برای محافظت از سیستم در برابر فشار بیش از حد از شیر اطمینان استفاده می شود. فشار بیش از حد زمانی اتفاق می افتد که فشار از حداکثر فشار کاری مجاز (MWAP) یا فشاری که سیستم برای آن طراحی شده است بیشتر شود. شیرهای اطمینان در مقایسه با شیرهای کاهش فشار می توانند خیلی سریع باز شوند. یک شیر اطمینان از فشار تنظیم شده باز می شود. شیر ابتدا کمی باز می شود و پس از آن کاملاً باز می شود تا فشار ناخواسته در سریع ترین زمان ممکن از سیستم خارج شود.
شیرهای اطمینان برای جلوگیری از افزایش فشار که منجر به نقص، خطر آتش سوزی یا انفجار می شود استفاده می شود. شیرهای اطمینان فقط دارای قطعات مکانیکی هستند، بنابراین در مواقعی که دستگاه های ایمنی الکترونیکی یا پنوماتیکی خراب می شوند از آنها استفاده می شود. یک شیر اطمینان به طور کامل توسط رسانه های سیستم فعال می شود و آن را در هنگام قطع برق کار می کند.
اصطلاحات مهم
- فشار بیش از حد: فشار بیش از حد فشار تنظیم شده شیر اطمینان.
- فشار عملیاتی: فشاری که سیستم در شرایط عادی کار می کند.
- فشار تنظیم: فشاری که در آن دیسک شروع به بلند شدن می کند و شیر اطمینان باز می شود.
- Lift: فاصله ای که دیسک از حالت بسته به موقعیت مورد نیاز برای تخلیه حرکت کرده است.
- فشار برگشتی: فشار ایجاد شده بر خروجی شیر اطمینان در طول جریان. Backpressure = فشار برگشتی ساخته شده + فشار برگشتی روی هم قرار گرفته است.
- فشار برگشتی داخلی: فشار در خروجی پس از باز شدن شیر اطمینان.
- فشار برگشتی روی هم: فشار در خروجی شیر اطمینان بسته.
- حداکثر فشار کاری مجاز (MAWP): حداکثر فشار مجاز در دمای تعیین شده در شرایط عملیاتی عادی. MAWP حداکثر فشاری است که ضعیف ترین جزء دستگاه فشار می تواند تحمل کند.
- Blowdown: تفاوت بین فشار واقعی که در آن دیسک بلند می شود و فشار واقعی که در آن شیر بسته می شود. به طور کلی در درصد بیان می شود.
- ظرفیت باد کردن: سرعتی که دریچه ایمنی می تواند فشار اضافی را آزاد کند.
انواع شیر اطمینان
انواع مختلفی از شیرهای اطمینان وجود دارد: شیرهایی با مکانیزم فنری، شیر هایی با دم متعادل، و شیرهای اطمینان که توسط پایلوت کار می کنند. هر نوع در یک موقعیت خاص یک مزیت دارد.
مکانیزم فنر
شیر اطمینان رایج ترین نسخه استفاده شده است که به آن شیرهای اطمینان مستقیم اثر می گویند زیرا فقط توسط فنر بسته می شود. مزیت این نوع این است که آنها برای محدوده فشار تقریباً 1 تا 1400 بار در دسترس هستند. این مکانیسم شامل یک نازل، یک فنر و یک شیر پاپت است (شکل 1).
باز و بسته شدن یک شیر اطمینان با تعادل بین نیروی فنر و نیروی ورودی تعیین می شود. به عبارت دیگر، نیروی محیط بر روی شیر پاپت. نیروی ورودی توسط فشار ورودی و سطح موجود دریچه های پاپت تعیین می شود: F = P*A.
یکی از ویژگی های اساسی شیرهای اطمینان این است که در مدت زمان کوتاهی به طور کامل باز می شوند تا در کمترین زمان به حداکثر ظرفیت دمش برسند. این امکان پذیر است زیرا شیر پاپت قطر بیشتری نسبت به نازل دارد. به محض اینکه فشار ورودی به اندازه کافی زیاد شد، شیر پاپت بلند می شود (خفه می شود). در این لحظه، سطح شیر پاپت که محیط می تواند به آن برسد بزرگتر می شود. این منجر به نیروی ورودی بسیار بیشتر از نیروی فنر می شود و شیر کاملاً باز می شود.
