شیر فشار شکن

شیر فشار شکن یک شیر خودکار است که برای کاهش هرگونه فشار اضافی در سیستم استفاده می شود. گاهی اوقات این شیر به عنوان پرشر رگلاتور نیز شناخته می شود. وظیفه اصلی شیر فشار شکن کاهش فشار بیشتر به پایین تر است. آنها معمولاً در صنایع آب ، بخار و نفت و گاز استفاده می شوند. شیر فشار شکن را می توان به عنوان یک شیر کنترل خودکار برای کاهش فشار ورودی نامنظم بیشتر به یک فشار خروجی ثابت و کاهش یافته بدون توجه به نوسانات فشار بالادست تعریف کرد. در این مقاله ، با عملکردها ، انواع ، کاربردها و مزایای شیر فشار شکن آشنا می شویم.

عملکرد شیر فشار شکن

یک شیر فشار شکن می تواند فشار را از طریق عملکرد خودکار خودکار بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی کنترل کند. وظایف اصلی شیر فشار شکن عبارتند از:

در سیستم های بخار، از شیر فشار شکن برای کنترل دقیق فشار پایین دست استفاده می شود. این شیر ها به طور خودکار کار کرده و فشار را برای ثابت نگه داشتن آن در طول نوسانات فشار تنظیم می کنند. شیر فشار شکن مناسب انتخاب شده را می توان برای حفاظت چکش آب تحت شرایط تعریف شده استفاده کرد. آن ها همچنین می توانند به عنوان شیرهای بای پس برای ذخیره سیستم در هنگام قطع برق استفاده شوند. شیر فشار شکن قادرند با سنجش فوری و تنظیم بر اساس فشار پایین دست اقدام سریع انجام دهند.

انواع شیر فشار شکن

یک شیر فشار شکن در یک سیستم بخار با متعادل کردن فشار بخار با یک فنر کار می کند. اکثر شیر فشار شکن مدرن با استفاده از این مفهوم اساسی تولید می شوند. بر اساس مکانیسم کنترل باز شدن سوپاپ، شیر فشار شکن به دو نوع طبقه بندی می شوند:

• شیر فشار شکن مستقیم
• شیر فشار شکن پیلوت دار

شیر فشار شکن مستقیم

شیر فشار شکن مستقیم برای بارهای کوچک که نیازی به کنترل دقیق فشار ندارند ایده آل هستند. آن ها در اندازه جمع و جور ، ارزان و نصب بسیار آسان تولید می شوند. با این حال، آن ها معمولاً در مقایسه با همتای پیلوت دار خود دارای تنوع بیشتری از فشار تنظیم شده هستند.  شیر فشار شکن مستقیم جهت نصب در محل استفاده طراحی شده اند. این ساده ترین نوع دریچه کاهنده فشار است که هم با دیافراگم مسطح و هم با باد شکم کار می کند. برای کارکردن نیازی به خط سنجش خارجی در پایین دست ندارد زیرا خودکار است. دقت PRV های مستقیم اثر به طور معمول (+/-) 10٪ نقطه تنظیم پایین دست است. در سوپاپ های کاهنده فشار مستقیم، حرکت فنر تنظیم به طور مستقیم در باز شدن سوپاپ کمک می کند. فشرده سازی فنر نیروی بازکنی را بر روی شیر فشار شکن ایجاد می کند که جریان را افزایش می دهد. با افزایش فشار در پایین دست، مساوی شدن با تغذیه فشار پایین دست در قسمت زیرین فنر تنظیم انجام می شود، جایی که نیروی رو به بالا آن در برابر فشار فنر متقابل است. نیروی فشاری فنر محدود است تا حساسیت کافی فنر با تغییرات فشار پایین دست برابر شود. این امر باعث می شود یک فشار ساده از طریق شیر کنترل شود. با این حال، سرعت بالای جریان می تواند باعث تغییر فشار شود.

شیر فشار شکن پیلوت دار

شیر فشار شکن پیلوت دار معمولاً برای بارهای بزرگتر که نیاز به کنترل فشار دقیق دارند استفاده می شود. آن ها پاسخ سریع تری به تغییرات بار ارائه می دهند و برای طیف وسیع تری از نرخ جریان در مقایسه با انواع مستقیم عمل می کنند. اندازه آن ها بزرگتر و پرهزینه است.

