شیر فشار شکن چیست؟ (مزایا و معایب استفاده)

در صنعت برای حفظ ایمنی بیشتر تجهیزات تحت فشار، از شیرهای فشار شکن استفاده میشود.

حتما برای شما هم جالب است که با نحوه کارکرد و اجزا این شیرها آشنا شوید.

در ادامه با عملکرد این شیرها، انواع و مزایا و معایب آن آشنا خواهیم شد.

#1 شیر فشار شکن چیست؟ (P.R.V)

ساده‌ترین تعریفی که می‌‌توان از شیرهای فشارشکن (pressure relief valves) ارائه داد این است که
این شیرها به طور اتوماتیک یا دستی افزایش فشار زیاد و متغیر ورودی را کاهش می‌دهند و
به فشار ثابت خروجی تبدیل می‌کنند.

#2 وظیفه شیرهای فشار شکن

هر گاه شرایطی رخ دهد که باعث شود فشار در یک سیستم تا سطح خطرناکی افزایش یابد، شیر فشارشکن می‌تواند تنها وسیله‌ای باشد که
از خرابی فاجعه‌ بار جلوگیری کند.

بهره‌گیری از انواع شیر های فشار شکن با کاهش فشارهای ناخواسته در شبکه به مقدار زیادی از هدر رفتن سیال و یا انرژی جلوگیری خواهد کرد و
می‌‌تواند بسیاری از هزینه‌های انتقال را کاهش دهد.

#3 عملکرد شیرهای فشارشکن

عملکرد شیرهای فشار شکن بر طبق کنش و واکنش میان دو نیروی متضاد مجاور یکدیگر است.

نیروی به وجود آمده از سوی سیال (فلش سبز) سبب بستن مسیر جریان می شود و
نیروی مخالف (فلش قرمز) از سوی فنر گرفته و تمایل به باز کردن مسیر جریان دارد.

هر دو نیرو با هدف خنثی سازی همدیگر وارد عمل می شوند و
به علت خاصیت واکنشی متغیر فنر که متناسب با تغییرات ورودی طراحی شده، فشار خروجی به صورت پایدار باقی خواهد ماند.

#4 مزایا و معایب شیرهای فشارشکن

از مزایای شیرهای فشارشکن می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1. طراحی آن ها بسیار ساده و با هزینه کم انجام می شود.
2. نگهداری از شیرهای فشار شکن آسان است.
3. نشتی خارجی را تا حد بسیار زیادی کاهش می دهد.
4. برای بارگذاری در شیر به هیچ نیروی خارجی نیاز نیست.
5. به دلیل عدم وجود بسته بندی، نشتی خارجی و هم چنین منبع اصطکاک بالا حذف می شود.
6. قابل‌ استفاده برای مایعات، گازها و بخارها می باشند.

شیر های فشارشکن در کنار مزایای فوق دارای معایبی نیز هستند که از جمله میتوان موارد زیر را برشمرد:

1. برای کارکرد صحیح حتما باید محیط کنترلی کاملا تمیز باشد.
2. هنگامی که افت فشار در شیر کم می شود، رگولاتورها قابلیت کنترل را از دست می دهند زیرا
   محیط، قدرت عملکرد کافی را نمی تواند تامین کند.
3. رگولاتورها توانایی سازگاری با بی صدایی/ کاواک زایی را ندارند.

#5 نحوه نصب شیرهای فشار شکن

• پیش از نصب تمامی شیرهای سیستم را باز میکنیم تا هوای داخل سیستم لوله کشی کاملا تخلیه گردد.
• جهت تسهیل در امر تعمیر و نگهداری باید دو عدد شیر قطع و وصل در دو طرف شیر فشار شکن نصب کنید.
• حتما باید طبق جهت رسم شده شیرهای فشار شکن را نصب کنید.
  مانند شکل بالا می توان شیرهای فشار شکن را به دو روش افقی و عمودی نصب کرد.
• فشار خروجی مورد نظر را می توان با پیچاندن پیچ فنر بالایی شیر فشار شکن مطابق شکل تنظیم نمود
  (ساعتگرد برای افزایش فشار خروجی و پاد ساعتگرد جهت کاهش فشار خروجی)

#6 انواع شیرهای فشارشکن

مهم‌ترین نکته که در انتخاب شیرهای فشار شکن که باید به آن توجه شود، محل استفاده از شیر و اطلاع از نحوه مصرف سیال است.

با توجه به این نکته، شیر های فشار شکن بر حسب نوع عملکرد به دو نوع عملکرد مستقیم و عملکرد پایلوت دار تقسیم می شود.

