انواع شیرهای فشارشکن
شیرهای فشارشکن را میتوان بر اساس سازوکار عملکرد به دو گروه اصلی شیر فشارشکن مستقیم و شیر فشارشکن پایلوتدار تقسیم کرد. هر یک از این دو گروه خود زیرمجموعههای خاصی دارند و مناسب کاربردهای متفاوتی هستند.
شیر فشارشکن مستقیم
Direct Acting Pressure Reducing Valve
این نوع شیرها برای عملکرد خود به سامانههای کنترلی جداگانه نیاز ندارند و به صورت مکانیکی بر اساس نیروی فنر و فشار ورودی عمل میکنند.
شیرهای فشارشکن مستقیم نوع پیستونی
Direct Acting Piston Type
دارای پیستون متحرک که با فشار ورودی و نیروی فنر تعادل برقرار میکند
ویژگیهای کلیدی:
- کنترل دقیق فشار
- مقاومت بالا
- مناسب فشارهای متوسط تا بالا
طرح شماتیک شیرهای فشار شکن مستقیم نوع پیستونی
طرح واقعی شیرهای فشار شکن مستقیم نوع پیستونی
شیرهای فشارشکن مستقیم نوع دیافراگمی
Direct Acting Diaphragm Type
با استفاده از دیافراگم انعطافپذیر جریان را کنترل میکند
ویژگیهای کلیدی:
- طراحی ساده
- هزینه کمتر
- نگهداری آسان
- مناسب آبیاری و کشاورزی
طرح شماتیک شیرهای فشار شکن مستقیم نوع دیافراگمی
طرح واقعی شیرهای فشار شکن مستقیم نوع دیافراگمی
شیر فشارشکن پایلوتدار
Pilot Operated Pressure Reducing Valve
این شیرها به کمک یک سامانه کنترلی جانبی (پایلوت) عمل میکنند که نقش فرماندهنده را داشته و جریان کمی از سیال را کنترل میکند.
شیرهای فشارشکن با پایلوت داخلی
Internal Pilot Operated
پایلوت در داخل بدنه اصلی شیر قرار دارد و از فشار داخلی برای کنترل استفاده میکند
ویژگیهای کلیدی:
- کامپکت و یکپارچه
- پاسخ سریع
- کنترل دقیق
- مناسب فشار بالا
طرح شماتیک شیرهای فشار شکن پایلوت دیافراگم داخلی
طرح واقعی شیرهای فشار شکن پایلوت دیافراگم داخلی
شیرهای فشارشکن با پایلوت خارجی
External Pilot Operated
پایلوت جداگانه و خارج از بدنه اصلی قرار دارد و امکان تنظیم از راه دور فراهم میکند
ویژگیهای کلیدی:
- قابلیت کنترل از راه دور
- تنظیمات پیشرفته
- مناسب سیستمهای پیچیده
طرح شماتیک شیرهای فشار شکن با پایلوت خارجی
طرح واقعی شیرهای فشار شکن با پایلوت خارجی
خلاصه انواع شیرهای فشارشکن
شیرهای مستقیم
- • عملکرد مکانیکی ساده
- • بدون نیاز به سیستم کنترل جداگانه
- • هزینه کمتر و نگهداری آسان
- • مناسب کاربردهای عمومی
شیرهای پایلوتدار
- • کنترل دقیقتر و حساستر
- • قابلیت کار با فشارهای بالا
- • امکان تنظیمات پیشرفته
- • مناسب سیستمهای صنعتی
تاریخچه توسعه شیرهای فشارشکن
| دوران زمانی | ویژگیها و تحولات اصلی |
|---|---|
اواخر قرن نوزدهم-۱۸۸۰ | ویلیام فیشر شیر های مستقیم عمل کننده را برای پمپ های بخار معرفی کرد و شرکت فیشر کنترل را در همان سال ها تاسیس کرد. هم زمان ویلیام میسون شیر های کاهنده فشار برای سیستمهای گرمایش بخار و ناوگان دریایی طراحی کرد. |
اوایل تا اواسط قرن بیستم | توسعهی شیرهای دومرحلهای پایلوتدار با جنس فولادی، یکی از نوآوریهای مهم در زمینهی کنترل فشار محسوب میشود. شرکت فیشر کنترل از پیشگامان معرفی این نوع شیرها بوده است. همچنین توماس نیلان شیرهای فشارشکن برای کاربر خطوط انتقال اب و نفت عرضه کرد که نقش قابلتوجهی در گسترش کاربرد این تجهیزات ایفا کرد. |