یک شیر فشار شکن توسط پیلوت از یک سوپاپ برای بارگذاری روی پیستون یا دیافراگم استفاده می کند که نیروی رو به پایین مورد استفاده برای بازکردن شیر اصلی بزرگتر را فراهم می کند. این به ظرفیت جریان بزرگتر با تغییرات فشار کمتر کمک می کند. با تعادل نیرو بین فنر تنظیم و فشار ثانویه، باعت کنترل شیر فشار شکن پیلوت دار می شود. این شیر پیلوت دار عمداً فشار را به پیستون یا دیافراگم شیر اصلی وارد می کند. نیروی رو به پایین ایجاد شده توسط این فشار جریان پیلوت با مساحت پیستون یا دیافراگم تقویت می شود که امکان باز شدن یک شیر اصلی بزرگتر را فراهم می کند و توانایی جریان بسیار بالا را فراهم می کند. با توجه به این تقویت ، یک تغییر کوچک در دهانه شیر فشار شکن پیلوت دار منجر به تغییر زیادی در جریان و فشار پایین دست از طریق شیر اصلی می شود. بنابراین کمی تغییر در نیروی تنظیم فنر بر روی پیلوت، پاسخ سریع را در طیف وسیعی از نرخ جریان انجام می دهد. مزیت اصلی شیر فشار شکن با استفاده از پیلوت ، پاسخ سریع و کنترل فشار پایین دست است. شیر فشار شکن پیلوت دار به دو دسته تقسیم می شوند:

شیر فشار شکن پیلوت دار داخلی که پیلوت و سوپاپ اصلی-در یک واحد است. این دقت +/- 5 % را ارائه می دهد.

شیر فشار شکن پیلوت دار خارجی که در آن دیافراگم های دوگانه جایگزین اپراتور پیستون طراحی داخلی شده است. این نوع شیر فشار شکن دقت +/- 1٪ را ارائه می دهد. تصویر شکل 1 اجزای شیر فشار شکن را نشان می دهد.

اجزای یک شیر فشار شکن توسط خلبان

کاربردهای شیر فشار شکن

شیر های فشار شکن در خدمات زیر استفاده می شود:

• خدمات هوا یا گاز

شیرهای فشار مستقیم و پیلوت دار برای خدمات هوا و گاز در سیستم های هوای فشرده، ابزارهای قدرت، سیستم های کنترل پنوماتیک و شیرهای کنترل برای سیستمهای ذخیره و توزیع گاز صنعتی استفاده می شود. انتخاب نوع شیر فشار شکن برای این خدمات بر اساس دقت کنترل مورد نیاز است.

• خدمات آب

شیر های فشارشکن  کاربرد گسترده ای در خدمات توزیع آب خانگی و صنعتی و سیستم های حفاظت از آتش پیدا می کنند. به طور کلی ، شیرهای کاهش فشار مستقیم برای این خدمات ترجیح داده می شود. در سناریوهای با تقاضای بالا، حفظ فشارهای سیستم بسیار دشوار می شود. در آن خطوط از شیرهای فشار شکن استفاده می شود که می تواند فشار پایین دست را تا حد قابل قبولی کنترل کند. ·

• خدمات بخار

اکثر شیرهای فشار شکن در کاربردهای بخار شامل تامین مستقیم بخار، موتورهای بخار و توربین ها استفاده می شود.

سایر خدمات :

شیرهای فشار شکن کاربردهای خود را در موارد زیر پیدا می کنند:

سیستم های روانکاری بلبرینگ در تجهیزات سنگین صنعتی و آسیاب های نورد

در پرس های هیدرولیک برای کنترل فشار قوچ

برای کنترل فشار در سیستم های سوخت و روغن

برای کاهش فشار در دستگاه های ضدعفونی کننده ، مرطوب کننده ها ، بخاری های واحد و تجهیزات کوچک فرآیند

مزایای شیر فشار شکن

مزایای اصلی شیر فشار شکن عبارتند از:

1. بدون نیاز به منبع تغذیه خارجی
2. عناصر اندازه گیری جداگانه یا کنترل کننده بازخورد مورد نیاز نیست.
3. طراحی ساده با هزینه کم
4. قابلیت اطمینان بالا و قابلیت نگهداری آسان
5. پاسخ سریع شیر فشار شکن در مقابل شیر اطمینان

تفاوتهای اصلی بین شیر فشار شکن و شیر اطمینان عبارتند از:

• شیرهای فشار شکن فشار تقریبا ثابت را در سمت پایین دست شیر ​​حفظ می کند. بنابراین ، این شیر فقط برای حفظ یا کاهش فشار بیشتر استفاده می شود. در حالی که شیرهای اطمینان برای محافظت از تجهیزات و سیستم ها در برابر فشار زیاد هنگامی که فشار سیستم یا تجهیزات از حد تعیین شده فراتر می رود ، استفاده می شود.
• شیر های فشار شکن بطور مداوم در خط كار می كنند در حالی كه شیرهای اطمینان تنها زمانی ظاهر می شوند كه از حد فشار تعیین شده فراتر رود.
• در شیر فشار شکن ، خط پیلوت فشار خروجی را حس می کند در حالی که در شیر فشار شکن ، خط پیلوت فشار ورودی را حس می کند.
• در شرایط عادی کار ، شیر فشار شکن در حالت باز است اما شیر تخلیه فشار در حالت بسته باقی می ماند.