فشار شکن ( Pressure Reducing Valve )

فشار شکن ( Pressure Reducing Valve )

فشار شکن (Pressure Reducing Valve) چیست؟

فشارشکن (پرشرسوییچ)

همانطور که از نام این قطعه پیدا است وسیله ای است برای شکستن فشار. شیر فشار شکن، فشار سیال عبوری از آن را کم می کند و هم چنین برای ثابت نگه داشتن فشار در خروجی شی 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.

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 و لازم 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. در یک مدار هیدرولیکی مثل جرثقیل که از چندین مکانیزم تشکیل شده است گاهی از چندین فشار شکن استفاده میشود. برای مثال در جرثقیل 20 تن کاتو، یک طبقه از طبقات پمپ بطور اختصاصی به وینچ تعلق دارد که در طول مسیر برای ایمنی بیشتر در دو مرحله مورد تنظیم فشار قرار میگیرد ابتدا در ورود به شیر و بعد در ورود به هیدرو موتور که در مرحله دوم فشار شکن به همراه سوپاپ یکطرفه در یک پکیج همراه است اما عموما فشار شکن دوم با ضریب بیشتر ثابت میشود تا عملا در مواقع غیر ضروری تاثیری در فشار نداشته باشد و فشار لازم در همان مرحله ورود به شیر تنظیم شود. خود فشار شکن انواع متفاوتی دارد و در جرثقیل از نوعی استفاده شده که در هنگام اعمال فشار بیش از حد فشار تثبیت شده و سیال اضافی به تانک باز می گردد. ولی باید بخاطر داشت که فشار شکن برای ایمنی است و نباید مدار در زمان طولانی تحت اعمال فشار بیش از ظرفیت قرار گیرد چون شکست فشار موجب استحکاک سیال و در نهایت حرارت میشود. عیوب متداول در فشار شکن با افت فشار دستگاه (کم زور شدن دستگاه) نمایان میشود و در این حالت در صورت بکار گیری جرثقیل سیال با گرما نیز روبرو می شود. لازم به توضیح است گرما و کاهش فشار عامل تعیین کننده دال بر خرابی فشارشکن نیست و برای تعیین قطعه معیوب تست فنی لازم است .

انواع فشار شکن ( شیر کاهنده فشار )

1-این شیرها از نظر نوع عملکرد به دو دسته عملکرد مستقیم (Non pilot) و عملکرد پایلوت دار ( Pilot operated valve ) می باشند .

۲- از نظر سیال کاربری به دو دسته هیدرولیک و پنوماتیک تقسیم می شوند.

۱-۱) شیر فشار شکن ( شیر تقلیل فشار ) 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.

۱-۱-۱) کاربرد شیر فشار شکن عملکرد مستقیم

• صنایع غذایی

• تجهیزات لباس شویی

• سیستم استرلیزه کردن بخار

• تجهیزاتی که از هوا با فشار کم استفاده می کنند .

۱-۲) شیر فشار شکن پایلوت دار

این شیردارای پایلوت می باشد که به کاهش فشار حساس می باشد و به طور مستقیم شیر را به کار می اندازد. 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 وپیستونی موجود می باشد .

۱-۱-۲) شیر فشارشکن پایلوت دار نوع دیافراگمی

دارای یک دیافراگم بزرگ می باشد 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 می کند، به حداقل می رساند ، این شیر قادر به کاهش فشار زیادی می شود .

۱-۱-۱-۲) کاربرد شیر فشار شکن پایلوت دار نوع دیافراگمی

• ساختمان سازی

• امکانات سایت

• تجهیزات تهویه مطبوع

۲-۱-۲) شیر فشارشکن پایلوت دار نوع پیستونی

دارای یک پیستون می باشد که در قسمت عملیاتی شیر اصلی نصب شده است. 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 .

۱-۲-۱-۲) کاربرد شیر فشارشکن پایلوت دار نوع پیستونی

• ساختمان سازی

• تجهیزات تهویه مطبوع

• امکانات سایت

• آبیاری و …

هم چنین شیر های فشار شکن از نظر سیال کاری به دو دسته هیدرولیک و پنوماتیک تقسیم می شوند .

۱-۲) شیر فشار شکن هیدرولیکی

شیر فشار شکن 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 بازارمی باشند.

کاربرد شیر فشار شکن هیدرولیک

• شیر فشار شکن هیدرولیک در صنایع مختلف زیر به کار می رود .

• صنایع سیمان

• صنایع خودروسازی

• صنایع فولاد و ….

