شیرهای كنترل فشار وسیلهای در سیستمهای هیدرولیك میباشند كه توسط آنها میتوان فشار سیستم را تعیین، محدود و یا كاهش داد و بهطور كل فشار سیستم تحت تأثیر آنها قرار میگیرد. شیرهای فشارشکن (P.R.V) بهطور اتوماتیک فشار زیاد و متغیر ورودی را به فشار کم و ثابت خروجی تبدیل میکند. چنانچه در شبکه بعد از شیر فشارشکن مصرف آب وجود نداشته باشد برای جلوگیری از انباشته شدن فشار استاتیک شیر فشارشکن بهطور اتوماتیک جریان را قطع میکند. استفاده از این شیرها سهولت بهرهبرداری از شبکه و خطوط انتقال حذف هزینههای هنگفت خرید زمین و ساخت مخازن فشارشکن را در بردارد و نیز با کاهش فشارهای ناخواسته در شبکهها و خطوط انتقال به مقدار زیادی از هدر رفتن سیال جلوگیری میکند.
نام شیر فشار شکن بستگی به تعداد مواضع سوییچی و تعداد دهانههای شیر کنترل فشار دارد. بهطور مثال شیر راه دهنده 2/3 (خوانده میشود سه-دو) یعنی شیری كه دارای 3 دهانه و دو موضع سوئیچی میباشد. البته در موقع بیان نام شیر فشارشکن، حالت موضع سكون شیر نیز بیان میشود. برای مثال شیر 4/3 با موضع نرمال بسته. انواع متداول شیرهای راه دهنده بهصورت 5/3 , 5/2 , 4/3 , 4/2 , 3/2 , 2/2 میباشد.
تحریك شیرهای فشارشکن توسط انواع مکانیسمهای دستی، برقی، مكانیكی، هیدرولیكی و پنوماتیكی قابل تحریك میباشند.
انواع مختلف شیرهای مورد استفاده در سیستم های هیدرولیکی و تاسیساتی بصورت زیر می باشند:
- شیرهای قطع و وصل
شیرهای قطع و وصل بهمنظور قطع و وصل جریان استفاده میشوند. مکانیسم كار این شیرهای کنترل فشار میتواند بهصورت نشستنی یا كشویی باشد. شیر قطع و وصل میتواند عبور جریان را بهصورت غیر پلهای كم و زیاد نماید.
- شیرهای یكسو كننده
شیرهای یكسو كننده وسیلهای هستند كه اجازه عبور جریان را فقط در یکجهت میدهند و از جهت مقابل مانع عبور جریان میگردند و بدینجهت آنها را شیر با مانع برگشت نیز مینامند
- شیرهای كنترل فشار
شیرهای كنترل فشار وسیلهای در سیستمهای هیدرولیك میباشند كه توسط آنها میتوان فشار سیستم را تعیین، محدود و یا كاهش داد و بهطور كل فشار سیستم تحت تأثیر آنها قرار میگیرد. شیرهای فشارشکن (P.R.V) بهطور اتوماتیک فشار زیاد و متغیر ورودی را به فشار کم و ثابت خروجی تبدیل میکند. چنانچه در شبکه بعد از شیر فشارشکن مصرف آب وجود نداشته باشد برای جلوگیری از انباشته شدن فشار استاتیک شیر فشارشکن بهطور اتوماتیک جریان را قطع میکند. استفاده از این شیرها سهولت بهرهبرداری از شبکه و خطوط انتقال حذف هزینههای هنگفت خرید زمین و ساخت مخازن فشارشکن را در بردارد و نیز با کاهش فشارهای ناخواسته در شبکهها و خطوط انتقال به مقدار زیادی از هدر رفتن سیال جلوگیری میکند.
انواع شیرهای فشارشکن :
- شیرهای تقلیل فشار با عملکرد مستقیم (Direct acting Pressure Reducing Valve)
از سادهترین شیرهای تقلیل فشار میباشد نحوه کار به این صورت است که فشار سیال خروجی از شیر (فشار کاسته شده) بر قسمت زیرین دیافراگم اعمال نیرو میکند و در مقابل فنر روی دیافراگم نیروی رو به پایین را در خلاف جهت اعمال میکند.
