شیر کنترل فشار هیدرولیک (Pressure Relief Valve) چیست و عملکرد شیر فشارشکن چگونه است؟

در یک سیستم هیدرولیک توان خروجی تابعی از فشار و جریان سیال می باشد. لذا به منظور دست یابی به اهداف از پیش تعیین شده هنگام طراحی مدار، در یک روند منطقی باید ابتدا موارد زیر تعیین گردند:

(1) فشار سیستم

(2) پارامترهای هندسی و اندازه های مربوط به شیرها و عملگر

(3) مقدار دبی سیستم

اندازه شیر کنترل فشار چگونه تعیین می شود؟

در یک سیستم هیدرولیکی سطح فشار مورد نیاز مدار، حجم جریان عبوری و توالی کاری، مشخصات عملکردی هستند که اندازه شیر کنترل فشار را تعیین می کنند.

شیرهای کنترل فشار به چند دسته تقسیم می شوند؟

شیرهای کنترل فشار بسته به نوع کاربرد، دارای 8 دسته می باشند:

(1)شیر اطمینان ساده                                                                      (2)شیر اطمینان مجهز به خط فرمان

(3)شیر ترتیبی                                                                               (4)شیر کاهنده فشار

(5)شیر بی بار کننده                                                                        (6) شیر متعادل کننده

(7) شیر ترمزی                                                                               (8) سوئیچهای فشاری

شیر اطمینان ساده 

شیر اطمینان ساده یک شیر کنترل فشار نرمال بسته (normally closed) است که ماکزیمم فشار مجاز در سیستم هیدرولیکی یا در یک بخش از سیستم هیدرولیکی را ثابت نگه  می دارد. در شکل زیر نمایی از شیر اطمینان ساده به تصویر کشیده است:

باید توجه داشت که با پیچ تنظیم به وسیله تغییر نیروی فشردگی فنر، فشار ی را در آن شیر شروع به باز شدن می کند فشار شکست (cracking pressure) تنظیم نمود. لازم به ذکر است که برای تخلیه کل جریان پمپ به مخزن، باید ساچمه یا سوپاپ، تا حد مناسبی از جای خود حرکت کرده و مسیر را باز نماید. نحوه عملکرد یک شیر اطمینان ساده در تصویر شماتیک زیر به نمایش در آمده است:

لازم به ذکر است که در یک سیستم هیدرولیکی وظیفه کنترل دبی بر عهده شیر محدود کننده فشار می باشد. یک شیر هیدرولیکی ممکن است یک فیدبک (پیلوت) بگیرد که این فیدبک از بالا دست جریان (up stream) می گیرد. در یک سیستم هیدرولیکی حداکثر فشار های لحظه ای (peak pressure) وجود دارد که بنابر وظیفه شیر های محدودکننده فشار، این فشار ها میرا (damp) می شوند تا حتی الامکان از آسیب به اجزاء سیستم هیدرولیکی از جمله پمپ ها و سایر شیرها و المان ها وارد نشود. با پیچ تنظیم می توان بوسیله تغییر نیروی فشردگی فنر، فشاری را که در آن شیر شروع به باز شدن می کند(فشار شکست) تنظیم نمود. لازم به ذکر است که برای تخلیه کل جریان پمپ به مخزن، باید ساچمه یا سوپاپ، تا حد مناسبی از جای خود حرکت کرده و مسیر را باز نماید. بنابراین کل جریان پمپ در فشاری بالاتر از حد تنظیمی در شیر اطمینان (فشار شکست) به مخزن تخلیه گشته و معرف حداکثر سطح فشار حاکم در مدار می باشد. از ترکیب سوپاپ و فنر در ساختمان شیر اطمینان ساده معمولا برای استفاده در مدارهایی که دبی عبوری کم است استفاده می شود. شیرهای اطمینان ساده در کمتر از فشار شکست (cracking pressure) در کمتر از فشار شکست نشتی ندارند و پاسخ زمانی آنها نسبتا سریع است. لذا این گونه شیرها برای تخلیه سیال هنگام بروز افزایش فشار (ناشی از ضربات) ایده آل هستند. از این نوع شیرها جهت اطمینان از سالم ماندن قطعات هنگام بروز فشارهای ناگهانی در مدار و یا به منظور تخلیه فشار اضافی ناشی از انبساط حرارتی در سیلندر های قفل کن استفاده می شود. از این نوع شیرهای اطمینان برای جریان های مداوم با نوسانات کم استفاده می شود. بنابراین برخی از انواع شیر اطمینان دارای نوعی ضربه گیر هستند تا از حرکت نوسانی سریع سوپاپ جلوگیری نماید. 

فشار شکست و فشار مازاد

 فشاری که در آن شیر اطمینان شروع به باز شدن می کند فشار شکست نام دارد. به منظور باز شدن کامل مجرای خروجی شیر اطمینان به مخزن و در تخلیه کل جریان، فشار بایستی به میزان قابل توجهی افزایش یابد. فشاری که در آن، مجرا کاملا باز شده و به کل جریان سیال اجازه تخلیه داده می شود، فشار معادل کل جریان اطلاق می گردد. به اختلاف بین دو فشار مذکور، فشار مازاد و یا فشار بیش از حد گفته می شود. در بسیار موارد این اختلاف فشار نامطلوب بوده و مجاز نمی باشد. در هر حال چنین شرایطی موجب اتلاف توان خواهد گردید. به منظور کاهش فشار مازاد، از شیرهای اطمینان محهز به خط فرمان استفاده می شود.

به منظور مشاهده شیرهای فشارشکن در مجموعه پاورپک صنعت کلیک کنید.