۲-۲) شیر فشار شکن 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

• صنایع کشاورزی

• صنایع خودروسازی

• صنایع غذایی

• صنایع چوب و …

نحوه عملکرد شیر فشار شکن

نحوه عملکرد شیرهای فشار شکن بر اساس کنش وواکنش دو نیروی متضاد مجاور یکدیگر است. نیروی ناشی از فشار آب ( فلش سبز) تمایل به بستن مسیر جریان دارد و نیروی مخالف ( فلش قرمز) از فنر گرفته شده و تمایل به باز کردن مسیر جریان دارد. هر دو نیرو در راستای تمایل خنثی کردن یکدیگر هستند. به علت خاصیت واکنشی متغیر فنر که متناسب با تغییرات ورودی طراحی شده، فشار خروجی به صورت پایدارخواهد بود.

مزایا و معایب شیر فشار شکن

مزایا :

• طراحی ساده

• هزینه تولید کم

• قابلیت نگهداری آسان

• 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.

شیرهای کنترل فشار هیدرولیک :

کاربرد شیرتنظیم فشار هیدرولیک

این گروه از شیرها کاربردهای متنوع و گوناگونی دارند :

1- ثابت نگه داشتن حداکثر فشار روغن در سیستم

2- تنظیم فشار روغن برای شاخه هایی از سیستم که نیاز به فشار کمتری دارند.

3- بهره برداری در فعالیتهایی که لازمه آنها ( تغییر در فشار کارکرد ) است.

ویژگیهای مشترک انواع شیرهای کنترل فشار:

1- این شیرها بر اساس تعادلی که بین بین فشار روغن و نیروی فنر، حاصل می شود عمل می کنند.

2- این شیرها در گروه شیرهایی با ( وضعیت پذیری نامحدود ) هستند.

3- این شیرها را به صورت متداول، یا با نوع اتصالشان یا با اندازه و ظرفیتشان و یا با دامنه فشار فشار کارکردشان، دسته بندی می کنند.

4- این شیرها را برمبنای وظیفه شان نامگذاری می نمایند، نظیر ( شیر فشارشکن ) ، ( شیر قطع کننده ی جریان ) ، ( شیر ترتیبی ) و نظایر آن، معهذا دو گروه بسیار مهم در میان آنها وجود دارد که عبارتند از :

الف) شیرهای فشارشکن: با نیروی فنر بسته می شوند و با نیروی روغن باز می شوند.

ب) شیرهای کاهنده ی فشار، که با نیروی فنر باز می شوند و با نیروی روغن بسته می شوند.

5- تمام شیرهای کنترل فشار، از نوع شیرهای ( دوراهه ) بوده و همواره در حالت نرمال و غیر فعال خود یا ( بسته کامل ) یا ( باز کامل ) می باشند.

طریقه نصب

1- قبل از نصب تمامی شیرهاي سیستم را باز کرده تا هواي درون سیستم لوله کشی تخلیه شود.

2- دو عدد شیر قطع و وصلی در دو طرف شیر فشار شکن جهت تسهیل در امر تعمیر و نگهداري نصب کنید.

3- این شیر را به هر دو صورت افقی و عمودي ( بهتر است غیر از وارونه) نصب کرد.

4- شیر قطع و وصلی بالا دستی جریان را بسته و فشار خروجی مطلوب را با پیچاندن پیچ فنر بالایی شیر فشار شکن مطابق شکل (ساعتگرد براي افزایش فشار خروجی و پاد ساعتگرد جهت کاهش فشار خروجی) تنظیم کنید.

5- مقدار فشار خروجی را روي گیج فشار نصب شده، روي شیر فشار شکن می توان مشاهده نمود.

توصیه های ایمنی در مورد شیر فشار شکن

• بخار سیال متراکمی می باشد و حجم آن در واحد وزن هر قدر که فشارش کاهش یابد، افزایش می یابد. این ویژگی باعث می شود که افت فشار غیر قابل انتظاری در فشار بخار شود. کاهش فشار بخار تا یک حد مشخصی توسط شیر فشار شکن صورت می گیرد. بنابراین برای عدم اتفاق مشکلات غیر قابل انتظار در فشارهای کمتر که حجم افزایش می یابد، لطفا از لوله خروجی بزرگتری استفاده کنید.

• در ساختمان هاي چند طبقه نصب یک شیر فشار شکن در هر طبقه توصیه می شود. توجه داشته باشید که به ازای هر 10 متر افزایش ارتفاع، فشار Bar 1 کاهش مییابد.

• ذرات ریز موجود در خط می تواند بر کارکرد معمول شیر آسیب بزند، بنابراین بهتر است جهت داشتن عمري طولانی تر یک فیلتر کوچک قبل از آن نصب شود.

• در هنگام نصب یک شیر فشار شکن نزدیک به یک بویلر، افزایش دماي سیال سبب افزایش فشار در خروجی شیرفشارشکن میگردد. بنابراین نمیتواند همانند شیر فشارشکنی که در حالت بسته کار میکند، عمل کند. طبیعتاً افزایش فشار و انبساطی که درسیستم خواهیم داشت، نمیتواند به خودي خود آزاد گردد. حتما باید یک منبع انبساط میان یک شیر فشارشکن و بویلر جهت جذب این افزایش فشار نصب گردد.