اصل کار دریچه امداد: چگونه این دستگاه های ایمنی از سیستم های شما محافظت می کنند
2025-09-08
اصل کار دریچه امداد
آیا تا به حال فکر کرده اید که وقتی فشار بیش از حد زیاد می شود ، سیستم های صنعتی چگونه ایمن باقی می مانند؟ پاسخ در یک دستگاه ساده اما هوشمندانه به نام شیر تسکین یافته است. این قهرمانان ایمنی 24/7 برای محافظت از تجهیزات ، نجات جان و جلوگیری از بلایای طبیعی کار می کنند.
دریچه امداد چیست و چرا ما به آن احتیاج داریم؟
دریچه امداد مانند یک نگهبان ایمنی برای سیستم های تحت فشار است. آن را به عنوان یک درب اتوماتیک فکر کنید که وقتی همه چیز در داخل یک ظرف شلوغ می شود باز می شود. هنگامی که فشار به طرز خطرناکی زیاد می شود ، شیر به خودی خود باز می شود و اجازه می دهد تا مقداری مایعات فرار کند. این امر از انفجار ، آسیب تجهیزات جلوگیری می کند و باعث می شود افراد ایمن شوند.
در اینجا چرا فشار می تواند خطرناک شود:
پمپ ها مسدود می شوند و فشار مایعات را ادامه می دهند
گرما باعث افزایش مایعات و گازها می شود
واکنشهای شیمیایی از کنترل خارج می شوند
آتش سوزی مخازن و لوله ها را گرم می کند
بدون دریچه های امداد ، این شرایط می تواند باعث خرابی فاجعه بار شود. به همین دلیل در بسیاری از سیستم های صنعتی توسط قانون لازم است.
اصطلاحات کلیدی که باید بدانید
قبل از غواصی در نحوه کار دریچه های تسکین ، بیایید شرایط مهم فشار را درک کنیم:
فشار: فشار دقیقی که قرار است شیر باز شود. این مانند تنظیم یک ساعت زنگ دار است - در زمان مناسب خاموش می شود.
فشار: فشار عادی در حین کار روزمره. این همیشه باید پایین تر از فشار تنظیم شده باشد.
فشار بیش از حد: فشار اضافی لازم برای باز کردن کامل شیر. معمولاً 10-25 ٪ بالاتر از فشار تنظیم شده است.
ضربه: اختلاف فشار بین زمان باز شدن شیر و هنگامی که دوباره بسته می شود. این مانع از باز شدن و بسته شدن دریچه می شود (به نام پچ پچ).
فشار: هرگونه فشاری که از سمت خروجی دریچه به عقب فشار می آورد.
قسمت های اصلی یک شیر امداد
هر دریچه امدادی این مؤلفه های اصلی را با هم کار می کند:
بدنه دریچه
این مسکن اصلی است که به سیستم شما متصل می شود. دارای ورودی (جایی که مایع تحت فشار وارد می شود) و یک پریز برق (که در آن مایعات فرار می کند).
دیسک یا توپ
این قسمت متحرک مانند چوب پنبه در یک بطری عمل می کند. هنگام بسته شدن ، محکم در مقابل صندلی مهر و موم می شود. هنگامی که فشار خیلی زیاد می شود ، بلند می شود و اجازه می دهد تا سیال بیرون بیاید.
صندلی
این سطح آب بندی است که دیسک در آن قرار دارد. برای جلوگیری از نشت در هنگام بسته شدن ، باید بسیار صاف و دقیق باشد.
چشمه
این نیرویی را فراهم می کند که دریچه را در حین کار عادی بسته نگه می دارد. با تنظیم تنش بهار ، می توانیم فشار تنظیم شده را تغییر دهیم.
عنصر سنجش
این قسمت فشار سیستم را "احساس می کند". این می تواند یک پیستون ، دیافراگم یا خود دیسک باشد. هنگامی که فشار به نقطه تنظیم می رسد ، این عنصر حرکت می کند و شیر را باز می کند.
چگونه دریچه های تسکین کار می کنند: روند کامل
اصل کار مبتنی بر یک تعادل نیرو ساده است-مانند یک جنگ بین نیروهای باز و بسته.
مرحله 1: عمل عادی (شیر بسته)
در حین کار عادی ، نیروی بهار روی دیسک پایین می آید و آن را در مقابل صندلی مهر و موم نگه می دارد. فشار سیستم روی دیسک فشار می آورد ، اما برای غلبه بر نیروی بهار به اندازه کافی قوی نیست.
تعادل نیرو: نیروی بهار> نیروی فشار = دریچه بسته می ماند
مرحله 2: فشار ایجاد می شود
با افزایش فشار سیستم ، نیروی رو به بالا روی دیسک نیز افزایش می یابد. دریچه بسته می شود تا فشار به نقطه تنظیم برسد.
مرحله 3: افتتاح شروع می شود
هنگامی که فشار به فشار تنظیم می شود ، نیروی رو به بالا با نیروی بهار برابر است. دیسک شروع به بلند شدن می کند و یک دهانه کوچک ایجاد می کند. به این "ترک" یا "ظاهر شدن" گفته می شود.
