شیر تنفسی (Breather valve) چیست؟

شیر تنفسی مخزن (Breather valve) که به عنوان شیر هواگیری (Vent valve) نیز شناخته میشود، اطمینان میدهد که فشار داخل مخازن ذخیره سازی در حد مجاز باقی می ماند. این نوع شیرآلات با اجازه دادن به تنفس مخازن ذخیره سازی با فشار کم، از خطرات ناشی از فشار بیش از حد یا خلاء جلوگیری میکند.

شیرآلات صنعتی چیست؟

شیر تنفسی مخزن چگونه کار میکند؟

فشار بیش از حد یا خلا در مخزن میتواند منجر به انفجار، ترک خوردن یا نشتی شود. به طور کلی مخزن برای از بین بردن احتمال انفجار یا شکستگی نیاز به تنفس دارد. شیرهای تنفسی با تخلیه یا ورود هوا، فشار مخازن را تنظیم و در محدوده ایمن حفظ می‌کنند. تنظیم فشار، طول عمر مخزن را افزایش و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.

breather valve

انواع شیرهای تنفسی

شیرهای تنفس مخزن با توجه به عملکردشان به انواع مختلفی تقسیم می شوند:

شیر تنفس فقط برای فشار

شیر تنفس فقط برای فشار (Pressure-Only Breather Valve) فقط برای آزاد کردن فشار اضافی داخل مخزن طراحی شده است. این افزایش فشار می تواند ناشی از عوامل مختلفی مانند تغییرات دما، واکنش های شیمیایی یا پر شدن بیش از حد مخزن باشد. از شیر تنفسی فقط برای فشار، معمولا در مخازنی که حاوی مایعات غیر فرار هستند استفاده می شوند، جایی که نگرانی اصلی فشار بیش از حد است تا ایجاد خلاء. به طور معمول، این شیرها در سطح فشار از پیش تعیین شده باز می شوند و زمانی که فشار به حالت عادی بازگردد، بسته می شوند.

شیر تنفس فقط برای خلاء

شیر تنفس فقط برای خلاء (Vacuum-Only Breather Valve) زمانی که خلاء ایجاد می شود به هوا اجازه ورود به مخزن را می‌دهد. شرایط خلاء می‌تواند ناشی از تخلیه سریع مایع، افت دما یا سایر عوامل خارجی باشد. شیر تنفس فقط برای خلاء برای مخازنی که در آن‌ها تخلیه سریع می تواند باعث ایجاد خلاء شود و خطراتی مانند انفجار یا آسیب به ساختار مخزن را به همراه داشته باشد، ایده آل هستند. این شیرها زمانی که سطح خلاء از پیش تعریف شده در مخزن وجود داشته باشد باز می شوند و پس از عادی شدن فشار بسته می شوند.

شیر تنفس با وزنه

شیر تنفس با وزنه (Weight-Loaded Breather Valve) از وزنه برای باز و بسته کردن شیر استفاده می کند. هنگامی که فشار یا خلاء داخلی از حد مشخصی بیشتر شود، نیرو بر وزن غلبه می کند و باعث باز شدن شیر می شود. شیر تنفس با وزنه اغلب در مخازن ذخیره سازی بزرگتر که تنظیمات دقیق فشار و خلاء مورد نیاز است استفاده می شوند. آن ها به دلیل طراحی ساده خود بسیار قابل اعتماد هستند و با تغییر وزنه ها قابل تنظیم می باشند.

شیر تنفس با عملکرد کمکی

شیر تنفس با عملکرد کمکی (Pilot-Operated Breather Valve) از یک سیستم کمکی استفاده می کند، درواقع یک شیر کمکی کوچکتر عملکرد شیر اصلی را کنترل می کند. شیرهای تنفس با عملکرد کمکی برای سیستم های پیچیده ای که کنترل بیشتر و حساسیت به تغییرات فشار نیاز است، مناسب هستند. آن ها کنترل دقیق تر و زمان پاسخگویی سریع تری را نسبت به سایر شیرهای تنفسی ارائه می دهند، اما از نظر طراحی پیچیده تر هستند و ممکن است نیاز به نگهداری بیشتری داشته باشند.

شیر تنفسی با عملکرد کمکی

شیر تنفس فشار و خلاء

شیر تنفس فشار و خلاء (Pressure And Vacuum Breather Valve) می توانند هم فشار اضافی را آزاد کنند و برای مقابله با شرایط خلاء هوا وارد مخزن کنند. شیر تنفس فشار و خلاء بیشتر در مخازنی که حاوی مایعات فرار هستند و در شرایطی که فشار زیاد و یا خلاء وجود دارد، استفاده می شوند. این شیرها دارای دو تنظیم هستند؛ یکی برای فشار و دیگری برای خلاء. آن ها بسته به شرایط داخلی مخزن باز و بسته می شوند و مخزن را در محدوده عملیاتی ایمن حفظ می کنند.