نسخه های استاندارد دارای یک شیر پاپت تخت هستند، اما نسخه هایی برای انواع خاصی از گازها و مایعات وجود دارد. تفاوت اصلی در شکل شیر پاپت است؛ در این نسخه ها، شیر پاپت مجهز به یک محفظه انبساط است (شکل 2 را ببینید). این نسخه ها عمدتاً در کاربردهایی استفاده می شوند که فشار بیش از حد مجاز کم است.
نسخه های ویژه ای برای رسانه ها و گازها/بخارهای غیر قابل تراکم و تراکم پذیر وجود دارد. شیر های ایمنی گازها و بخارات اغلب قبل از رسیدن به فشار تنظیم شده باز می شوند و در فشار پاسخ تا حداقل 50 درصد بالابرنده باز می شوند (شکل 2 را ببینید).
شیرهای اطمینان از این نوع یک نقطه ضعف قابل توجه دارند: آنها در برابر فشار برگشتی بسیار حساس هستند. این فشار برگشتی می تواند ایمنی شیر را تحت تاثیر قرار دهد. نوع بعدی از شیر اطمینان مورد بحث در برابر فشار برگشتی بسیار مقاوم تر است.
دم متعادل
شیرهای اطمینان با مکانیزم فنری مستعد فشار برگشتی هستند. برای این منظور نسخه های خاصی ساخته شده است که در آن دم فلزی تعبیه شده است. دم‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که فشار برگشتی روی سطحی به همان اندازه بزرگ در بالا و پایین شیرهای پاپت اعمال می‌شود. در نتیجه، فشار برگشتی بر عملکرد شیر تأثیر نمی گذارد.
علاوه بر این، در این نسخه، مکانیسم فنر همیشه از رسانه جدا شده است، بنابراین هیچ تاثیر نامطلوبی بر خود نیروی فنر وجود ندارد. فضایی که چشمه در آن قرار دارد نیز به جو تهویه می شود. برای نمونه ای از شیر اطمینان با دم متعادل به شکل 3 مراجعه کنید. لطفاً توجه داشته باشید که این نسخه فقط تا فشار متقابل خاصی کار می کند. شیرهای اطمینان معمولی با دم متعادل تا حداکثر فشار برگشتی 15.9 بار (گیج فشار) کار می کنند.
شیر اطمینان با کارکرد پایلوت
نوع سوم شیر اطمینان، نوع شیر اطمینانی است که توسط پایلوت کار می کند. در این نوع، شیر پاپت توسط خود فشار ورودی روی نازل نگه داشته می شود. هرچه فشار کاری بیشتر باشد، شیر اصلی روی نازل محکم تر می شود.
مزیت کنترل راهنما این است که فشار پاسخ می تواند بدون نشتی یا باز شدن های ناخواسته به فشار کاری نزدیک تر باشد. مهمترین مولفه هایی که در شکل 4 نشان داده شده اند عبارتند از:
- فنر راهنما (A)
- شیر صفحه راهنما (B)
- فنر اصلی (C)
- شیر صفحه اصلی (D)
- دستگیره تنظیم (E)
تا زمانی که فشار ورودی کمتر از فشار تنظیم شده باشد، شیر بسته می ماند. به محض اینکه فشار ورودی از فشار پاسخ بالاتر رفت، راهنما به موقعیت باز حرکت می کند و به رسانه اجازه می دهد تا از طریق لوله پیلوت به سمت خروجی جریان یابد. این باعث ایجاد اختلاف فشار روی شیر اصلی می شود و باعث می شود که به سمت بالا حرکت کند و به رسانه اجازه می دهد آزادانه به سمت خروجی جریان یابد. هنگامی که فشار ورودی دوباره به زیر فشار پاسخ کاهش می یابد، شیر دوباره بسته می شود.
معیارهای انتخاب شیر اطمینان
برای محافظت از سیستم خود در برابر فشار بیش از حد، درک و انتخاب پنج معیار انتخاب زیر ضروری است. لطفا مقاله فنی ما در مورد انتخاب شیرهای اطمینان را بخوانید تا پنج معیار اصلی انتخاب زیر را بهتر درک کنید.
- فشار را تنظیم کنید
- فشار پشت
- ظرفیت تخلیه
- دمای عملیاتی
- شیر و مواد آب بندی
برای خرید و استعلام قیمت شیر اطمینان و سفارش شیر اطمینان پکیج شماره 04191010305 تماس بگیرید.