شیر تنفسی (Breather Valve) یا شیر تخلیه فشار/خلأ مستقیم برای محافظت از مخازن ذخیره در برابر فشار/خلأ به وجود آمده در اثر انبساط یا انقباض گرمایی و یا ورود/خروج ماده از مخزن، مورد استفاده قرار می‌گیرد. شیر تنفسی به سه نوع فشاری، خلأ و ترکیب فشار/خلأ تقسیم‌بندی می‌شود. شیر تخلیه فشار/خلأ بیشتر در مخازن ذخیره سایز بزرگ با سقف ثابت و دارای پوشش متغیر برای به حداقل رساندن میزان تبخیر استفاده می‌شود. این شیر با جلوگیری از ایجاد فشار یا خلأ اضافه، مانع از آسیب رسیدن به مخزن (مچاله شدن یا انفجار) می‌گردد.

شیر تنفسی

شیر تنفسی SEWON

در سال 1990 شرکت SEWON تولید انواع شعله‌گیر را آغاز نموده و ظرفیت تولید و فعالیت‌های صادرات و واردات خود را توسعه بخشید. این شرکت تا به امروز موفق به کسب گواهینامه‌های بسیاری مانند ISO 9002، ISO 9001:2000، ISO 14001، 94/9/EC و ISO45001 شده است. در حال حاضر زمینه فعالیت شرکت SEWON تولید انواع دستگاه‌های تخلیه (Venting Device) یا تجهیزات ایمنی (Safety Device) است. تاکنون شرکت‌های بزرگی همچون HYUNDAI Engineering Co.، SAMSUNG، SK-Energy، KNPC، PETROJET و SAUDI ARAMCO از مشتریان این شرکت پیشروی کره‌ای بوده‌اند. شرکت SEWON همچنین در وندور فهرست بلند منابع دستگاه مرکزی وزارت نفت ایران نیز به ثبت رسیده است.

شیر تنفسی SEWON برای محافظت از مخازن ذخیره در برابر فشار یا خلأ اضافی طراحی شده است. بهتر است شیر تنفسی SEWON همراه با یک شعله‌گیر نصب شود تا حداکثر محافظت در برابر فشار اضافی یا خلأ صورت گیرد و در عین حال احتمال احتراق ناشی از بخارات محصولات آتش‌گیر را به حداقل برساند.

شیر تنفسی SEWON

انواع شیر تنفسی SEWON

  • شیر تخلیه فشار/خلأ مدل SBF: این مدل در انواع سایز و ساختار تولید می‌شود. پالت زیرسازی شده با هوا در این مدل، نشت بخار را به حداقل می‌رساند. FEB TEFLON SEAT به کار رفته در این مدل سبب افزایش ضریب اطمینان و طول عمر آن می‌شود.
  • شیر تخلیه فشار مدل SBG: این مدل شیر بر روی مخازنی نصب می‌شود که به هیچ عنوان امکان ایجاد خلأ در آنها وجود نداشته باشد و از مخزن در برابر ایجاد فشار اضافی محافظت می‌کند. همانند مدل قبل، وجود پالت زیرسازی شده با هوا باعث به حداقل رساندن نشت بخار در این مدل می‌شود.
  • شیر تخلیه خلأ مدل SBV: این مدل شیر به منظور محافظت از مخزن در مقابل فشار منفی (خلأ) طراحی شده است. SEAT FEB TEFLON به کار رفته در این مدل سبب افزایش ضریب اطمینان و طول عمر آن می‌شود.
  • شیر تخلیه خلأ مدل SBFV: این مدل شیر به منظور محافظت از مخزن در مقابل فشار منفی (خلأ) طراحی شده است. پالت‌های خلأ هدایت شده در این مدل موجب باز و بسته شدن روان و عملکرد قابل اعتماد شیر اطمینان می‌شود.
  • شیر تخلیه فشار/خلأ مدل SBFJ: در این مدل یک ژاکت بخار روی شیر نصب می‌شود تا وسیله انتقال حرارت از بخار به دریچه را در مخازنی که بخارات مایع درون آنها در محیط کریستالی می‌شوند، فراهم کند.
  • شیر تخلیه فشار/خلأ مدل SBB: این مدل به صورت In-line نصب می‌شود. در سیستمی استفاده می‌شود که گاز یا بخار را از طریق لوله متصل به خروجی شیر، در مخزن تخلیه یا بازیابی می‌کند. بنابراین گاز یا بخار مستقیما به اتمسفر تخلیه نمی‌شود. این نوع شیرهای In-line به دلیل اهمیت مقررات زیست‌محیطی بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  • شیر تخلیه فشار مدل SBD: این مدل به صورت In-line نصب می‌شود و هنگامی مورد استفاده قرار می‌گیرد که امکان ایجاد خلأ در مخزن وجود نداشته باشد.