- شیرهای تقلیل فشار از نوع پایلوت دار (Pilot Operated Pressure Reducing Valve)
عملكرد شیر بدینصورت است كه فشار خروجی شیر یا فشار تقلیل یافته از طریق لوله باریك به قسمت زیرین دیافراگم كمكی اعمال نیرو مینماید كه در برابر نیروی رو به پایین فنر تنظیم متعادل میشود. با كاهش فشار در خروجی شیر، نیروی فنر بر نیروی دیافراگم كمكی غلبه كرده شیر راهنما را كمی بازتر مینماید و در نتیجه به بخار اجازه میدهد تا از طریق لوله به قسمت زیرین دیافراگم منتقل گردد كه متعاقبا باعث خواهد شد تا شیر اصلی در مقابل فنر مربوط به خود بازشده و اجازه عبور مقدار بیشتری از سیال را داده تا اینکه فشار پاییندست به مقدار از پیش تعیینشده خود برگردد.
بالعكس، هرگونه افزایش فشار در ناحیه پاییندست باعث بسته شدن شیر راهنما شده و منجر به تخلیه سیال زیر دیافراگم اصلی از طریق لوله باریك و روزنه خواهد شد و در نتیجه فنر برگرداننده، شیر اصلی را خواهد بست تا فشار جریان اصلی بیشتر كاهش یابد. در صورت ثابت بودن جریان و میزان بار، شیر هدایتگر (Pilot)و شیر اصلی در موقعیت ثابتی قرار خواهند گرفت تا فشار ثابتی را در خروجی فراهم نمایند و هرگونه تغییر فشار یا بار در خروجی به سرعت توسط دیافراگم راهنما احساس خواهد شد تا شیر اصلی را باز یا بسته نماید.میزان فشار مطلوب در خروجی شیر بهوسیله پیچ تنظیم میشود كه در واقع میزان نیروی فشاری فنر را تغییر میدهد.
شیرهای پایلوت دار دارای مزیتهایی نسبت به شیرهای فشارشكن مستقیم هستند. بهمنظور تغییر وضعیت شیر اصلی، فقط جریان بسیار كوچكی از بخار لازم است و بنابراین تغییرات بسیار کمفشار پاییندست باعث تغییرات بزرگ در میزان جریان اصلی شده كه نشاندهنده حساست بالای شیر میباشد. از طرف دیگر، خروجی این شیرها مستقل از تغییرات فشار بالادست جریان هستند بدینصورت كه اگرچه در اثر ازدیاد فشار بالادست، نیروی عمودی وارد بر شیر بیشتر میشود، ولی از طرف مقابل همین نیرو از طریق لوله به زیر دیافراگم اصلی نیز وارد میگردد كه باهم خنثی شده و در نتیجه شیری خواهیم داشت كه كنترل دقیق فشار را مستقل از تغییرات فشار ورودی، تأمین خواهد كرد. نكته جالب این است كه در صورت عدم مصرف بخار در مصرفکنندهها فشار بخار خروجی از این شیرها همچنان بهاندازه مورد نظر كاسته میشود.
- شیرهای تقلیل فشار از نوع پنوماتیکی (Pneumatic Pressure Reducing Valve)
این نوع شیرها با استفاده از قطعات جنبی نظیر اکچوایتور، پوزیشنر و کنترلر میتوانند افت فشار بسیار بالای را در تقلیل فشار فراهم نمایند. میزان فشار جریان پاییندست شیر بهوسیله سنسور مخصوص حس شده و به کنترلر ارسال میگردد. کنترلر این عدد با میزان از پیش تعریفشده مقایسه کرده و به کمک پوزیشنر سیگنال نیوماتیکی لازم برای باز یا بسته شدن شیر را به اکچوایتور شیر ارسال مینماید.