همچنین شیرهای فشارشکن از نظر نوع سیالی که در آن جریان می‌یابد نیز به دو نوع هیدرولیک و نیوماتیک تقسیم می شود.

#1-6 شیر فشارشکن عملکرد مستقیم

در این مدل، یک المان حساس برای کاهش فشار وجود دارد که
وظیفه ی راه اندازی شیر به طور مستقیم را بر عهده دارد.

ساختمان این شیر ساده و کوچک است و هم چنین دارای وزن کمی می باشد و
برای کنترل جریان های کم، بسیار کارآمد است.

کاربرد شیر فشار شکن عملکرد مستقیم

از کاربردهای این نوع از شیرهای فشار شکن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1. صنعت مواد غذایی
2. تجهیزات لباس شویی
3. سیستم استرلیزه کردن بخار
4. تجهیزاتی که از هوا با فشار کم استفاده می کنند

#2-6 شیر فشارشکن عملکرد پایلوت

این نوع از شیرها به دلیل دارا بودن پایلوت به کاهش فشار واکنش نشان داده و
به طور مستقیم شیر را به کار می اندازند.

به تبع آن شیر اصلی نیز توسط فشار کاری پایلوت کنترل شده و به کار می افتد.

شیرهای پایلوت برای ثابت نگه داشتن جریان های بالا و کنترل آن پیشنهاد می شوند.

این نوع شیر فشار شکن در دو نوع دیافراگمی و پیستونی ساخته می شوند.

1) شیر فشارشکن پایلوت دار دیافراگمی

آنچه باعث به کار افتادن شیر اصلی می شود، دیافراگم بزرگی است که در این نوع از شیرها وجود دارد.

مقدار cv بالایی که در این نوع از شیر اعمال می شود سبب می شود تا
نوسان کاهش فشار را حتی در زمانی که جریان را کنترل می کند، به حداقل رساند.

در حقیقت عملکرد مشابهی با شیرهای کنترلی دارد.

به دلیل حفظ نرخ جریان های بالا و هم چنین کنترل شیر اصلی توسط دیافراگم بزرگ، این شیر قادر به کاهش فشار زیادی است.

2) کاربرد شیر فشار شکن پایلوت دار دیافراگمی

1. صنعت ساختمان سازی
2. امکانات سایت
3. تجهیزات تهویه مطبوع

3) شیرهای فشارشکن پایلوت دار پیستونی

در قسمت عملیاتی شیر اصلی این نوع از شیرهای فشار شکن یک پیستون تعبیه شده است.

این نوع از شیرها به طور معمول در خطوط بخار کاربرد دارند و کنترل بسیار بالایی در کاهش فشار با میزان نوسان MPA 0.05 یا کمتر دارند.

شیرهای پیلوت دار پیستونی مقاومت بالا و محدوده گسترده عملیاتی در کاهش و افزایش جریان دارند و
کنترل شیر اصلی توسط پیستون انجام می شود.

4) کاربرد شیرهای فشارشکن پایلوت دار پیستونی

شیرهای فشار شکن پایلوت دار پیستونی در صنایع بسیاری به کار می روند که
از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. صنعت ساختمان
2. تجهیزات تهویه مطبوع
3. امکانات سایت
4. آبیاری و کشاورزی

#3-6 شیر فشار شکن هیدرولیکی

در یک سیستم هیدرولیک وظیفه تنظیم جریان بر عهده شیر فشار شکن هیدرولیک می باشد.

نحوه عملکرد این نوع از شیرها به این صورت است که یک اهرم دستی به شیر متصل است و
کنترل جریان سیال را انجام می دهد.

شیرهای فشار شکن هیدرولیکی از انواع رایج و پر کاربرد در صنعت هستند.

کاربرد شیرهای فشار شکن هیدرولیک

شیرهای فشار شکن هیدرولیکی در صنایع بسیاری به کار می روند که
از جمله آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. صنایع سیمان
2. صنایع خودروسازی
3. صنایع فولاد و ….

#4-6 شیر فشار شکن نیوماتیک

نحوه کارکرد این نوع از شیرهای فشار شکن به این صورت است که
توسط یک سنسور، میزان فشار جریانی که از شیر عبور میکند اندازه گرفته می شود و
به کنترلر ارسال می شود.

قطعات جانبی مانند عملگر، پوزیشنر و کنترلر سبب می شود تا این نوع شیرها بتوانند افت فشار زیادی را ایجاد کنند.

کاربرد شیر فشارشکن نیوماتیک

1. صنعت خودروسازی
2. صنایع کشاورزی
3. صنعت چوب
4. صنایع غذایی
   و…