برای جبران افت فشار از پمپ استفاده می شود. پمپ ها وظیفه افزایش فشار سیال را در لوله و اتصالات ایفا می کنند، اما همواره افزایش فشار به صلاح سیستم لوله و اتصالات نمی باشد. برای جبران افزایش فشار می بایست از شیرهای فشارشکن استفاده کرد، این نوع از شیر همانطور که از نام آن مشخص می باشد فشار ورودی را تا حد امکان و خواسته طراحی مهندسی را کاهش داده و ثابت نگه می دارد.
شیر فشارشکن مورد بررسی در این مقاله از جنس چدنی و متعلق به شرکت صنعتی میراب می باشد.

اثرات زیان بار فشار بالای سیال

مسلما همواره فشار بالای سیال برای ما مفید نخواهد بود و می تواند اثرات زیان باری برای سیستم پایپینگ و لوله و اتصالات داشته باشد .فشار بالای سیال می تواند لوله فلزی را در محل اتصالات از یکدیگر جدا کند به عنوان مثال زانویی فلزی به علت چرخش ۹۰ یا ۴۵ درجه ای که دارد همواره تحت تنش فشاری قرار میگیرد حال با فرض اینکه فشار سیستم بسیار بالا باشد و هنگام عبور از زانویی جوشی فلزی می تواند زانوی فلزی را از لوله فلزی جدا کن.
فشار بالای سیال می تواند به شیرآلات ، لرزه گیرهای لاستیکی و سایر اقلام پایپینگی نیز آسیب برساند و حتی باعث نشتی در محل اتصالات فلنج دار می شود .
حال برای جبران افزایش فشار و جلوگیری از اثرات زیان بار آن از شیرهای فشار شکن استفاده می شود. شیرهای فشارشکن میراب بر خللاف سایر شیرفشار شکن های چدنی دارای مزیت های فراوانی می باشد که در ادامه به این مزیت ها خواهیم پرداخت .

مختصری از شیر فشار شکن میراب

فشارتحملی: شیر فشارشکن میراب دارای حد تحملی فشار از ۱۰ بار الی ۴۰ بار می باشد .
سایز: شیر فشار شکن میراب در سایزهای متنوع و از سایز DN 50 الی DN 1000 می باشد .
طراحی بدنه شیر فشارشکن میراب به صورت کج یا افقی بوده و فرم داخل آن ها مناسب برای عبور جریان می باشد .شیر فشارشکن میراب دارای مدار فرمان می باشد که قسمتی از مدار فرمان را پایلوت تنظیم کننده فشار تشکیل می دهد .

قسمت فرمان شیر فشار شکن میراب

در شکل فوق نمای شماتیک از شیر فشار شکن میراب را مشاهده می کنید که قسمت فوقانی شیر مدار فرمان نام دارد که وظیفه کنترل و ثابت نگه داشتن فشار خروجی را دارد :

1.  لوله تحت فشار ورودی
2.  روزنه (اریفیس)
3.  پایلوت
4.  شیر کنترل جریان
5.  لوله تحت فشار خروجی
6.  شیر کروی
7.  نشان دهنده وضعیت دیسک شیر
8.  صافی

تمامی قسمت های نام برده در مدار فرمان از جنس استنلس استیل ۳۰۴ می باشد .

دلیل استفاده صافی در قسمت مدار فرمان

گاهی اوقات و با توجه به سیال مقداری املاح و ذرات معلق در آن وجود دارد که با توجه به سایز کوچک مدار فرمان امکان گرفتگی و عدم دقت بالای این قسمت از صافی استفاده می شود تا قبل از ورود به قسمت کنترل کننده فشار ، سیال کاملا تمیز و عاری از هرگونه ذرات معلق شود.

پایلوت تنظیم کننده فشار

به وسیله پایلوت می توان مقدار فشار خروجی را تنظیم کرد .در ابتدا و قبل از راه اندازی خط سیال می بایست پایلوت را تنظیم کرد تا مقدار فشار خروجی سیال را مشخص کنیم .

