محافظت در مقابل فشار لحظه ایی با اسنابر فشار

اسنابر فشار چیست (Snubber) ؟

هدف از طراحی اسنابر فشار(محافظ اور پرشر ،محافظ فشار مازاد) محافظت از سنسور فشار (ترانسمتیر فشار، ترانسدیوسر فشار) و گیج فشار در برابر افزایش ناگهانی فشار ،  نوسانات و ارتعاشات خط ،  ضربه قوچ یا چکش آب  (Water Hammer) و  کاویتاسیون یا حفره زایی (Cavitation)  می باشد.

یکی از مهمترین دلایل خراب شدن گیج های فشار و سنسور های فشار (ترانسمتیر فشار، ترانسدیوسر فشار) افزایش ناگهانی فشار و نوسان و ارتعاشات سیال به دلیل دو پدیده هیدرولیکی ضربه قوچ یا چکش آب (Water Hammer) و کاویتاسیون (Cavitation ) یا حفره زایی می باشد که منجر به انحراف دائمی دیافراگم، خارج شدن تجهیز از کالیبره و یا حتی از هم گسیختن سنسور فشار یا گیج فشار می شود.

به گفته برخی از صنعتگران عزیز معمولا سنسور های فشار و گیج های فشاری که در کاربرد های هیدرولیک و یا مرتبط با بوستر پمپ و صنعت آب و فاضلاب استفاده می شوند بعد از مدتی دچار انحراف در خروجی و خارج شدن از کالیبره می شوند وغالبا طول عمر کوتاهی دارند. و از آن جایی که سیستم های هیدرولیک و همچنین بوستر پمپ ها کاربرد بسیار وسیعی در اکثر صنایع دارند، موجب نگرانی بسیاری از صنعتگران و مهندسان شده است.

در حالی که دلیل اصلی اکثر این خرابی ها، نوسانات و یا ارتعاشات سیال به صورت سریع (لحظه ای) یا موقت (بیش از چند ثانیه) و دو پدیده هیدرولیکی ضربه قوچ یا چکش آب (Water Hammer) و کاویتاسیون ( Cavitation ) یا حفره زایی می باشد.

برای جلوگیری از این مشکلات در این مقاله به معرفی برخی از پدیده های مخرب و همچنین تعدادی از تجهیزات جانبی  مانند  اسنابر فشار  و  محافظ اور پرشر که نقش محافظ مکانیکی برای تجهیزات اندازه گیری فشار (ترانسمیتر فشار، ترانسدیوسر فشار یا گیج فشار) را ایفا می کنند، پرداخته شده است.

اسنابر فشار (محافظ اور پرشر ،محافظ فشار مازاد) در مقابل سنسور فشار یا گیج فشار (میا ن سیال و تجهیز اندازه گیری فشار) نصب می شود و در برابر ضربه های مکانیکی کوتاه مدتی که بالا تر از محدود (رنج) فشار اندازه گیری (Pressure range) تجهیزات می باشند ، نقش محافظ مکانیکی را ایفا می کند.

بیشتر بخوانید : آشنایی با سنسور اثر هال و کاربرد آن

بیشتر بخوانید : سنسور خازنی چیست؟ -۷ گام ساده برای شناخت سنسور های خازنی

بیشتر بخوانید : کمپرسور (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : چیلر و هر آنچه راجع به آنها باید بدانید.

 اسنابر فشار  برای اکثر کاربرد های صنعتی  به خصوص برای  برنامه های کاربردی هیدرولیکی  مناسب است که در آن ها ممکن است کاویتاسیون (Cavitation)، ضربه قوچ یا چکش آب (Water Hammer) رخ دهد، تأثیراتی که اغلب کوتاه هستند اما شدیدتر از حداکثر فشار کاری ترانسمیتر یا ترانسدیوسر یا گیج فشار می باشند.

اسنابر فشار (محافظ اور پرشر ،محافظ فشار مازاد) ، فشار سیال را تغییر نمی دهد، بلکه موجب  کاهش نوسان و ارتعاشات در خط  می شود، همچنین باعث می شود که عناصر حسگر فشار، اندازه گیری ثابتی از فشار ارائه دهند و در نتیجه باعث بهبود نتایج خوانده شده توسط تجهیز و افزایش طول عمر مفید آن می شود.

