسلط ما بر روی فشار جریان سیال در خروجی سیستم می شود و به ما این امکان را می دهد تا متناسب با نیاز خود فشار را تنظیم کنیم. همان طور که گفته شد این شیر ها به دو دسته تقسیم می شوند. استفاده از این شیر ها در موقعیت های مختلف با توجه به عملکرد و نوع سیستم مختلف است که هر کدام از آنها عملکرد خاص خود و ویژگی متفاوتی با دیگری دارد. در ادامه به بررسی انواع شیر های تنظیم فشار می پردازیم و هر کدام را برای شما شرح می دهیم.
- شیر فشار شکن مکانیکی (مستقیم)
- شیر فشار شکن پنوماتیکی (پایلوت دار)
1. شیر فشار شکن مکانیکی (مستقیم)
بعد از آشنایی با اینکه “شیر فشار شکن چیست” نوبت به انواع آن رسید. شیر فشار شکن مکانیکی که به آن شیر تقلیل فشار مستقیم نیز گفته می شود؛ فشار خروجی را به طور مستقیم با یک المان ساده مانند فنر یا دیافراگم تنظیم می کند. هنگامی که فشار سیال از محدوده مورد نظر بیشتر شود، فنر یا دیافراگم جریان سیال را محدود می کند تا فشار دوباره به ناحیه مورد نظر برسد و کم شود. همچنین وقتی فشار سیال کم شود، فنر یا دیافراگم جریان سیال را بیشتر می کند تا فشار زیاد شود و به حالت استاندارد برگردد. این شیر ها طراحی ساده ای دارند و نگهداری و نصب آنها ساده و راحت است و هزینه کمتری نسبت به دیگر مدل ها دارد. این شیر ها به دلیل کنترل مستقیم برای سیستم های کوچک و جریان های کم مناسب هستند و در جریان های بالا و سیستم های بزرگ دقت کنترل آنها کم می شود.
2. شیر فشار شکن پنوماتیکی (پایلوت دار)
شیر های فشار شکن پنوماتیکی دارای یک شیر کوچک کننده هستند که پایلوت نام دارد. پایلوت فشار خروجی را اندازه گیری کرده و شیر اصلی را به صورت غیر مستقیم فعال می کند. این نوع طراحی باعث می شود که کنترل فشار با دقت بیشتری انجام شود و جریان های بالا سیال بدون مشکل تنظیم شوند. شیر های مکانیکی برای سیستم های بزرگ و صنعتی بسیار مناسب هستند و امکان کنترل دقیق فشار در شرایط مختلف را برای ما فراهم می کنند. نصب این نوع از شیر فشار شکن دارای پیچیدگی های خاص خود است که از معایب آن نسبت به مدل قبلی محسوب می شود. اما کنترل و تنظیم دقیق فشار جریان باعث می شود تا در صنایع بزرگ گزینه بهتری محسوب شود.
مزایا و معایب شیر فشار شکن
این شیر ها مزایا و معایب مربوط به خود را دارند. همانطور که تا الان گفته شد و متوجه شدید که شیر فشار شکن چیست و چه کاربردی دارد؛ باید بدانید که این شیر ها علاوه بر مزایایی که دارند دارای معایبی نیز هستند. در ادامه در یک جدول به صورت مقایسه ای مزایا و معایب شیر های کنترل فشار را به شما نشان می دهیم تا به خوبی متوجه این نکات بشوید.
مزایا | معایب |
محافظت از تجهیزات | حساسیت به آلودگی |
ثبات فشار خروجی | نیاز به تنظیم دقیق |
کاربرد وسیع | نیاز به بازرسی دوره ای |
صرفه جویی در انرژی | وابستگی به عوامل محیطی |
قابلیت تنظیم دقیق | افت فشار |
کاربرد های شیر فشار شکن
احتمالا این سوال برایتان پیش آمده که کاربرد های شیر فشار شکن چیست؟ شیر های تنظیم فشار در محیط های گوناگون کاربرد های متفاوتی هم دارند. این شیر ها با توجه به میزان فشار سیال و نحوه کنترل و تنظیم آن می تواند در مکان های مختلف کاربرد داشته باشد. در ادامه قصد داریم کاربرد های شیر فشار شکن در صنایع مختلف و مکان های مختلف را به صورت یک لیست به شما نشان دهیم. از جمله کاربرد های شیر تقلیل فشار عبارت است از:
- سیستم های آب و فاضلاب
- صنایع پتروشیمی
- صنایع غذایی و دارویی
- سیستم های گرمایشی و سرمایشی
- کشاورزی و آبیاری
- صنایع سیمان و فولاد
- سیستم های تهویه هوا
- صنایع خودروسازی
روش های نصب شیر فشار شکن
“شیر های فشار شکن” به دو روش افقی و عمودی نصب می شوند که در ادامه به بررسی هر یک از آنها به صورت جداگانه می پردازیم. البته شایان به ذکر است که قبل از نصب هر مدل برای جلوگیری از ورود ذرات و رسوبات به شیر، یک صافی قبل از آن نصب می شود. این روش کار را برای هر مدل از نصب می توان به کار گرفت.
نصب افقی
در نصب افقی شیر فشار شکن به موازات لوله بسته می شود و رایج ترین روش نصب است. این حالت بهترین دسترسی را به پیچ تنظیم فشار فراهم می کند و برای اکثر کاربرد های صنعتی و تاسیساتی مناسب است. همچنین نگهداری و تعمیرات در نصب افقی راحت است.
نصب عمودی
در نصب عمودی، شیر فشار شکن به صورت قائم روی لوله قرار می گیرد و معمولا زمانی از این روش نصب استفاده می کنیم که فضای افقی محدود باشد یا شرایط جریان سیال اجازه نصب افقی را ندهد. نصب عمودی ممکن است که دسترسی به پیچ تنظیم فشار را کمی دشوار کند اما برای برخی از سیستم ها و شرایط خاص گزینه مناسب تری است.
ساختار شیر فشار شکن
ساختار شیر فشار شکن به گونه ای است که بتواند فشار بالای سیال در جریان ورودی را با فشار ثابت و کنترل شده خارج کند. اجزای اصلی شیر کاهنده فشار عبارت است از:
- بدنه
- فنر تنظیم
- پیچ تنظیم
- دیافراگم یا پیستون
- نشستگاه یا سوپاپ
- فیلتر یا صافی داخلی
شیر های فشار شکن به دو نوع مکانیکی و پنوماتیکی دسته بندی می شوند.
برای تاسیسات بزرگ، شیر فشار شکن پنوماتیکی یا همان پایلوت دار مناسب است چرا که کنترل فشار را دقیق تر انجام می دهد.
محافظت از تجهیزات، ثبات فشار خروجی، کاربرد وسیع، بهینه سازی در انرژی و قابلیت تنظیم دقیق از مزایا شیر فشار شکن است.
حساسیت به آلودگی، نیاز به تنظیم دقیق، نیاز به بازرسی دوره ای، وابستگی به عوامل محیطی و افت فشار از معایب شیر فشار شکن است.
دو نوع نصب افقی و عمودی وجود دارد که نصب افقی راحت تر و مفید تر است.