اواخر قرن بیستم | بهبود جنس بدنه و پوششهای ضد زنگ و امکان اتصال به سیستمهای scada در شیر های فشار شکن |
قرن بیستویکم | شیرهای فشارشکن با قابلیت هوشمند و وصل شدن به کنترلر های الکترونیکی و اینترنت اشیا |
شیر فشار شکن مدل PRV-Cla-Val 390-02 & 3690-02 با قابلیت اتصال به سیستم های scada
کنترلر الکترونیکی شیر فشارشکن Regulo PRV Electronic Controller
پیشینه تحقیقات شیرهای فشارشکن
خلاصه مطالعات انجام شده در زمینه انواع شیرهای فشارشکن
| ردیف | محققان | سال | خلاصه کار انجام شده و نتایج |
|---|---|---|---|
| 1 | سیگنورتی و همکاران | 2016 | انواع شیرهای فشارشکن با مکانیزمهای داخلی قسمت متحرک مورد بررسی قرار دادند. به این نتیجه رسیدند که طراحی و انتخاب نوع مکانیزم داخلی نقش مهمی در کارایی و کنترل فشار این شیرها دارد. |
| 2 | فرارسه و مالاواسی | 2022 | عملکرد شیرهای فشارشکن مستقیم، پایلوتدار و الکترونیکی در شرایط ناپایدار مورد مقایسه قرار دادند. نتایج نشان داد که شیرهای الکترونیکی در این شرایط عملکرد مطلوبتری دارند، در حالیکه شیرهای پایلوتدار با تأخیر در پاسخگویی مواجهاند و شیرهای مستقیم نیز کمترین دقت را از خود نشان دادند. |
| 3 | تراپ و اور | 2019 | به برسی شیر های فشار شکن در ساختمان های بلند پرداختند و استفاده از شیر های فشار شکن برای ساختمان های بالای ۱۵-۲۰ طبقه را ضروری عنوان کردند. |
| 4 | فو و همکاران | 2024 | با بررسی شیر های فشار شکن با ذرات معلق(شن) به این نتیجه رسیدند که افزایش غلظت ذرات باعث تجمع در گلوگاه و کاهش عملکرد و خرابی شیر فشارشکن می شود که بهتر است از فیلتر استفاده شود. |
| 5 | ما و همکاران | 2024 | رفتار آکوستیکی شیرهای فشارشکن مورد تحلیل قرار دادند. نتایج نشان داد که بخش مخروط گلوگاه بیشترین میزان تولید نویز را دارد و پس از آن، بدنه شیر و سپس دیواره منحرفکننده بهترتیب سهم بیشتری در ایجاد نویز دارند. |
| 6 | اولسون | 2013 | با طراحی بهینه نسل جدید مکانیزم دیافراگمی شیر فشارشکن به شکل دایره، عملکرد شیرها بهبود یافته و میزان خرابی آنها کاهش یافته است. |
| 7 | یانگ و همکاران | 2025 | با بررسی عددی و اماری که انجام دادند استفاده از شیر های فشارشکن را گزینه ای کارامد برای شبکه های ابیاری و کشاورزی معرفی کردند. |
| 8 | سوزوکی و اوتارا | 2008 | در طراحی شیرهای فشارشکن، با تعبیه دو گلوگاه کوچک بهصورت پشتسرهم، مسیر جریان محدود کردند تا فشار آب بهصورت تدریجی و مرحلهای کاهش یابد؛ روشی که از بروز کاویتاسیون جلوگیری میکند. |
| 9 | منی کانی و همکاران | 2016 | با برسی شیر های فشار شکن پایلوت دار داخلی به این نتیجه رسیدند که نوسانان فشاری کوتاه مدت بوده و به بالا دست منتقل نمی شود. |
| 10 | پرسکات و اولانیکی | 2003 | برای توصیف عملکرد شیر های فشارشکن می توان از مدل رفتاری استفاده کرد که با روابط تجربی و مقادیر فشار ورودی و خروجی توصیف می شوند. |