اسنابر فشار (محافظ اور پرشر ،محافظ فشار مازاد) قابل تنظیم (Adjustable) قابلیت تنظیم کردن به وسیله یک ولو یا پیچ را دارند.
تجهیزات اندازه گیری فشار مجهز به اسنابرفشار (محافظ اور پرشر ،محافظ فشار مازاد)، زمان پاسخگویی آهسته تری نسبت به تغییرات فشار ورودی در مقایسه با تجهیزاتی که از اسنابر فشار استفاده نمی کنند، دارند این پاسخ آهسته باعث کاهش فشارهای ناشی از خط و پمپ ها می شود.

محافظ اورپرشر (محافظ فشار مازاد) (Overpressure protector) چیست؟

هدف از طراحی محافظ فشار مازاد (Overpressure protector) محافظت از از تجهیزات اندازه گیری فشار است هنگامیکه فشار از محدوده یا رنج اندازه گیری مشخص شده تجهیز طی یک بازه زمانی تجاوز می کند.

محافظ اور پرشر (Overpressure protector) از یک شیر ولو پیستونی فنری (spring loaded piston valve) تشکیل شده است. در شرایط عادی فشار فنر شیر ولو را باز نگه می دارد و سیال به عنصر حسگر می رسد. هنگامی که فشار سیستم از میزان تنظیم شده (ست شده) برای محافظ اورپرشر تجاوز می کند، به نیروی وارد شونده از طرف فنر غلبه می کند در نتیجه فنر به عقب رانده می شود و ولو بسته می شود و مسیر عبوری سیال به سمت سنسور فشار (ترانسمیتر فشار، ترانسدیوسر فشار) یا گیج فشار را مسدود می نماید. ولو بسته باقی می ماند تا زمانی که فشار سیستم به میزان تقریبا ۲۵ درصد پایین تر از فشار ست شده برگردد، جایی که بر اثر نیروی فنر، مجددا شیر باز می شود.

 در نتیجه از تجهیزات اندازه گیری فشار در برابر افزایش فشار (فشار های مازاد) و ضربات فشار surge و spike جلوگیری می کند. 

تنظیم محافظ اورر پرشر (Overpressure protector):

تنظیم پیچ (چرخش پیچ) در جهت عقربه های ساعت ← بالا بردن فشار بسته شدن ولو
تنظیم پیچ (چرخش پیچ) در خلاف جهت عقربه های ساعت ← پایین آوردن فشار بسته شدن ولو

معرفی دو پدیده هیدرولیکی ضربه قوچ (Water Hammer) و کاویتاسیون (Cavitation):

ضربه قوچ ( Water Hammer ) :

ضربه قوچ یا چکش آبی (Water hammer) یکی از  پدیده های مخرب هیدرودینامیکی  می باشد که  ناشی از افزایش ناگهانی فشار در سیالات می باشد. 

توقف کامل و یا تغییر سریع مسیر عبور سیال (مانند بسته شدن ناگهانی یک شیر) موجب کاهش ناگهانی دبی و یا شدت جریان آن سیال می شود در نتیجه فشار سیال درون سیستم به طور سریع و ناگهانی افزایش پیدا می کند. این پدیده مخرب ضربه قوچ یا چکش آبی (Water hammer) نامیده می شود که می تواند صدمات و خسارت زیادی مانند ترکیدن خطوط لوله شبکه های توزیع و سیستم‌های انتقال، ترکیدن شیر ها و ولو ها و خراب شدن سایر تجهیزات سیستم مانند تجهیزات اندازه گیری (سنسور فشار، گیج فشار، فلومتر و …) وارد نماید.

کاویتاسیون  (Cavitation) :

کاویتاسیون، چکش مایع و فشارهای بالا ممکن است در سیستم های هیدرولیک با تغییرات در سرعت جریان رخ دهد، به عنوان مثال. بسته شدن سریع شیر یو یا شروع و متوقف شدن پمپ.
این مشکل می تواند در قسمت ورودی و خروجی یک پمپ یا شیر اتفاق بیافتد، حتی در فشار عملیاتی کم.

بیشتر بخوانید : سنسور دریچه گاز چگونه عمل می کند؟

بیشتر بخوانید : سنسور پیزو الکتریک و هرآنچه راجب آن باید بدانید (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : سنسور دنده عقب و هرآنچه راجب آن باید بدانید.

بیشتر بخوانید : میکرو سنسور چیست؟عملکرد آن چگونه است؟

بیشتر بخوانید : راهنمای کامل آشنایی با انواع سنسور Sensor