SEWON Breather Valves

SBB sewon breather valveSBG sewon breather valveSBV sewon breather valve
SBF Pressure and Vacuum Relief ValveSBG Pressure Relief ValveSBV Vacuum Relief Valve
SBFV sewon breather valveSBFJ sewon breather valveSBB sewon breather valve
SBFV Vacuum Relief ValveSBFJ Pressure and Vacuum Relief ValveSBB Pressure and Vacuum Relief Valve
SBD sewon breather valve
SBD Pressure Relief Valve

نحوه عملکرد شیر تنفسی

سطوح مختلف حفاظتی در برابر فشار یا خلأ، توسط پالت‌های وزنی یا فنرها تنظیم می‌شود و با ترکیب این دو مکانیزم، شیر تنفسی فشار/خلأ عمل می‌کند. فشار مخزن در قسمت زیرین پالت فشار و قسمت بالای پالت خلاء اعمال می شود. تا زمانی که فشار مخزن در محدوده فشار یا خلأ تنظیم شده برای شیر باقی بماند، پالت با نشیمنگاه شیر (seat ring) در تماس است و هیچ گونه تخلیه یا تنفسی صورت نمی‌گیرد. هنگامی که فشار مخزن به فشار تنظیم شده برای شیر برسد، پالت از روی نشیمنگاه برداشته شده و فشار اضافی به اتمسفر تخلیه می‌شود. با کاهش فشار مخزن به میزانی کمتر از فشار تنظیم شده برای شیر، پالت مجددا بسته می‌شود. در رابطه با فشار منفی (خلأ)، هنگامی که خلأ مخزن به خلأ تنظیم شده برای شیر برسد، پالت خلأ از روی نشیمنگاه برداشته شده و اجازه می‌دهد هوا به درون مخزن وارد شود. هنگامی که خلأ مخزن به میزان خلأ تنظیم شده برای شیر برسد، پالت خلأ به حالت عادی خود باز می‌گردد.

شمای کلی چگونگی عملکرد شیر تنفسی

کاربرد شیر تنفسی

به طور کلی شیر تنفسی در تمام صنایعی که در آنها از مخازن ذخیره استفاده می‌شود، به کار می‌رود و به عنوان یک تجهیز مهم جهت حفظ ایمنی مخزن به شمار می‌آید. از جمله این صنایع می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
  • صنایع غذایی
  • صنایع داروسازی
  • مخازن ذخیره
  • صنایع سیلو

اجزای یک شیر تنفسی

اجزای اصلی یک شیر تنفسی معمولا شامل بدنه و پوشش (Body & Cover)، نشیمنگاه (Seat)، پالت (Pallet)، هدایت ‌کننده پالت (Pallet Guide) و دیافراگم نشیمنگاه (Seat Diaphragm) است که در شکل زیر نشان داده شده‌اند.

اجزای شیر تنفسی

استاندارهای طراحی و ساخت شیر تنفسی SEWON

استانداردهای طراحی و ساخت شیر تنفسی SEWON به شرح زیر است:

  • ANSI/ASME B 16.5 for Class 150 Flanges
  • KS/JIS 10K for Flanges
  • SPEC: KS Q ISO 45001: 2016/ ISO 45001:2018
  • SPEC: KS Q ISO 9001: 2015
  • SPEC: KS Q ISO 14001: 2015
  • SPK: KS A ISO 9001:2001/ ISO 9001:2000
  • SPK: KS A ISO 14001:2004
  • EN 10204.3.1 NACE 0103(Material)

لازم به ذکر است شرکت SEWON به هنگام تحویل تجهیز شیر تنفسی، مدارک مربوط به تست های Material Test Certificate، Mill Test Certificate  و Visual & Dimension Check را به مشتری ارائه می‌دهد.

نحوه انتخاب شیر تنفسی مناسب

مطابق الزامات OSHA (Occupational Safety & Health Administration) انتخاب سایز یک شیر تنفسی باید بر اساس استاندارد API 2000 صورت گیرد. این استاندارد مشخصات شیرهای تنفسی جهت نصب روی مخازن ذخیره را تعیین می‌کند. تنظیمات فشار شیر تنفسی نیز بر اساس استاندارد API 12 به دست می‌آید. به عنوان مثال، این میزان برای مخازن تمام جوشی تا میزان 1/2 oz/in2 در نظر گرفته می‌شود چرا که سقف این نوع مخازن در فشار بالای 1 oz/in2 بلند می‌شود.

موارد زیر در انتخاب سایز یک شیر تنفسی مهم هستند:

  • میزان تخلیه نرمال (Normal Relief): نشان‌دهنده میزان تنفس مخزن است.
  • میزان تخلیه اضطراری (Emergency Relief): نشان‌دهنده توانایی تخلیه مخزن هنگام قرار گرفتن در معرض آتش است.
  • منحنی‌های دبی جریان (Flow Curves): نشان‌دهنده ظرفیت خلأ و فشار برای انتخاب سایز شیر تنفسی است.

به طور کلی، انتخاب میزان فشار یا خلأ قابل تحمل برای یک شیر تنفسی باید بر اساس ویژگی‌های ساختاری مخزن و در نظر گرفتن حد مجاز ایمنی باشد چرا که در صورت بروز مشکل، خرابی‌های جبران‌ناپذیری رخ خواهد داد.

مواد مورد استفاده در ساخت شیر تنفسی

شرکت SEWON برای ساخت قسمت‌های مختلف شیر تنفسی از مواد متفاوتی استفاده می‌کند که به شرح زیر هستند:

قسمت تجهیزجنس
بدنه و پوشش (Body & Cover)فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ (S.S. 304/316)، آلومینیوم، هستلوی، Alloy 20، FRP، PTFE، ETFE LINED
نشیمنگاه (Seat)فولاد ضد زنگ (S.S. 304/316)، آلومینیوم، هستلوی، Alloy 20، FRP، PTFE، ETFE LINED
پالت (Pallet)فولاد ضد زنگ (S.S. 304/316)، هستلوی، Alloy 20، FRP، PTFE، ETFE LINED
هدایت‌کننده پالت (Pallet Guide)فولاد ضد زنگ (S.S. 304/316)
دیافراگم نشیمنگاه (Seat Diaphragm)FEP TEFLON, VITON O-Ring, Metal to Metal

لازم به ذکر است ساخت شیر تنفسی با مواد درخواستی کارفرما نیز امکان‌پذیر است.