مرحله 4: افتتاح کامل
با افزایش فشار از بالای نقطه تنظیم (فشار بیش از حد) ، دیسک بالاتر می رود. مایعات بیشتر از بین می روند و این به کاهش فشار سیستم کمک می کند.
مرحله 5: دوباره بسته شدن
هنگامی که مایعات کافی فرار کرده و فشار کاهش می یابد ، نیروی بهار دوباره از نیروی فشار قوی تر می شود. دیسک به پایین حرکت می کند و در مقابل صندلی مهر می کند.
دریچه با همان فشاری که باز شد بسته نمی شود - با فشار کمتری بسته می شود. این تفاوت (ضرب و شتم) مانع از باز شدن سریع و بسته شدن شیر می شود و این باعث آسیب به شیر می شود.
دو نوع اصلی شیرهای امدادی
دریچه های امداد مستقیم
این نوع ساده تر است. فشار سیستم مستقیماً روی دیسک عمل می کند و در مقابل چشمه کار می کند.
چگونه آنها کار می کنند:
فشار سیستم مستقیماً روی دیسک فشار می آورد
هنگامی که فشار بر نیروی بهار غلبه می کند ، دریچه باز می شود
افتتاحیه تدریجی است (متناسب با افزایش فشار)
بسته شدن هنگامی که فشار کاهش می یابد اتفاق می افتد
جوانب مثبت:
پاسخ بسیار سریع (در 2-10 میلی ثانیه باز می شود)
طراحی ساده با قطعات کمتری
گرانتر
برای برنامه های اساسی قابل اعتماد است
منفی ها:
کنترل فشار دقیق کمتر
می تواند پر سر و صدا یا پچ پچ باشد
ظرفیت جریان محدود
ممکن است در نزدیکی فشار تنظیم شده نشت داشته باشد
بهترین برای:سیستم های کوچک ، مدارهای هیدرولیک ، کاهش فشار اضطراری
دریچه های امداد خلبانی (PORV)
اینها از یک سیستم دو مرحله ای استفاده می کنند: یک شیر خلبان کوچک یک شیر اصلی بزرگتر را کنترل می کند.
چگونه آنها کار می کنند:
فشار سیستم هم از بالا و هم پایین شیر اصلی پر می شود
محفظه بالا دارای منطقه بزرگتر است ، بنابراین نیروی خالص شیر اصلی را بسته نگه می دارد
یک شیر خلبان کوچک فشار سیستم را حس می کند
هنگامی که فشار به نقطه تعیین شده می رسد ، شیر خلبان باز می شود
این فشار از محفظه بالا را آزاد می کند
اختلاف فشار اکنون شیر اصلی را به سرعت باز می کند
هنگامی که فشار سیستم کاهش می یابد ، خلبان بسته می شود و دریچه اصلی دوباره تحقیق می کند
جوانب مثبت:
کنترل فشار بسیار دقیق
ظرفیت جریان بزرگ
مهر و موم محکم (بدون نشت زیر فشار تنظیم شده)
عملیات پایدار بدون پچ پچ
می تواند فشار کمر را تحمل کند
منفی ها:
طراحی پیچیده تر
زمان پاسخ آهسته تر (100 میلی ثانیه پوند)
هزینه بالاتر
نیاز به سیال تمیز دارد (خلبان می تواند وصل شود)
بهترین برای:سیستم های بزرگ صنعتی ، دیگهای بخار ، گیاهان شیمیایی ، کنترل دقیق فرآیند
برنامه های کاربردی در سیستم های دنیای واقعی
سیستم های هیدرولیکی
دریچه های امدادی از پمپ های هیدرولیک و سیلندرها در برابر فشار بیش از حد محافظت می کنند. به عنوان مثال:
گودالرها: هنگامی که سطل به یک شیء غیرقابل تحمل برخورد می کند ، از سیلندرهای هیدرولیک محافظت کنید
ترمزهای هواپیما: فشار فشار از گرما هنگام فرود افزایش می یابد
مطبوعات صنعتی: در هنگام مقاومت در برابر قطعات کار ، از آسیب دیدن جلوگیری کنید
سیستم های بخار و دیگ بخار
دریچه های ایمنی روی دیگهای بخار با آزاد شدن بخار هنگام فشار زیاد ، از انفجارهای فاجعه بار جلوگیری می کنند. اینها باید کدهای ایمنی سخت ASME را رعایت کنند.
پردازش شیمیایی
دریچه های امدادی از راکتورها و کشتی ها محافظت می کنند:
واکنشهای شیمیایی فراری
آتش سوزی های خارجی کشتی های گرمایش
خرابی سیستم خنک کننده
خطوط تخلیه مسدود شده
سیستم های تبرید
شیرهای امدادرسانی فعال شده با دما در هنگام افزایش دمای محیط ، در برابر فشار بیش از حد مبرد محافظت می کنند.
مشکلات و راه حل های مشترک
پچ پچ یا لرزیدن
مشکل: دریچه به سرعت باز و بسته می شود ، سر و صدا می کند و قطعات را می پوشاند.