شیر تنفسی فشار و خلاء

انتخاب شیر تنفسی مناسب

انتخاب شیر تنفسی مناسب برای مخزن یک تصمیم حیاتی است. فراتر از نوع شیر، مشخصات فنی و پارامترهایی وجود دارد که باید برای انتخاب درست شیر تنفسی در نظر بگیرید:

  • تنظیم فشار و خلاء (Set Pressure and Vacuum Settings): تنظیم فشار (Set Pressure) نقطه خاصی است که در آن شیر برای آزاد کردن فشار اضافی باز می شود و تنظیم خلاء (Set Vacuum) به سطح از پیش تعریف شده خلاء اشاره دارد که در آن شیر برای ورود هوا باز می شود. اطمینان داشته باشید که شیر انتخاب شده با حداکثر فشار کاری مجاز مخزن (MAWP) و حداکثر خلاء مجاز مطابقت داشته باشد.
  • ظرفیت جریان (Flow Capacity): بسته به اندازه مخزن و سرعت ورود و خروج، شیر باید ظرفیت جریان کافی را داشته باشد که معمولا برحسب لیتر در دقیقه اندازه گیری می شود. این عدد تعیین می کند که شیر چقدر سریع میتواند هوا را تخلیه یا وارد کند.
  • متریال ساخت (Material Compatibility): شیر باید از متریال سازگار با ماده ذخیره شده ساخته شود، تا از خوردگی و آلودگی در محصول جلوگیری شود. متریال رایج برای ساخت شیرآلات تنفسی استنلس استیل و تفلون است.
  • محدوده دما (Thermal Conditions): هنگام انتخاب شیرآلات، دامنه دمایی را که شیر تنفس مخزن در آن کار می کند، در نظر بگیرید. متریال و درزگیرهای شیر باید بتوانند این محدوده دمایی را تحمل کرده و به درستی عمل کنند.
  • نوع اتصال انتهایی (End Connections): شیرهای تنفس با اتصالات انتهایی فلنجی، رزوه ای یا جوشی عرضه می شوند. انتخاب اتصال انتهایی بستگی به طراحی مخزن، آب بندی مورد نظر و نیازهای نگهداری دارد.
  • نوع آب بندی (Seal Type and Quality): آب بندی اطمینان میدهد که شیر در شرایطی که نباید عمل کند، بسته باقی می‌ماند. با توجه به سازگاری شیمیایی و محدوده دما متریال آب بندی را تعیین کنید.
  • تحمل فشار (Overpressure and Underpressure Tolerance): قبل از انتخاب شیر تنفسی مشخص کنید که شیر انتخابی چه مقدار فشار بیش از حد یا فشار کمتر را میتواند بدون اینکه آسیب ببینید یا عملکرد آن مختل شود، تحمل کند.
  • اندازه و وزن (Size and Weight): ابعاد فیزیکی و وزن شیر تنفسی ممکن است روی سازگاری آن با مخزن و رهاسازی فشار و خلاء تاثیرگذار باشد، به خصوص اگر فضا محدود است.
  • نگهداری (Maintenance Requirements): برخی از شیرآلات که طراحی های پیچیده دارند (مانند شیر تنفس با عملکرد کمکی) ممکن است نیاز به نگهداری بیشتری داشته باشند. اطمینان حاصل کنید که منابع لازم برای نگهداری شیر را در اختیار دارید.
  • گواهینامه ها (Regulatory and Certification Requirements): اطمینان حاصل کنید که شیر مطابق با مقررات و استانداردهای خاص صنعت مثل ASME و API ساخته شده باشد.
  • شرایط محیطی خارجی (External Environmental Conditions): عواملی مانند فشار اتمسفر یا گرد و غبار میتوانند بر عملکرد شیر تاثیر بگذارند.

الزامات نگهداری

  • بازرسی منظم: شیرهای تنفسی باید هر 3 تا 6 ماه بازرسی شوند. هنگام بازرسی باید به دنبال سایش، خوردگی، آسیب یا گرفتگی باشید. برای اطمینان از باز و بسته شدن شیر در تنظیمات صحیح فشار و خلاء به صورت دستی شیر را تست کنید.
  • تمیزکاری: قسمت بیرونی شیر را از هرگونه گرد و غبار یا رسوب شیمیایی پاک کنید. بسته به ماده ذخیره شده در مخزن ممکن است رسوبات داخلی ایجاد شود، بنابراین اجزای داخلی را با استفاده از حلال های مناسب یا مواد تمیز کننده پاک کنید.
  • تعویض درزگیر: با گذشت زمان، درزگیرها میتوانند به دلیل نوسانات دما، واکنش های شیمیایی خراب شوند. بنابراین لازم است درزگیر را از نظر ترک، شکنندگی یا تغییر شکل بررسی کنید و درصورت نیاز اقدام به تعویض آن کنید.
  • کالیبراسیون: لازم است بعد از تعمیر و نگهداری یا در صورت وجود عملکرد غیرعادی کالیبراسیون انجام دهید.
  • روانکاری: ممکن است برخی از اجزای شیر برای عملکرد روان نیاز به روغن کاری داشته باشند، بنابراین از روان کننده های سازگار با ماده ذخیره شده استفاده کنید.
  • بررسی گرفتگی: مطمئن شوید که مجاری هوای شیر باز باشد. گرفتگی ها خطرات ایمنی قابل توجهی ایجاد می کنند.
  • ثبت سوابق: تمام فعالیت های تعمیر و نگهداری، بازرسی ها و تعویض ها را ثبت کنید. این رکورد میتواند در پیش بینی نیازهای تعمیر و نگهداری آتی کمک کننده باشد.
  • تعویض: حتی با تعمیر و نگهداری دقیق، شیر تنفسی عمر مفیدی دارد که توسط سازنده ارائه می شود، بنابراین به موقع اقدام به تعویض آن کنید.

شما میتوانید جهت دریافت مشاوره فنی از طریق شماره تلفن 1462 با مهندسان صنعت فولاد تبار تماس بگیرید.