عملکرد پایلوت کنترل کننده فشار

همانطور که گفته شد به وسیله پایلوت فشار خروجی را تعیین میکنند و فشار خروجی فارق از فشار ورودی شیر فشارشکن می باشد لذا تغییرات در فشار خروجی هیچ اثری به فشار خروجی نخواهد گذاشت . حال اگر فشار خروجی افزایش و یا کاهش یابد پایلوت فشار خروجی را ثابت نگه می دارد . به طور کلی می توان گفت که پایلوت مخصوص فشارشکن وجود دارد که با توجه به تنظیم اولیه و با تاثیر گرفتن از فشار پایین‎دست، مقدار گشودگی شیر اصلی را تغییر داده و باعث ثابت ماندن فشار در پایین‎دست می‎شود. به عبارت دیگر پایلوت شیر فشارشکن از فشار پایین‎دست فرمان می‎گیرد.

قبل از تشریح عملکرد پایلوت کنترل کننده فشار مختصری از ساختمان شیر فشار میراب گفته می شود :
شیر فشارشکن دارای مجرای اصلی عبور سیال می باشد و قسمت فوقانی آن مخصوص عملکرد قسمت فرمان در صورت انحراف فشار ورودی از فشار اولیه می باشد ، حال در صورت تغییر فشار ورودی می بایست فشار خروجی ثابت بماند که ثابت نگه داشتن فشار خروجی از وظایف پایلوت کنترل کننده فشار می باشد بدین صورت که:

1. در صورت افزایش فشار ورودی سیال از فشار تنظیمی اولیه ، پایلوت نسبت به حالت اولیه بسته می شود که باعث بسته شدن شیر اصلی می شود و جریان کمتری عبور می کند در نتیجه فشار خروجی ثابت می ماند.
2. در صورت کاهش فشار ورودی سیال از فشار تنظیمی اولیه ، پایلوت نسبت به حالت اولیه بیشتر باز می شود و باعث باز شدن مجرای اصلی شیر می شود و جریان بیشتری عبور میکند تا فشار خروجی ثابت بماند.

نحوه باز و بسته شدن پایلوت کنترل کننده فشار

قسمت فرمان در ابتدا حاوی جریان سیال می باشد که با توجه به تنظیمات اولیه پایلوت دارای فشار خاص می باشد حال با توجه به تغییرات فشار مجرای اصلی جهت حرکت جریان در قسمت فرمان مشخص می شود و باز و بسته شدن مجرای اصلی ناشی از حرکت جریان سیال داخل قسمت فرمان می باشد.

مزیت استفاده از پایلوت در فشارشکن میراب

شیر فشارشکن میراب با دارا بودن پایلوت تنظیم کننده فشار به عنوان شیر کنترلی شناخته می شود و پس از تغییرات فشار در ورودی دیگر نیاز به مراجعه به شیر فشار شکن نمی باشد زیرا پیالوت تنظیم کننده فشار وظیفه تنظیم فشار خروجی را برعهده دارد ولی در سایر فشارشکن های بدون مدار فرمان فشار را به نسبت اولیه کاهش می دهد و در صورت افزایش فشار ورودی به شیر فشار خروجی نیز به همان نسبت افزایش می باشد که با توجه به شرایط طراحی اولیه ممکن است که فشار بالاتر از حد مجاز خروجی به سیستم لوله و اتصالات خساراتی وارد کند .

توضیحات

•  جهت عملکرد مناسب شیر فشارشکن میراب می بایست اختلاف فشار ورودی و خروجی سیال کمتر از ۰.۵ بار نباشد.
• حداکثر نسبت فشار ورودی به خروجی سیال در شیر فشارشکن میراب نباید بیشتر از نسبت ۳ به ۱ باشد تا وارد محدوده کاویتاسیون نشود. با توجه به نمودار زیر می توانید نسبت فشار ورودی ه خروجی برای حالت ایده ال استخراج کنید تا با ورود به محدوده کاویتاسیون موجب فرسایش و خرابی شیر فشارشکن نشود.

استاندارد فلنج های تعبیه شده در شیر فشار شکن

• استاندارد فلنج تا فلنج : (DIN EN 558-1 SERIES 1 (DIN 3202 – F1
• استاندارد سوراخ کاری فلنج : (DIN EN 1092-2 (DIN 2501