دلیل: دریچه خیلی بزرگ برای کاربرد ، فشار کمر ، افت فشار در لوله کشی ورودی
راه حل: از شیر کوچکتر استفاده کنید ، فشار کمر را کاهش دهید یا لوله های ورودی بزرگتر را نصب کنید
نشت هنگام بسته شدن
مشکل: مایعات حتی اگر فشار سیستم زیر فشار تنظیم شده باشد فرار می کند.
دلیل: سطوح آب بندی آسیب دیده ، مواد خارجی روی صندلی ، خوردگی یا سایش
راه حل: شیر را تمیز کنید ، قطعات آسیب دیده را تعویض کنید ، پاکیزگی مایعات را بررسی کنید
در فشار تنظیم شده باز نمی شود
مشکل: دریچه در صورت لزوم باز نمی شود.
دلیل: تنظیم بهار نادرست ، دریچه گیر به دلیل خوردگی ، سیستم آزمایشی مسدود شده (PORV)
راه حل: مجدداً بهار ، دریچه تمیز و سرویس ، انسداد شفاف
بعد از باز شدن بسته نمی شود
مشکل: شیر پس از افت فشار باز می ماند.
دلیل: دیسک یا صندلی آسیب دیده ، ساقه دریچه خم شده ، مواد خارجی که از بسته شدن جلوگیری می کند
راه حل: قطعات آسیب دیده را تعمیر یا تعویض کنید ، شیر را کاملاً تمیز کنید
نحوه انتخاب دریچه امداد درست
مرحله 1: سناریو را مشخص کنید
تعیین کنید چه چیزی می تواند باعث فشار بیش از حد شود: تخلیه پمپ مسدود شده ، آتش سوزی خارجی ، خرابی لوله مبدل حرارتی ، خرابی دریچه کنترل
مرحله 2: سرعت جریان مورد نیاز را محاسبه کنید
از استانداردهای صنعت (مانند API 520) استفاده کنید تا محاسبه کنید که شیر برای کنترل فشار چقدر مایع باید تخلیه شود.
مرحله 3: نوع شیر را انتخاب کنید
عمل مستقیم: برای برنامه های ساده و سریع پاسخ با جریان متوسط
دارای آزمایشگاه خلبانی: برای کنترل دقیق ، جریان زیاد یا فشار زیاد کمر
مرحله 4: مواد را انتخاب کنید
مواد سازگار با مایع خود را انتخاب کنید: فولاد ضد زنگ برای مایعات خورنده ، آلیاژهای ویژه برای دمای بالا ، صندلی های نرم برای آب بندی محکم
مرحله 5: اندازه شیر
از فرمولهای استاندارد برای محاسبه اندازه شیر مورد نیاز بر اساس: سرعت جریان مورد نیاز ، خصوصیات سیال ، فشار بیش از حد مجاز ، شرایط فشار کمر استفاده کنید
استانداردها و مقررات ایمنی
دریچه های امدادی باید استانداردهای سخت صنعت را رعایت کنند:
دیگ بخار ASME و کد کشتی: نیاز به شیرهای امداد بر روی کشتی های فشار دارد و فشار بیش از حد 10-21 ٪ بالاتر از فشار طراحی را محدود می کند.
استانداردهای API: روش هایی را برای اندازه دریچه های اندازه (API 520) ، شیوه های نصب (API 521) و ابعاد استاندارد (API 526) فراهم کنید.
آزمایش منظم: دریچه ها باید به صورت دوره ای مورد آزمایش قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که آنها در فشار صحیح باز شده و در هنگام بسته شدن به درستی مهر و موم شده اند.
نتیجه گیری: آخرین خط دفاع سیستم شما
دریچه های امدادی قهرمانان ناخوشایند ایمنی صنعتی هستند. آنها به طور خودکار ، بدون برق یا مداخله انسان ، برای جلوگیری از خرابی فاجعه بار کار می کنند. درک اصول کاری آنها به شما کمک می کند:
شیر مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنید
آنها را برای عملکرد قابل اعتماد به درستی حفظ کنید
مشکلات عیب یابی هنگام بروز آنها
اطمینان از رعایت مقررات ایمنی
این که آیا شما با یک مدار هیدرولیک ساده و یا یک فرآیند شیمیایی پیچیده سروکار دارید ، دریچه های امدادی آخرین خط دفاعی مهم را ارائه می دهند. با انتخاب ، نصب و حفظ صحیح آنها ، در زمینه ایمنی و قابلیت اطمینان کل سیستم خود سرمایه گذاری می کنید.
به یاد داشته باشید: یک شیر امداد فقط به اندازه نگهداری آن خوب است. بازرسی منظم ، آزمایش و سرویس دهی تضمین می کند که این دستگاه های ایمنی مهم در صورت نیاز به آنها بیشتر آماده می شوند.
برای برنامه های خاص ، همیشه با مهندسان واجد شرایط مشورت کنید و کدها و استانداردهای قابل اجرا را دنبال کنید. انتخاب و نصب دریچه امداد هرگز نباید بدون تجزیه و تحلیل مهندسی مناسب انجام شود.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy