دفع حرارت تولید شده در اجزای مکانیکی، فرآیندی رایج در صنایع مختلف نیروگاهی، پالایشگاهی، پتروشیمی و … می باشد. به منظور افزایش کارایی سیستم و جلوگیری از مشکلات ناشی از افزایش دما، میبایست حرارت تولیدی به صورت پیوسته از سیال روانکار (روغن) دفع شود. روغن روانکاری، اصطکاک بین قطعات مکانیکی را کاهش داده و همچنین حرارت را از اجزا جذب میکند. این عمل باعث افزایش دمای روغن میشود. این حرارت توسط واحد خنککننده از روغن گرفته میشود تا از شکست روغن و آسیب رسیدن به قطعات روانسازی شده جلوگیری شود. یکی از موارد استفاده رایج این سیستم، خنککاری روغن روانساز در توربو ژنراتورهای نیروگاههای تولید برق است. دستگاه اسکید کولر روغن روانکار شامل مبدلهای حرارتی، سیستم پایپینگ، گیجهای اندازهگیری دما و فشار و شیرهای کنترلی مختلف میباشد و به صورت یک مجموعه بر روی یک شاسی نصب میشود.
تجهیزات_مکانیکی
انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت از نوع روتاری (چرخشی)
کمپرسور جابجایی مثبت (Displacement compressor) به نوعی از کمپرسورها گفته میشود که از یک جز رفت و برگشتی (مانند پلانجر، پیستون، دیافراگم یا پرهها) برای کمپرس سیالاتی همچون هوا و گاز استفاده میکند. این کمپرسورها بدون توجه به فشار خروجی و با دبی ثابت کار میکنند و با جابجایی حجم سیلندر کمپرسور محیط کار را فشرده میکنند. در حقیقت این کمپرسور حجم مشخصی از هوا را داخل خود محصور میکند و فضای محصور شده را به تدریج کاهش میدهد و این کاهش فضا باعث افزایش فشار هوا میشود و انرژی جنبشی مولکولهای هوا، دانسیته و همچنین دمای آنها افزایش پیدا میکند.
این کمپرسورها امروزه استفادههای متعددی در صنایع مختلف داشته و با توجه به تنوع عملکرد، اطمینان بالا، کیفیت بالا و … میتوانند کاربردهای مختلفی داشته باشند. البته باید توجه داشت که راندمان این نوع کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای سانتریفیوژی یا گریز از مرکز کمتر است.
کاربرد کمپرسور جابجایی مثبت
همانطور که گفته شد کمپرسورها میتوانند تقسیمبندیهای متفاوتی داشته باشند که مهمترین آنها تقسیمبندی بر اساس عملکرد است. کمپرسور جابجایی مثبت به واسطه نحوه عملکرد خود میتواند کاربردهای مختلفی داشته باشد. بهصورت کلی کمپرسورهای جابجایی مثبت شامل انواع کمپرسورهای پیستونی و دورانی هستند که این کمپرسورها نیز به چند دسته مختلف تقسیم میشوند. از مهمترین کاربردهای کمپرسورهای هوای جابجایی مثبت میتوان موارد زیر را عنوان کرد:
- تأمین هوای مورد نیاز ابزارهای پنوماتیک
- تأمین هوای توربینها، موتور جتها و …
- استفاده در صنعت خودروسازی، صنعت الکترونیک، صنایع شیمیایی
- استفاده در دندانپزشکی و صنعت پزشکی
- استفاده در وسایل حملونقل و کامیونها
- استفاده در آزمایشگاهها
- استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع و تبریدی
- استفاده در کارخانههای مختلف مانند کارخانههای ریسندگی
- استفاده در صنعت کشاورزی، ساختمانسازی، نقاشی
- استفاده در صنایع دریایی، غذایی، ریلی، دارویی، گاز و …
انواع کمپرسورهای جابجایی مثبت
همانطور که گفته شد کمپرسور هوا میتوانند بر اساس فاکتورهای مختلفی تقسیمبندی شوند و این تقسیمبندی برای کمپرسورهای جابجایی مثبت نیز صدق میکند. بهصورت کلی میتوان گفت این کمپرسورها از نظر عملکرد به دو دسته اصلی شامل کمپرسورهای رفت و برگشتی (Reciprocating) یا پیستونی و کمپرسورهای دورانی یا دوار (Rotary) تقسیم میشوند.
- کمپرسورهای پیستونی هوا را توسط یک پیستون و سیلندر محور میللنگ فشرده میکنند. در حقیقت در این نوع از کمپرسورهای جابجایی مثبت پیستون به سمت پایین حرکت میکند و باعث ایجاد خلأ میشود و در نهایت این خلأ باعث میشود هوای خارج با فشار اتمسفر سوپاپ ورودی را باز کند و بخش بالای پیستون پر شود.
- کمپرسور روتاری نیز نوعی کمپرسور جابجایی مثبت است که توسط چرخش ۳۶۰ درجهای تیغهها، عمل مکش و تراکم مبرد را انجام میدهد. زمانی که گاز از دریچه ورودی وارد کمپرسور میشود بر اثر چرخش تیغهها و برخورد با هوا، آن را با فشار به طرف لوله دهش هدایت میکند. این کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی مصرف برق کمتری دارند و از راندمان بالاتری نیز برخوردار هستند و میزان صدا و لرزش آنها نیز کمتر است.
کمپرسور پیستونی خود میتوانند به چند دسته مختلف شامل کمپرسورهای دیافراگمی، تکمرحلهای، دومرحلهای و … و کمپرسورهای روتاری نیز میتوانند به انواع مختلفی همچون کمپرسورهای اسکرول، کمپرسورهای اسکرو، کمپرسورهای لوب، کمپرسورهای Vane و … تقسیم میشوند. همچنین میتوان از نظر سیستم خنککننده این کمپرسورها را به کمپرسورهای اویل فری (بدون روغن) و کمپرسورهای اویل اینجکت (روغنی) تقسیم میشوند.
کمپرسورهای جابجایی مثبت چگونه کار میکند؟
در کل میتوان گفت کمپرسورهای جابجایی مثبت شیوه کار بسیار سادهای دارند. در این نوع کمپرسورها هوا از ورودی به داخل محفظه تراکم کشیده میشود. بعد از ورود هوا به داخل محفظه یک قطعه مانند پلانجر، دیافراگم، یا پیستونی برای کمپرس کردن هوا استفاده میشود. این قطعه دارای حرکت رفت و برگشتی در داخل محفظه کمپرسور است. جز پیستونی حجم محفظه تراکم را کاهش میدهد و باعث فشرده شدن هوا میشود. زمانی که فشار هوا به اندازه مورد نظر رسید میتوان با استفاده از شیر تخلیه آن را تخلیه کرد و سپس از آن استفادههای مختلفی داشت. کمپرسورهای جابجایی مثبت دارای یک یا چند محفظه فشردهسازی و چندین مجرای ورودی میباشند.
از انواع کمپرسورهای جابه جایی مثبت، میتوان به کمپرسور پره ای ، دورانی اشاره کرد. این کمپرسوا دارای یک روتور با پره های فلزی هستند که طول این پرهها میتواند تغییر کند. این روتور به صورت خارج از مرکز در یک سیلندر قرار گرفته است، با دوران روتور، درون سیلندر، هوای محبوس در بین پره ها متراکم میگردد.
قطعات کمپرسور پره ای
تنها قطعات متحرک در یک کمپرسور پره ای ، دورانی ، روتور و پره ها میباشند. در این کمپرسورها به هیچ نوع سوپاپی نیاز نمی باشد اگر چه روتور این کمپرسورها کاملا متقارن است، اما عملکرد پره ها و نیروی وارد شده بر پرهها به علت فشار موجود در بین آنها سبب ایجاد مقداری ارتعاش میگردد. تعداد پرههای این کمپرسورها میتواند متفاوت باشد. به عنوان مثال پمپ خلا دارای یک یا دو پره و بوسترهای فشار دارای 24 پره میباشند. علاوه بر ایجاد سایش در نوک پره_ها وجود اختلاف فشار در طرفین پره_ها نیز سبب ایجاد سایش در دیواره های پره ها می گردد. به منظور کاهش بارهای وارده بر پره_ها، تعداد آن_ها را افزایش می_دهند. نمایی از این کمپرسور ها در شکل زیر آمده است.
کمپرسور پره ای ، دورانی
از فواید کمپرسورهای دورانی در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی میتوان به موارد زیر اشاره کرد
- ابعاد کوچکتر
- جریان پیوسته
- عدم وجود لرزش
از معایب این کمپرسورها میتوان به بازدهی کمتر آنها نسبت به انواع دیگر کمپرسورهای پیچشی اشاره کرد.
کمپرسورهای نوع رینگ مایع(Liquid Ring Compressor)
یکی از انواع کمپرسورها، کمپرسور رینگ مایع(Liquid Ring Compressor) می باشد. شکل بدنه این نوع کمپرسورها بصورت تخم مرغی شکل Egg Shaped است و پره های آن از نوع فنجانی Cupped Blade ساخته می شود . این نوع کمپرسورها معمولاً برای سیالات دو فازی یا به طور اصطلاحی گاز همراه با مایع مورد استفاده قرار می گیرند .
یکی از مهمترین موارد کاربرد آن در پالایشگاه ها در سیستم مشعل Flare که همواره مقدار مایعات گازی همراه گاز وجود دارد است . عمل آب بندی داخلی این نوع کمپرسور توسط دیواره ای از مایع که داخل کمپرسور ریخته می شود و بین رتور و بدنه قرار می گیرد و با استفاده از نیروی گریز از مرکز انجام می شود و نوع مایع مورد استفاده برای آب بندی بستگی به نوع گاز کمپرسور دارد ولی معمولاً از آب که مایع ارزان قیمت است استفاده می شود .
قبل از راه اندازی کمپرسور ابتدا باید در داخل آن مایع مناسبی ریخته می شود و سپس اقدام به راه اندازی آن می شود. وقتی کمپرسور ساکن است مایع در قسمت ته بدنه می ماند و وقتی در حالت چرخش قرار گرفت در اثر نیروی گریز از مرکز مایع به سمت بیرون Casing پرتاب می شود و با ایجاد یک دیواره آب بندی و ممانعت از فرار گاز فشرده شده انجام می شود .
در قسمت نزدیک به مرکز رتور چهار عدد کانال Stationary Port Chamber قرار گرفته که دو تای آنها مربوط به مسیر ورودی گاز و دوتای دیگری مربوط به مسیر خروجی گاز می باشد که با چرخش رتور گاز وارد راهگاههای ورودی می شود و با حرکت چرخشی رتور گاز حبس شده بین تیغه ها و دیواره مایع و شکل بدنه کمپرسور باعث می شود که فشار دیواره مایع گاز را فشرده کند .
موارد مصرف
• برای ایجاد فشار و انتقال گازهای فرایندی مرطوب در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
• کربناتاسیون مجدد و کنترل PH
• برای تزریق گاز CO۲ به کورههای ساتراسیون در صنعت قند و جداکرد لایه جامد از فیلترهای خلا
• برای تزریق گاز CO۲ در فرایندهای مختلف صنایع شیمیایی
کمپرسور اسکرو
نحوه عملکرد
با چرخیدن روتورها دندانهها در هم درگیر شده و محفظه ای را بین کمپرسور و روتورها ایجاد میکند. این چرخش حلزونی در محفظه باعث میشود گاز از طرف ساکشن یا ورودی وارد شود و به سمت فشرده سازی حرکت کند. این محفظهها به دهانهٔ ساکشن متصل هستند و از طریق پورتهایی به محفظههای بزرگتری متصل میشوند آن گاه جریان گاز از دهانه عبور میکند.
طراحی کمپرسور اسکرو در برگیرنده مزایای ماشینهای با جابه جایی مثبت و دوار است که استفاده از این نوع کمپرسور برای رنج گستردهای از کاربریها و فرایندهای گازی مناسب میسازد.
انواع کمپرسور اسکرو
کمپرسور اسکرو دارای دو نوع خشک (oil free) و روغنی (oil inject) هستند.
کمپرسور اسکرو خشک
این نوع کمپرسور اسکرو همانطور که از نامش پیداست کاملاً خشک بوده (oil free) و هیچ روغنی در آن وجود ندارد. این نوع کمپرسور اسکرو به دلیل اینکه فاقد روغن میباشد در صنایع دارویی و غذایی کاربرد فراوانی دارد. این مدل از کمپرسورهای اسکرو نمیتوانند دور بالا را تحمل کند و همچنین توانایی کار در دماهای بالا را ندارد. حداکثر نسبت فشار آن ۳ میباشد، یعنی فشار هوای خروجی ۳ برابر فشار هوای ورودی کمپرسور افزایش فشار مییابد.
به طور کلی کمپرسور اسکرو اویل فری به نسبت نوع روغنی از حساسیت بالاتری برخوردار است و نیاز به تعمیر و نگهداری دقیق تری دارد.
کمپرسور اسکرو روغنی
در این نوع کمپرسور روغن بهطور مداوم و پیوسته برای روانکاری و آببندی به یاتاقانها و ایرندها تزریق میشود. این روغن در هنگام خروج، از هوا جداشده، فیلترشده و پس از خنک کاری به سیستم بازگردانده میشود.مزیت کمپرسور اسکرو روغنی این است که روغن باعث اصطکاک کمتر میشود و درجه حرارت کمپرسور پایین میآید.
این مدل از کمپرسور اسکرو میتواند دور بالایی را تحمل کند و کارایی خیلی بیشتری در مقایسه با مدل کمپرسوراسکرو بدون روغن دارد و اکثراً فشار ۸ بار را دارند یعنی فشار هوای خروجی ۸ برابر فشار هوای ورودی است ولی گاهی این نوع کمپرسورها را تا فشار ۱۳ بار نیز میرسانند.
کمپرسور لوب (Lobe)
کمپرسور هوای از نوع لوب (Lobe) بسیار ساده بوده و هیچ گونه قطعات متحرک پیچیده در ساختار خود ندارد. آنها دارای لوبهای تکی یا دوتایی هستند که به محور پیشران اصلی متصل میباشد. لوبها میتوانند 90 درجه جابجا شوند. بنابراین اگر یکی از لوبها در حالت افقی قرار داشته باشد، لوب دیگر در آن لحظه خاص در حالت عمودی قرار میگیرد. بنابراین هوا در بین این لوبها به دام میافتد و با چرخش آنها فشرده میشوند و به خط تحویل منتقل میشود.
انواع کمپرسورهای دینامیکی
دسته ديناميكي را ميتوان به سه نوع مختلف جدا كرد:
انواع کمپرسورهای دینامیکی را می توان به كمپرسورهاي گريز از مركز (Centrifugal)- كمپرسورهاي جريان محوري (Axial Flow compressor) و فنها (Fans) تقسیم کرد.
انواع کمپرسور های جابجایی مثبت نيز بر اساس نوع مكانيزم حركت به دو دسته تقسيم ميشوند: رفت و برگشتی (reciprocating) يا چرخشی (rotary)
کمپرسور های فشار بالا (single acting high pressure) و كمپرسور هاي ديافراگمی (diaphragm compressor) تقسيم بندی ميشوند
كمپرسور هاي چرخشي نيز به نمونههاي تيغه لغزنده (sliding vane)، رينگ مايع (liquid ring) گوشوارهای (Lobe) و كمپرسور های پيچشي (screw) تقسيم ميشوند.
دمنده ها و (blowers) نيز نوعی از كمپرسور ها با جريان زياد و فشار كم ميباشد. استفاده اين نوع کمپرسور بيشتر در سرویسهای هوا، واحد های بازيابی هوا وزش هوای كوره و دمندههای فاضلاب است.
فاكتور های دخيل در انتخاب نوع كمپرسور :
در انتخاب انواع کمپرسور، فاکتورهای مختلفی در آن دخیل می باشند که عبارتند از:
تجربه مكانی : تجربه ای كه يك پالايشگاه مخصوص يا يك محل خاص جغرافيايی با يك نوع كمپرسور ويژه بدست آورده است، به صورتی كه كجا کدام نوع كمپرسور ميتوانند مورد استفاده قرار بگيرد.
‘‘ تجربه هايی که به دست آمده اند به صورت زیر است:
نمونه های مناسبي كه قبلاً مورد استفاده قرار ميگرفتند
۱. نزديكي سرويس دهنده های كمپرسور
۲. اندازه و مهارت گروه تعمير و نگهداری
۳. توانايی ابزار و وسايل مناسب برای تعمير و نگهداري
كمپرسور های جريان محوری Axial Flow Compressor
یکی از انواع کمپرسور ، اصول كار كمپرسور ها بر اساس حركت دادن گاز ( هل دادن ) توسط پره های دوار نصب شده روي رتور است و بيشتر استفاده اين نوع كمپرسور ها در توربين ها ی گازی است و يا برای جاهايي كه نياز به جريان و فلو زياد گاز باشد.
معمولاً فشار خروجي آنها پايين و متوسط است. جريان گاز در داخل كمپرسور در جهت محوري Axial است و بر پره هاي نصب شده روي رتور ( پره های متحرك ) كه وظيفه انتقال انرژي از رتور به سيال را عهده دارند و با محور مي چرخد. پره هاي ثابت ديگري نيز روي بدنه كمپرسور نصب گرديده كه به آنها پره هاي راهنما گفته مي شود كه علاوه بر جهت دادن به سيال ، براي انتقال از يك مرحله به يك مرحله ديگر وظيفه تبديل انرژي جنبشي به انرژي فشاري را نيز به عهده دارند. افزايش فشار در اين نوع كمپرسور ها به اين صورت است كه گاز را به تدريج از فضای باز ( سطح مقطع زياد ) به فضای تنگتری ميراند و باعث كم شدن حجم و افزايش فشار آن می گردد .
مزایای کمپرسورهای جریان محوری
کمپرسورهای جریان محوری جدیدا مصرف صنعتی زیادی پیدا کرده اند و برای حجم های خیلی بالا حتی تا 860000 فوت مکعب در دقیقه مناسب ترین کمپرسور می باشند. این دسته از کمپرسورها در مقایسه با کمپرسورهای سانتریفوژ برای فشردگی یک حجم معین گاز قطر چرخان (Rotor)، نصف قطر پروانه کمپرسور سانتریفوژ خواهد بود. اگر کمپرسور جریان محوری خوب طراحی و ساخته شود، سرعت گاز می تواند به ft/s 400 در خروجی برسد. هزینه اولیه ساختن یک کمپرسور جریان محوری با هزینه اولیه ساختن یک کمپرسور سانتریفوژ برای انجام کار معین برابر می باشد، ولی هزینه نیروی محرکه کمپرسور جریان محوری کمتر از هزینه نیروی محرکه کمپرسور سانتریفوژ است. یعنی اینکه برای یک کار معین، کمپرسور جریان محوری توربین یا موتور برقی کوچکتری نیاز دارد که این خود باعث کم شدن هزینه های بعدی می شود.
معایب کمپرسور جریان محوری
اگر چه کمپرسورهای جریان محوری برای جریانهای بالاتری نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ استفاده می شوند اما ارتفاع فرستادن گاز در این کمپرسورها خیلی پایین می باشد و تقریبا کمتر از نصف کمپرسورهای سانتریفوژ است که به این معنی می باشد، فشار خروجی در این نوع کمپرسورها خیلی کمتر از کمپرسورهای سانتریفوژ است. مثلا برای رسیدن به فشار psig 65 به دوازده مرحله فشرده کردن گاز نیاز است که این خود باعث افزایش حجم اشغال شده توسط کمپرسور و سایر هزینه ها می شود. با توجه به موارد ذکر شده نتیجه می شود این کمپرسورها راندمان کمتری نسبت به کمپرسورهای سانتریفوژ دارند.
كمپرسور های جريان شعاعی Radial Flow
یکی از انواع کمپرسور ها، کمپرسور های جریان شعاعی می باشد. اين نوع كمپرسور به گريز از مركز معروف هستند و اصول كار آنها، استفاده از نيروي گريز از مركز براي بالا بردن انرژي جنبشي گاز است. اين عمل توسط Vane هاي نصب شده روي پروانه به سيال اعمال مي شود در اين نوع كمپرسورها عامل اصلي انتقال انرژي، پروانه كمپرسور Impeller است كه روي محور نصب مي شود و با آن مي چرخد و پس از وارد شدن سيال به چشمه پروانه Impeller Eye روي تيغه هايي Vane كه روي آن نصب مي شود هدايت مي شود.
پس از قرار گرفتن در نوك پروانه توسط نيروي گريز از مركز اعمال شده از پروانه جدا مي شود و وارد محفظه اطراف آن Volute يا Diffuser مي شود تا انرژي جنبشي دريافت شده به انرژي فشاري تبديل شود خلاء ناشي از پرتاب سيال به طرف بيرون ( در اثر سرعت گرفتن سيال ) باعث جايگزيني مجدد سيال به نوك پروانه مي شود و باعث جريان يافتن مداوم سيال به كمپرسور و كسب انرژي و خارج شدن آن از كمپرسور مي شود .
با توجه به اينكه حركت سيال در داخل كمپرسور توسط نيروي گريز از مركز انجام مي شود بايد دور كمپرسور به اندازه اي بالا باشد تا بتواند سيال قرار گرفته در نوك پروانه را از پروانه جدا كند تا امكان جايگزيني ذرات قبلي به جاي آن فراهم شود در غير اين صورت فشار وفلوي كمپرسور كاهش خواهد يافت كه با توجه به سبك بودن گازها براي انرژي دادن به سيال نياز به دورهاي بالا مي باشد نسبت به مايعات) همچنين به دليل فاصله زياد بيــن مولكول¬هاي گازها تعداد Vane¬هاي نصب شده روي پروانه¬ها و همچنين زاويه آنها نســبت به پروانه¬هاي پمپهاي گريز از مركز بيشتر است . مجموعه Volute و يا ديفيوزها مثل كار آنها در پمپها با زياد كردن سطح مقطع عبوري جريان انرژي جنبشي به انرژي فشاري تبديل مي كنند . اين نوع كمپرسورها بيشترين كاربرد را در صنايع دارند و از آنها براي فشرده كردن هوا و گازهاي ديگر در حجم ها و فشارهاي مختلف استفاده مي شود.
تفاوت کمپرسور محوری و شعاعی
تفاوت کمپرسور محوری و شعاعی
کمپرسور محوری
در کمپرسور محوری هوا را از میان پره های خود عبور داده می شود و به سمت عقب میراند این کمپرسور دارای یک و یا دو و یا چند طبقه پره میباشد که زاویه های پره ها در طبقه اول زیاد است
و به تدریج هر قدر که به سمت محفظه احتراق پیش میرویم زاویه پره ها کم میشود و از سرعت سیال کم شده و به فشار و دمایش افزوده میشود در جداره این کمپرسورها پره های ثابتی وجود دارد
که جهت هوای ورودی را از هز طیقه به طبقه بعدی تنظیم میکند .
در این نوع از کمپرسورها خطر سکته کمپرسور بسیار کم است
ردیف های ثابت کمپرسور انرژی جنبشی را که توسط پره های متحرک به سیال عامل داده میشود
به ازدیاد فشار تبدیل کرده و همچنین جهت سیال را به زاویه ای مناسب برای ورود به ردیف بعدی پره های متحرک تصحیح مینماید هر طبقه کمپرسور شامل یک ردیف پره چرخنده
و به دنبال آن یک ردیف پره ثابت میباشد . ولی قبل از ورود سیال به طبقه اول کمپرسور یک ردیف پره ثابت به نام ( پره راهنمای ورودی ) قرار میدهند که جهت سیال را برای ورود به طبقه اول کمپرسور تصحیح مینماید .
کمپرسور چیست؟
چگونه میتوان با انرژی خورشیدی آب را تصفیه کرد؟
استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب میتواند به عنوان یک روش پایدار و صرفه جویی در مصرف انرژی در تصفیه آب مورد استفاده قرار گیرد. برای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، میتوان از سیستمهای تصفیه آب خورشیدی (solar water treatment systems) استفاده کرد که عمدتاً به سه روش زیر عمل میکنند:
- استفاده از سلولهای خورشیدی: در این روش انرژی خورشیدی توسط سلولهای خورشیدی جذب میشود و سپس به باتریها منتقل میشود. باتریها برای تامین انرژی لازم برای سیستم تصفیه آب و سایر تجهیزات مورد نیاز به کار میروند.
- استفاده از تصفیه آب با انرژی خورشیدی: در این روش از پنلهای خورشیدی برای تولید بخار استفاده میشود. بخار به عنوان یک عامل ضد عفونی کننده برای تصفیه آب استفاده میشود.
- استفاده از تصفیه آب با استفاده از گرمای خورشید: در این روش از یک کالکتور خورشیدی استفاده میشود که گرمای مستقیم خورشید را تبدیل به انرژی حرارتی میکند. این گرما برای تصفیه آب استفاده میشود.
برای استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب، معمولاً از سیستمهای خورشیدی مستقر بر روی سطح زمین یا روی سقفها استفاده میشود. این سیستمها برای تولید انرژی الکتریکی و یا گرمای حرارتی مورد استفاده قرار میگیرند که این انرژی برای تصفیه آب مورد استفاده قرار میگیرد.
در روشهای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، پنلهای خورشیدی معمولاً بر روی دستگاههای تصفیه قرار میگیرند تا برق مورد نیاز دستگاه تامین شود. سپس با استفاده از تکنولوژیهای مختلفی مانند نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، متودهای فیلتراسیون، و غیره آب تصفیه شده میتواند به دست آید.
یکی از مثالهای روشهای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی، سیستم تصفیه آب سلولار (Cellular Water Treatment System) است که به وسیلهی شرکت بریتیش پاور اینترنشنال (British Power International) توسعه یافته است. در این سیستم، از پنلهای خورشیدی به عنوان منبع تغذیه استفاده میشود و با استفاده از فرایند اسمز معکوس آب در مراحل مختلف تصفیه شده و قابل استفاده میشود. همچنین، شرکتهای دیگری نیز مانند شرکت SunSpring America از تکنولوژیهای تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی استفاده میکنند.
در حوزه استفاده از انرژی خورشیدی در تصفیه آب، چندین پروژه موفق در جهان اجرا شدهاند که میتوان به برخی از آنها اشاره کرد:
- پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در روستای Togodo در کشور بنین: در این پروژه، سیستم تصفیه آب از طریق استفاده از پنلهای خورشیدی و باتریهای ذخیرهسازی، به طور کامل با انرژی خورشیدی اداره میشود.
- پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در روستای Khaiko در کشور زیمبابوه: در این پروژه، یک سیستم تصفیه آب خورشیدی با ظرفیت ۲۰۰۰ لیتر در ساعت در روستا نصب شده است که برای تامین نیازهای آبی مردم محلی و کاهش بیماریهای مرتبط با آب، به کار گرفته میشود.
- پروژه تصفیه آب با استفاده از انرژی خورشیدی در شهرستان واردا در استرالیا: در این پروژه، سیستم تصفیه آب خورشیدی با ظرفیت ۳۰۰۰ لیتر در ساعت نصب شده است که برای تصفیه آب شهرستان واردا استفاده میشود.
نازل فیلتر – filter nozzle
در فرآیند صاف سازی آب در مخازن تحت فشار مثل فیلتر شنی، فیلتر کربنی و مخازن سختی گیر رزینی و همچنین مخازن ثقلی تصفیه آب(صافی شنی کند و صافی شنی تند) جهت جلوگیری از فرار سیلیس، کربن فعال و رزین های تصفیه آب و رزین های کاتیونی و آنیونی و همچنین جداسازی آب تصفیه شده، ضروریست از قطعاتی که عموما از جنس PP (نازل پلاستیکی)،برنج(نازل برنجی) و استنلس استیل( نازل استیل) می باشد استفاده شود.
نکته مهم در مورد نازل ها این است که فاصله شیار ها و قطر منافذ نازل های فیلتر بایستی کمتر از قطر سیلیس،کربن و رزین انتخاب گردد. برای نیل به این هدف قطعاتی به نام نازل فیلتر(نازل تصفیه آب) در بالا و پایین فیلترهای شنی و کربن فعال روی صفحه نازل نصب می گردند.
استحکام قطعات نازل سبب افزایش طول عمر و کارایی کلی تجهیز می شود.
نازل ها با توجه به نوع کاربری آنها انواع و مدلهای مختلفی دارند از جمله: نازل مدل P، نازل مدل PKO، نازل مدل DDR، نازل مدل M، نازل مدل C1، نازل مدل D
نازل ها در تصفیه آب در 4 مدل فیلتر پرکاربردترند:
– نازل فیلتر شنی(نازل صافی شنی)
– نازل فیلتر کربنی( نازل صافی کربن فعال)
– نازل فیلتر سختی گیر(نازل ستون سختی گیر)
– نازل فیلتر میکسبد(نازل Mixed Bed)
در فیلتر ها یا صافی های شنی و کربنی فاصله شیارهای نازلها معمولا بدلیل سایز بزرگتر ذرات سیلیس و کربن بزرگتر و بیشتر است و در فیلتر ها یا ستونهای سختی گیر رزینی و ستونهای رزینی میکس بد بدلیل سایز کوچک رزینهای کاتیونی و رزینهای آنیونی فاصله شیارهای نازلها کوچکتر انتخاب می شود. در تصفیه آب استخر ها نیز این نازل ها در صافی های شنی و کربنی کاربرد وسیعی دارند.
نازل های صافی شنی(ماسه ای) و نازل های صافی کربن اکتیو،نازل های مخازن سختی گیر و نازل های ستون میکسبد همگی وظیفه هدایت و توزیع یکنواخت آب داخل فیلتر را برعهده دارد بنابراین انتخاب صحیح نازل نقش مهمی در عملکرد صحیح ستونهای فیلتر شنی و ستونهای کربن فعال دارند.
نازل ها معمولا با فواصل شیار 0.15 میلی متر تا 2 میلی متر تولید می شوند. در مورد صافی های شنی با توجه به قطر سیلیس ها می توان فاصله شیار ها را بزرگتر در نظر گرفت. در مورد صافی های کربنی(فیلتر های کربن فعال) می بایست فاصله شیارهای نازل کوچکتر انتخاب گردد.همچنین در مورد مخازن سختی گیر با توجه به ریز بودن انداره رزین های کاتیونی فاصله شیار های نازل به مراتب کوچکتر خواهد بود.
عمدتا” در نازل فیلتر شنی به صورت سوراخ کاری شده گرفتگی نازل بالاتر به نسبت نازل به صورت شیاری می باشد.
یکنواخت بودن جریان در تمام فیلتر شنی یکی از اصلی تر کارها در طراحی و .ساخت فیلتر شنی می باشد. رعایت نکردن فاصله مناسب بین نازل ها باعث گرفتگی زود فیلتر شنی و کارایی پایین آن می شود. وجود این نازل های پلاستیکی(نازل PP) سبب عدم تخلیه و فرار سیلیس، کربن فعال و رزین های آنیونی و کاتیونی می شود.
این نازل های پلاستیکی و برنجی به دلیل داشتن منافذ بسیار ریز و جاگذاری مناسب برای صافی شنی و صافی کربنی سبب سهولت کار می شوند
.
دریچه آب بند- Sluice Gates
دریچه آب بند کاربرد فراوانی در تصفیه خانه های آب و فاضلاب دارد که در عین سادگی آنها عملکرد تصفیه خانه به عملکرد صحیح آنها بستگی دارد. اصولا کاربرد دریچه آب بند بمنظور کنترل جریان سیالاتی از قبیل آب و فاضلاب ورودی به تصفیه خانه ها و ایستگاه های پمپاژ و واحد های تصفیه خانه می باشد. وظیفه دریچه آب بند کنترل ارتفاع سیال، سرعت سیال و یا انسداد کانال به منظور تغییر جهت سیال و در برخی تاسیسات از قبیل آشغالگیرها و ایستگاه های پمپاژ در مواقع اضطرار، بمنظور تعمیرات یا خارج ساختن از مدار بهره برداری و یا تعویض قطعات، مورد استفاده قرار می گیرند.
دریچه آب بند، دریچه قائمی است که به کمک آن می توان جریان مایع را قطع نمود. دریچه آب بند، از صفحه اصلی دریچه، لاستیک آب بند P شکل، فریم، شفت یا میل پیچ و فرمان گردان تشکیل شده است. دریچه آب بند کشویی را جهت جلوگیری از خوردگی، از جنس مناسب و مقاوم در برابر خوردگی و همچنین مقاوم در برابر فشار های هیدرولیکی می سازند. گروه صنعتی کارپرن توانایی ساخت انواع دریچه آب بند از جنس فولاد St. 37، فولاد ضد زنگ استنلس استیل S.S 304 , S.S 316 و Duplex را دارا می باشد. همچنین بمنظور جلوگیری از خوردگی دریچه ها و قطعات مربوطه دریچه آب بند، پوشش های مختلفی از جمله گالوانیزه گرم، گالوانیزه سرد، رنگ های اپوکسی، پلی اورتان یا زینگا مورد استفاده قرار می گیرند.
متداولترین موارد استفاده دریچه آب بند بشرح ذیل میباشد:
- دریچه سه طرف آب بند جهت نصب در کانالهای آب و فاضلاب
- دریچه سه طرف آب بند جهت تنظیم سطح فاضلاب در حوض های هوادهی و …
- دریچه چهار طرف آب بند جهت نصب در لوله های ورودی و خروجی به ایستگاه های پمپاژ و ..
- دریچه چهار طرف آب بند در مخازن بتنی بعنوان شیر های تخلیه و ….
اجزاء اصلی تشکیل دهنده دریچه آب بند شامل موارد ذیل می باشد:
- فلکه گردان از جنس چدن یا آلومینیوم ریخته گری شده یا آلیاژ خاص با سفارش مشتری
- شافت مرکزی یا میل پیچ از جنس استنلس استیل S.S 304, S.S 316 یا کربن استیل St.37
- مهره میل پیچ از جنس فسفر برنز
- صفحه متحرک از جنس استنلس استیل S.S 304, S.S 316 یا کربن استیل St.37
- نوار آب بند P شکل و نوار آبندی دور تا دور از جنس EPDM
- فریم نگهدارنده از جنس استنلس استیل S.S 304, S.S 316 یا کربن استیل St.37
دریچه کشویی :
دریچه ای با حرکت قایم و عمدتا به شکل چهار گوش فولادی یا گرد چدنی می باشدکه به کمک آن می توان جریان مایع را قطع نمود از جمله ویژگی های دریچه های کشویی عبارتند از: طراحی جمع و جور،عایق بندی شده از سه طرف، حداقل میزان نشتی، عملکرد بدون مشکل در مدت زمان طولانی و امکان استفاده از آن بلافاصله پس از نصب. دریچه های کشویی شامل صفحه اصلی دریچه ، لاستیک های آبندی ، قاب فولادی نگهدارنده ، شافت انتقال نیرو ، فلکه دستی بالابر یا گیربکس دستی یا برقی جهت حرکت دریچه می باشند. دریچه های کشویی در مخازن و کانالهای روباز نظیر واحدهای آشغالگیری،واحدهای دانه گیری،تانکهای هوادهی، واحدهای کلرزنی و …بکار میروند.
دریچه سرریز Weir:
دریچه سرریز، دریچه ای است که با حرکت به سمت پایین باز می شود و امکان اندازه گیری تقریبی دبی مایع عبوری و نیز تنظیم ارتفاع مایع بالادست خود را فراهم می کند. از جمله ویژگی های دریچه های سرریز عبارتند از: طراحی جمع و جور،عایق بندی شده از سه طرف ، عملکرد بدون مشکل در مدت زمان طولانی و امکان استفاده از آن بلافاصله پس از نصب. کاربرد ویژه دریچه های سرریز با هدف تنظیم ارتفاع مایع در مخازن هوادهی و واحدهای زلال سازی تصفیه آب و فاضلاب می باشد.
دریچه آب بند (Sluice Gates)
دریچههای آببند شامل دریچههای فولادی مستطیل شکلی هستند که به طورگستردهای در ورودی و خروجی حوضچهها برای کنترل جریان مورد استفاده قرار میگیرند.
دریچه آببند شامل بخشهای اصلی زیر میباشد؛
قاب
این بخش اساس سیستم را تشکیل میدهد. دریچههای آببند با قاب باز یا قاب کامل با توجه به عمق نصب و ارتفاع باز کردن طراحی میشوند. قاب از پروفیل فولاد نرم یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است.
درب
درب با سطح مسطح طراحی شده و روی ریلهای لغزنده به بالا و پایین حرکت میکند. جنس درب از فولاد یا فولاد ضد زنگ میباشد.
آببند
P، V و دو لبه به عنوان عنصر آببندی به کار برده میشوند و آببندی روی چهار طرف پناستاک به کار میرود. مواد آببندی به طور استاندارد از جنس EPDM هستند، ولی بسته به تقاضا و نیاز پروژه جنس آن قابل تغییر است. مقاومت کلی در مقابل آب برای پناستاکهای ساخته شده گارانتی نمیشود و نرخ نشت آنها بستگی به جهات فشار دارد. نرخ نشت برآورد شده 0.4 لیتر در دقیقه در هر متر میباشد.
محور
دریچههای استاندارد محور بالارونده دارند، اما دریچه نوع محور غیر بالارونده نیز موجود است. تقریبا تا عرض 1500 میلیمتر، سیستم تک محور استفاده میشود؛ اما برای عرضهای بیشتر، معمولا محورهای دوتایی مورد استفاده قرار میگیرد.
واحد متحرک
همه دریچهها را میتوان برای عملیات دستی و یا با محرک الکتریکی/ پنوماتیک تامین کرد. محرکهای الکتریکی مجهز به درایو دستی (چرخدستی) برای موارد اورژانسی هستند. محرکهای الکتریکی با توجه به نوع عملیات دریچه انتخاب میشوند. دریچههایی دارای امکان خاموش/روشن شدن و دریچههای دارای عملکرد تعدیل کننده، بیشترین کاربرد را دارند.
دریچههای متحرک دستی، چرخ دستی برای اندازههای کوچک و گیربکسهای مورب برای ابعاد بزرگ دارند. اگر عرض دریچه زیاد باشد، دو قطعه واحد گیربکس مورب برای کاربردهای دریچه دومحوری دستی و اتوماتیک استفاده میشود.
دریچه آب بند را می توان به صورت فلکه گردان دستی یه در دریچه های به ابعاد بزرگ تر از گیربکس به همراه فله گردان جهت سهولت در باز و بسته کردن دریچه استفاده نمود. همچنین جهت اتوماسیون در تصفیه خانه های آب و فاضلاب می توان دریچه های آب بند را با استفاده از الکترو موتور و گیربکس افزایش دهنده قدرت یا با عملگر پنوماتیکی یا هیدرولیکی تولید نمود.
کنترلر PID
کنترلکننده پیآیدی یا Proportional–Integral–Derivative یک سیستم کنترلی بر پایه فیدبک (بازخورد) میباشد که هدف اصلی آن نزدیک کردن نتیجه نهایی فرآیند به مقدار مدنظر ما میباشد. به زبان سادهتر، تمام دغدغه یک کنترلکننده PID، هدایت سیستم بهطرف یک سطح، موقعیت و یا هر مقداری که ما مشخص میکنیم، میباشد.
PID کنترلرها در صنعت جزء دقیقترین و پایدارترین کنترلکنندهها بهحساب میآیند و عمدتاً از آنها در راستای خودکارسازی (یا بخشی از یک اتوماسیون) کارها برای نزدیک شدن (تا جای ممکن) به خروجی از پیش تنظیم شده یا هدفی مشخص استفاده میکنیم.
بیش از ۹۰% سیستمهای کنترلی از PID بهعنوان کنترلکننده بازخوردی استفاده میکنند.
علت محبوبیت کنترلر پی آی دی
بهخاطر عملکرد قوی و سادگی عملکردی، این روش توسط عمده شرکتهای مطرح دنیا در زمینه ساخت کنترلر پذیرفته شده است و از آن در محصولات خود استفاده میکنند.
در کنترلکننده PID دو تعریف “خطا” و “SetPoint” از اهمیت بالایی برخوردار هستند. ستپوینت در اینجا به معنای نقطه مدنظر (سطح، موقعیت، کمیت و یا هر چیزی که ما میخواهیم در سیستم کنترلی به آن برسیم) میباشد و از طرف دیگر خطا به میزان انحراف (اختلاف) میان نقطه مدنظر و مقدار نهایی خروجی گفته میشود. نگفته پیداست که هرچه خطا کمتر باشد بهتر بوده و بدین معناست که ما توانستهایم مقدار نهایی سیستم را با مقدار مدنظر خودمان دقیقاً یکی نماییم.
برای رسیدن به این نقطه مطلوب (خطا = صفر، مقدار خروجی سیستم = SetPoint) سیستم کنترلی PID از سه عملگر به نامهای؛ تناسبی (Proportional)، انتگرالگیر (Integral) و مشتقگیر (Derivative) استفاده میکند. این سه ضریب پایه در هر کنترلر پی آی دی برای کاربردهای خاص بهمنظور رسیدن به واکنش بهینه متغیر هستند. در ادامۀ بحث به شکلی مفصل به این ضرایب و نحوه عملکرد آنها خواهیم پرداخت.
ضریب تناسبی باعث ایجاد یک کنترل صاف و بدون تغییرات شدید میگردد، ضریب انتگرالی به طور خودکار خطای سیستم را اصلاح میکند و درنهایت کنترل مشتق بهسرعت به اختلالات پاسخ میدهد
برای اینکه با معادلات PID هم آشنا شویم دو فرمول استاندارد و تابع تبدیل آن را در زیر آوردهایم.
فرمول استاندارد PID به شکل زیر است:
باتوجهبه فرمول بالا بهراحتی میتوان تابع تبدیل زیر را به دست آورد:
درنهایت اگر سه بخش را بهصورت موازی در کنار هم قرار دهیم به دیاگرام کلی کنترلر PID، طبق شکل زیر خواهیم رسید.قاعده اساسی پشت عملکرد یک کنترلکننده PID این است که عبارتهای تناسبی، انتگرالی و مشتقی باید به طور جداگانه تنظیم یا «کوک» شوند.
جدول مزایا و معایب کنترلکنندههای P، I و D
ضریب مزایا معایب P سریع ساده و ارزان میباشد. نمیتواند خروجی را به مقدار نهایی مطلوب برساند. تصمیمات بر اساس خطای لحظهای است. I میتواند خروجی را به مقدار مطلوب برساند. به نویز یا تغییرات ناگهانی حساس نیست. بر اساس تاریخچه خطا عمل میکند. خیلی کند است. پایداری سیستم را کاهش میدهد. ساده و ارزان نیست. D خیلی سریع است. سیستم را پایدار میکند. نمیتواند خروجی را به مقدار نهایی برساند. به نویز حساس است. ساده و ارزان نیست.
مقایسه تصفیه آب به روش سنتی اسمز معکوس RO با اسمز معکوس مدار بسته CCRO
اصلی ترین تفاوت در سیستم های تصفیه آب صنعتی RO با CCRO مربوط به عملکرد آنها می باشد که باعث کاهش هزینه های عملیاتی می شود.
عملکرد CCRO، به صورتی است که چرخش آب تحت فشار تا رسیدن به سطح بازیابی مطلوب ادامه پیدا می کند. آب خوراک تازه در سیستم هم بدون توقف جریان آب تحت فشار به سیستم وارد می شود. در ساختار سیستم های تصفیه آب صنعتی CCRO، عملکرد دستگاه با چرخش مجدد آب در سیستم انجام می شود و ناشی از داشتن چند مرحله فیلتراسیون با ممبران ها نیست.
نرخ ریکاوری در CCRO، به اندازه 95 درصد می باشد و با توجه به این موضوع بهترین عملکرد را برای فیلتراسیون آب نسبت به سایر روش ها دارند. در این سیستم ها از مواد شیمیایی هم به صورتی استفاده می شود که باعث جلوگیری از ایجاد رسوب در ممبران ها و افزایش حداکثری تولید عمر ممبران می شوند.
روند کار CCRO، به صورتی است که فشار کمتری را به آب ورودی به سیستم وارد می کنند که این موضوع باعث کاهش مصرف انرژی می شود. این سیستم ها با استفاده برای فیلتراسیون آب دریا، می توانند مصرف انرژی را تا 1.45 kWh/m3 کاهش دهند.
ویژگی های برتر که روش CCRO را از روش اسمز متداول متمایز ساخته چیست؟
– استفاده کردن و طراحی فرآیند یک مرحله ای صرف نظر از درصد ریکاوری سیستم
– استفاده از سیستم فرآیندی نیمه پیوسته (100% recovery followed bu dumps of concentrate)
– استفاده از 3-4 المان غشایی در هر یک از تجهیزات فشاری
– کنترل دبی جریان متقاطع
– کنترل سرعت ریکاوری
– انعطاف پذیری فرآیندی در حد بالا
– کاهش رسوب گذاری و اسکالینگ
– کاهش تقریبی 35 درصد از مصرف انرژی به نسبت اسمز معکوس متداول
– بیش از 95 درصد ریکاوری و 75 درصد کاهش در هدر رفت آب
تفاوت بین شیرهای بی بار کننده، اطمینان و تخلیه اضطراری valves: unloading, safety, relief
عملکرد شیر اطمینان در مقابل شیر تخلیه اضطراری
در ریلیف ولو باز شدن شیر متناسب با افزایش فشار سیال است. بنابراین شیر عمدتاً به تدریج باز می شود نه ناگهانی!
ریلیف ولو در سطح فشار بیشتر از نقطه تنظیم باز شده و مایعات را تخلیه می کند. سپس فشار به مقدار مورد نظر کاهش می یابد.
در شیر اطمینان، با رسیدن فشار به نقطه تنظیم، شیر سریعا باز میشود و از آسیب به سیستم جلوگیری می کند.
ولوهای تخلیه ایمنی خصوصیات ولوهای ایمنی و ولوهای تخلیه را با هم دارا می باشند. این شیر ها قادر به باز و بسته شدن سریع یا تدریجی هستند و معمولاً متناسب با تغییر فشار پاسخ میدهند. این شیر ها را میتوان با سیال یا ماده تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر استفاده کرد.
شیر های بی بار کننده
شیر کنترل فشار بی بار کننده (Unloading valve)، نوع دیگری از شیر های کنترل فشار است که در مواقعی که به پمپ در مدار نیازی نیست جریان ارسالی از پمپ را در فشار ناچیز به مخزن تخلیه می کند. در نتیجه بی بار شدن پمپ، از مصرف توان و اتلاف حرارتی (ناشی از تخلیه سیال در فشار بالا از شیر اطمینان) کاسته می شود. با افزایش فشار در خط فرمان تا حد لازم جهت غلبه بر نیروی فنر، پیستون به سمت بالا حرکت کرده و موجبات تخلیه پمپ به مخزن را فراهم می آورد. مقدار فشار فرمان مورد نیاز به نیروی تنظیمی فنر بستگی دارد.
عملکرد شیر بی بار کننده در مقابل شیر تخلیه اضطراری
شیر تخلیه اضطراری از پمپ کم حجم/ فشار بالا در برابر فشار بالا محافظت می کند.
شیر بی بار کننده روی فشار مشخصی تنظیم شده است تا زمانی که فشار سیستم از این تنظیم بالاتر می رود، جریان را از پمپ پرحجم/ فشار کم به مخزن منحرف کند.
Relief valve و unloading valve هر دو در صنعت هیدرولیک و پنوماتیک استفاده میشوند و هدف آنها جلوگیری از بیش از حد فشار در سیستم است. با این حال، تفاوتهایی بین این دو نوع شیر وجود دارد:
- Relief valve: این نوع شیر در صورتی باز میشود که فشار در سیستم به بیشترین مقدار مجاز رسیده باشد. هدف این شیر جلوگیری از صدمههایی به سیستم، مانند انفجار خطوط و تجهیزات، و کاهش خطرات ایمنی است. وقتی فشار در سیستم بیش از حد مجاز میشود، relief valve باز شده و فشار را کاهش میدهد.
- Unloading valve: در این نوع شیر، هدف اصلی کنترل فشار در یک سیستم و تامین فشار مناسب برای اجرای عملیات است. وقتی فشار در سیستم بیش از مقدار مجاز میشود، unloading valve فشار را به طور موقت کاهش میدهد تا فشار مناسب برای اجرای عملیات فراهم شود. به عبارت دیگر، unloading valve به جای تخلیه کامل فشار، فشار را به مقدار مناسبی کاهش میدهد تا کاربردی دیگر برای فشار در سیستم وجود داشته باشد.
به عنوان مثال، unloading valve معمولا در کامپرسورها بهکار میرود تا در صورت بریدن سوییچ، فشار را به مقدار مناسبی کاهش دهد تا کامپرسور در حالت خاموش قرار گیرد. در مقابل، relief valve معمولا در سیستمهای هیدرولیکی برای جلوگیری از انفجار خطوط و تجهیزات بهکار میرود.
در مواردی که فشار درون یک سیستم بیشتر از حداکثر فشار مجاز طراحی شده برای آن سیستم شود، روشهای مختلفی برای کنترل فشار و از بین بردن این اضافه فشار وجود دارد. Relief valve و Unloading valve دو روش برای کنترل فشار در سیستمهای هیدرولیکی و پنوماتیکی هستند.
Relief valve، یک سوپاپ ایمنی است که به طور خودکار باز شده و به فضا متصل میشود تا از بین بردن اضافه فشار در سیستم بپردازد. یعنی در صورتی که فشار در سیستم بیش از حد مجاز بالا برود، سوپاپ relief valve به صورت خودکار باز میشود و فشار اضافی در سیستم به طور ایمنی تخلیه میشود.
اما در مورد Unloading valve، این سوپاپ به طور خودکار در صورت کاهش فشار در سیستم از حداکثر فشار مجاز پایینتر باشد، باز میشود. به این صورت که در حالت عادی فشار سیستم از طریق این سوپاپ به سمت عناصر هیدرولیکی یا پنوماتیکی تحویل داده میشود و آنها کار خود را انجام میدهند. اما در صورتی که فشار سیستم کاهش پیدا کند، این سوپاپ به صورت خودکار بسته میشود تا فشار سیستم حفظ شود و ممکن است در برخی موارد باعث کاهش مصرف سوخت و کاهش خرابی موتور و سیستم های هیدرولیکی یا پنوماتیکی شود.
به عبارت دیگر، اگر فشار سیستم بیش از حداکثر مجاز شود، در حالت Relief valve، فشار تخلیه میشود، در حالی که در حالت Unloading valve، اگر فشار سیستم بیش از حداکثر مجاز شود، فشار به سمت خط برگشت داده میشود
هر دو relief valve و unloading valve در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک برای کنترل فشار استفاده می شوند، اما تفاوتهایی نیز دارند.
Relief valve یک ولویی است که فشار درون یک سیستم را محافظت می کند. در صورتی که فشار درون سیستم به حداکثر مجاز برسد، relief valve باز می شود و اجازه می دهد که مایع یا گاز از سیستم خارج شود و به این ترتیب فشار درون سیستم کاهش می یابد. در حالتی که فشار کمتر از مقدار تعیین شده توسط relief valve باشد، valve بسته است و فشار درون سیستم تحت کنترل خواهد بود.
از unloading valve ها برای کنترل فشار درون یک سیستم استفاده می شود، اما عملکرد آنها کاملاً متفاوت است. unloading valve در زمانی که فشار در سیستم به یک حد مشخص (معمولاً در حالت استراحت) برسد، وظیفه دارد که فشار را به طور خودکار کاهش دهد. به عبارت دیگر، unloading valve به صورت خودکار یا با دستور از راه دور مانع از ایجاد فشار اضافی در سیستم می شود.
به عنوان مثال، یک پمپ هیدرولیکی که به صورت مداوم در حال کار است، ممکن است برای یک دوره از زمان در حالت استراحت قرار گیرد. در این حالت، فشار درون سیستم هنوز باقی می ماند، اما ممکن است نیاز به فشار اضافی در این حالت نباشد. در این موارد، unloading valve به صورت خودکار باز می شود و اجازه می دهد که فشار از سیستم خارج شود تا ایجاد فشار اضافی درون سیستم را پیشگیری کند. در حالی که relief valve هنگامی که فشار در سیستم به حداکثر مجاز برسد، باز می شود و فشاررا از سیستم خارج می کند تا از تخریب و خرابی سیستم جلوگیری کند. به عبارت دیگر، unloading valve به صورت خودکار و در شرایط خاصی باز می شود تا فشار اضافی درون سیستم جلوگیری شود، در حالی که relief valve هنگامی که فشار به حداکثر مجاز می رسد، به صورت دستی یا خودکار باز می شود تا از تخریب سیستم جلوگیری شود.
شیر بی بار کننده در چه شرایطی باز می شود؟
شیر بی بارکننده (unloading valve) به طور خودکار باز میشود زمانی که در یک سیستم هیدرولیکی، فشار از مقدار تعیین شده بیشتر شود. در واقع، وظیفه شیر بی بارکننده برقرار کردن فشار مورد نظر در سیستم هیدرولیکی است، به این صورت که وقتی فشار سیستم به حد مشخصی میرسد، شیر باز شده و فشار اضافی در خطوط سیستم به برگشت دادن روغن به مخزن یا تخلیه آن در خط برمیگرداند. با این کار، از کاهش مصرف انرژی و گرمای اضافی ناشی از فشار بیش از حد در سیستم هیدرولیکی جلوگیری میشود.
وظیفه شیر بی بار کننده در دمنده چیست؟
شیر بی بار کننده در دمنده وظیفه کنترل فشار هوا در سیستم را دارد. هنگامی که فشار هوا در سیستم به حد مطلوب رسید، شیر بی بار کننده باز شده و اجازه می دهد که هوای اضافی به محیط بیرون دفع شود، به این ترتیب فشار سیستم را در حد مطلوب نگه می دارد. همچنین در صورتی که فشار هوا در سیستم افزایش یابد، شیر بی بار کننده بسته می شود و جلوی بیشتر شدن فشار هوا در سیستم را می گیرد. به این صورت، شیر بی بار کننده برای حفاظت از سیستم و کنترل فشار در دمنده بسیار حیاتی است.
شیر بی بارکننده (unloading valve) در دمنده، وظیفه کاهش فشار در سیستم هیدرولیکی را دارد. این شیر باعث تخلیه فشار اضافی در سیستم هیدرولیکی میشود تا جلوی افزایش فشار و خرابی قطعات سیستم هیدرولیکی را بگیرد. در واقع، وظیفه شیر بی بار کننده در دمنده، جلوگیری از افزایش فشار در سیستم هیدرولیکی در صورتی که از دمنده استفاده نشود است. وقتی که دمنده در حالت استراحت قرار میگیرد، شیر بی بار کننده باز میشود و فشار اضافی در سیستم هیدرولیکی تخلیه میشود. این کار باعث کاهش فشار در سیستم و همچنین صرفه جویی در مصرف سوخت دمنده میشود. در غیر این صورت، فشار اضافی در سیستم هیدرولیکی ممکن است سبب شود که مصرف سوخت دمنده افزایش یابد و همچنین قطعات سیستم هیدرولیکی خراب شوند.
شیر بی بار کننده در شرایط مختلف ممکن است باز یا بسته باشد.
- زمانی که سیستم در حال کار است و فشار درون سیستم بالاتر از حد مجاز میشود، شیر بی بار کننده باز میشود تا اجازه دهد که فشار اضافی از سیستم خارج شود و فشار درون سیستم کنترل شود.
- در شرایطی که سیستم در حال استراحت است و فشار درون سیستم هنوز باقی مانده، شیر بی بار کننده باز میشود تا اجازه دهد که فشار از سیستم خارج شود تا ایجاد فشار اضافی درون سیستم را پیشگیری کند. به عنوان مثال، در دمنده هوا، شیر بی بار کننده هنگامی که فشار درون مخزن بیش از حد مجاز میشود، باز میشود تا اجازه دهد که هوای اضافی از مخزن خارج شود و فشار درون مخزن کنترل شود. این قسمت دوم فرق اساسی با relief valve می باشد. شیر بی بارکننده باز میشود تا فشار موجود در سیستم را تخلیه کند و فشار اضافی درون سیستم را کاهش دهد. زمانی که سیستم در حال استراحت است، مصرف فشار صفر است ولی فشار هنوز درون خطوط سیستم وجود دارد. در این شرایط، شیر بی بار کننده به صورت خودکار باز میشود تا اجازه دهد فشار درون خطوط تخلیه شود و سیستم آماده به کار شدن باشد. اگر شیر بی بارکننده باز نشود، فشار داخل سیستم به حداکثر مجاز برسد و ریلیف ولو باز شود که این ممکن است باعث ایجاد صدای بلند و همچنین خرابی و آسیب به سیستم شود.
شیر بی بارکننده هنگامی که در حالت استراحت و فشار درون سیستم هنوز باقی مانده، باز میشود تا فشار اضافی در سیستم جلوگیری شود. یعنی در این حالت، برای جلوگیری از افزایش فشار درون سیستم، شیر بی بارکننده باز میشود تا به فشار صفر برساند. در واقع وظیفه شیر بی بارکننده در سیستم، جلوگیری از افزایش فشار درون سیستم و حفظ فشار مناسب در سیستم است.
Common uses of water pressure regulator valves include applications where low flow is required. Some examples include ultra-fine misters for greenhouses, evaporative cooling, and dust suppression. Pressure regulator valves are also used where a precise application is required, as with disinfection sprayers and carpet extractors.
If you choose an unloader instead of a regulator valve, a build-up of pressure can occur between stops and starts and result in a burst of excess fluid at a higher PSI when the trigger is engaged. In the case of disinfection sprayers, it could result in inconsistent spray coverage, and a carpet extractor that uses an unloader instead of a regulator could end up with a puddle of excess water and cleaning solution on the floor.