برای هر سیستم لوله کشی انتقال سیالات حد فشار استاندارد (حداقل و حداکثر) تعریف میشود. افزایش یا کاهش فشار از حد تعیین شده آسیب دیدن سیستم لولهکشی را در پی دارد. این در حالی است که جریان سیال در سیستم به دلایل مختلف دچار افت یا افزایش شدید میشود. راه حل چنین مشکلاتی استفاده از پمپ و فشارشکن است. البته پمپ در زمان کاهش فشار سیالات مورد استفاده قرار میگیرد. فشارشکن آب نیز مختص زمانی است که فشار از بیشترین حد تعیین شده فراتر رود. از تبعات افزایش فشار در سیستم سیالات میتوان به جدا شدن لولهها و اتصالات (اتصالات جوشی در موارد شدیدتر) اشاره کرد. در فشارهای خفیفتر نیز نشت سیالات بروز پیدا میکند.
آب چیست؟
همانطور که از عنوان فشارشکن مشخص است، برای تغییر و تعدیل فشار سیالات مورد استفاده قرار میگیرد. وجود فشارشکن در شبکه انتقال سیالات از اهمیت بسیاری برخوردار است. زیرا فشار در بعضی نقاط بیش از توان سیستم است و آسیبی جدی به آن وارد میکند. هدف از بکارگیری این قطعه، تبدیل فشار زیاد سیال به فشار کم است. همچنین فشار متغیر سیالات به فشار ثابت تبدیل میشود. استفاده از چندین فشارشکن در یک سیستم بلامانع است. این تجهیزات در یک سیستم به صورت سری و موازی بسته میشوند. در نوع سری، فشار آب در چندین مرحله دچار کاهش میشود. اما نوع موازی برای مقابله با خطر از کار افتادگی فشارشکن مورد استفاده قرار میگیرد.
یکی از کاربردهای فشارشکن، کنترل فشار در شبکه آبرسانی است. آب خروجی از مخازن معمولاً فشار بسیار بالایی دارد. آب موجود در مخازن با ورود به شبکه لولهکشی در سطح شهر پخش و وارد خانهها می شود. ورود آب با فشار زیاد به شبکه لولهکشی آسیب شدیدی وارد میکند. به همین دلیل استفاده از فشارشکن آب ضروری است. نصب فشارشکن در نزدیکی کنتورهای خانگی انجام میشود. به این ترتیب فشار بالای آب ورودی و یا تغییرات آن به سادگی کنترل شده و کاهش مییابد.
نحوه عملکرد فشارشکن آب به این شکل است که بعد از نصب در محل موردنظر، روی فشار خاصی تنظیم میشود. در صورت افزایش فشار آب از میزان تعیین شده، شروع به کار کرده و فشار آب را کاهش میدهد. همچنین در صورت بازگشت فشار آب به سطح امن، شیر فشارشکن به حالت اولیه خود بازمیگردد.
مزایا و معایب شیر فشارشکن آب
نصب فشارشکن برای شبکه انتقال سیالات موجب صرفهجویی در هزینهها میشود. زیرا در این شرایط نیازی به خرید زمینهای بزرگ و احداث حوضچههای فشارشکن نیست. جلوگیری از آسیبدیدگی سیستم تحت ورود آب پرفشار، یکی دیگر از مزایای این تجهیزات است. وجود فشارشکن در سیستم آبرسانی، علاوه بر ایمنی تضمینکننده سلامت سایر اجزا نیز هست. به مزایای شیر فشارشکن میتوان مواردی چون نصب و نگهداری آسان یا هزینه مناسب را اضافه کرد. البته در کنار مزایای ذکرشده معایبی نیز برای شیر فشار شکن گزارش شده است. مهمترین نقطه ضعف این تجهیزات از دست دادن قابلیت کنترل رگولاتورها در زمان افت فشار در شیر است.
انواع شیر فشار شکن آب
تقسیمبندیهای مختلفی برای شیر فشار شکن آب وجود دارد. این تجهیزات بر حسب عملکرد به دو نوع مستقیم و پایلوتدار تقسیم میشود. بر حسب سیال کاربری نیز دو نوع فشارشکن هیدرولیکی و پنوماتیکی در دسترس قرار دارد.
فشارشکن آب با عملکرد مستقیم (Direct acting)
مشخصات شیر فشارشکن عملکرد مستقیم شامل وزن کم و ساختمان ساده است. تجهیزات عملکرد مستقیم در مواردی بکار گرفته میشود که دقت بسیار زیاد برای کنترل جریان آب یا سایر سیالات مدنظر قرار نداشته باشد. همچنین فشارشکن مستقیم برای کنترل جریانهای کم مورد استفاده قرار میگیرد. صنایع غذایی، سیستم استرلیزهی بخار و تجهیزات لباسشویی مواردی از جمله کاربردهای این نوع فشارشکن است.
فشارشکن آب با عملکرد پایلوتدار (Pilot Operated)
در صورت نیاز به کنترل بسیار دقیق جریان ورودی و خروجی سیال، استفاده از فشارشکن پایلوتدار ضرورت پیدا میکند. همچنین برای جریان های بالا نصب این تجهیزات مورد توجه قرار میگیرد. پایلوت موجود در این تجهیزات به کاهش فشار حساس است و موجب کار افتادن شیر اصلی میشود. میزان حساسیت به تغییرات فشار بسیار زیاد است. به نحوی که کوچکترین تغییر فشار، تغییر سریع جریان را در پی دارد. برحسب تجهیزات مورد استفاده، شیر فشار شکن آب پایلوت دار در دو نوع پیستونی و دیافراگمی طراحی و تولید می شود.
اندازه فشارشکن
بعد از انتخاب نوع فشارشکن، تعیین اندازه آن نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است. اندازه فشارشکن آب بر اساس پارامترهایی چون فشار ورودی، فشار خروجی و میزان گذر آب انجام میشود. هزینه شیرهای بزرگ در مقایسه با شیرهای کوچک بیشتر است. استفاده از شیرهای با سایز بزرگتر از حد نیاز، علاوه بر هدر رفت هزینه، مشکلات متعددی به همراه دارد؛ بهعنوان مثال میتوان به فرسودگی سریعتر شیر اشاره کرد. این موضوع تحتتاثیر عملکرد شیر در حالت نزدیک به بسته بروز پیدا میکند. علت تغییر عملکرد شیر، کاهش بار جریان عبوری است. درنتیجه سرعت جریان حین عبور از شیر افزایش یافته و همین موضوع خوردگی و نازک شدن بخشهای داخلی را در پی دارد.
نکته!!!
نصب صافی قبل از شیر فشارشکن و تمیز کردن دورهای آن ضروری است. صافی از ورود اجسام خارجی به اندازه سیستم آب) و بخار مرطوب (سیستم بخار) جلوگیری میکند.
سخن پایانی
ما در این مقاله به بررسی عملکرد تجهیزاتی تحت عنوان فشارشکن آب پرداختیم. وجود فشارشکن یکی از ضروریات سیستم لولهکشی سیالات است. زیرا این سیستمها همیشه در معرض افزایش یا کاهش فشار (بیش از حد تعیین شده) هستند. افزایش شدید فشار در سیستم سیالات موجب آسیب دیدن اتصالات و بروز نشتی از آنها میشود. انواع مختلفی فشارشکن در اندازه و مدلهای مختلف وجود دارد. استفاده از تجهیزات مناسب برای جلوگیری از هدر رفت هزینه و دستیابی به بهترین نتیجه الزامی است.